專利名稱：一種分批流水生產(chǎn)壓件數(shù)量分析方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種流水生產(chǎn)壓件數(shù)量分析方法，屬于現(xiàn)代制造集成技術(shù)及自動化領(lǐng) 域。
背景技術(shù)：
隨著當前企業(yè)生產(chǎn)模式逐步轉(zhuǎn)化為多品種變批量的形式，由此產(chǎn)生了研制性產(chǎn)品 與批產(chǎn)性產(chǎn)品共用資源的現(xiàn)象，從而導致了批產(chǎn)性產(chǎn)品生產(chǎn)所追求的效率與研制性產(chǎn)品生 產(chǎn)所追求的柔性之間的矛盾問題。為了有效的化解此矛盾，可以采取流水與離散式生產(chǎn)混 線生產(chǎn)的模式，由此便產(chǎn)生了面向流水離散混合模式的車間作業(yè)調(diào)度。所謂流水離散混合模式的作業(yè)調(diào)度主要體現(xiàn)為單元內(nèi)流水作業(yè)與單元外離散作 業(yè)的混合，同時單元內(nèi)流水生產(chǎn)的空閑時間也被用于離散工序的生產(chǎn)。從而達到以具有批 量生產(chǎn)和加工質(zhì)量一致性要求的產(chǎn)品在單元內(nèi)形成流水式生產(chǎn)的形式解決效率問題，以普 通零件在單元內(nèi)外展開離散式生產(chǎn)的形式解決柔性問題的目的。這里所述的單元即為生產(chǎn) 中的加工單元，是以一定目標或規(guī)則為基礎建立的若干設備的集合，將生產(chǎn)車間中的設備 劃分為設備單元有利于提高生產(chǎn)效率，是車間中普遍采用的形式。當前企業(yè)中由于普遍存在的混合生產(chǎn)模式，從而使車間調(diào)度面臨著新的問題混 線生產(chǎn)、工序并行加工等現(xiàn)象，使得車間內(nèi)設備與設備之間、設備與零件之間的關(guān)系復雜， 使計劃制定人員很難在規(guī)定的時間內(nèi)生成合理的作業(yè)計劃，同時傳統(tǒng)的生產(chǎn)調(diào)度中單一生 產(chǎn)模式的假設與混線生產(chǎn)的實際情況不相符，無法適應面向多品種變批量生產(chǎn)的要求。并 行設備加工雖然在傳統(tǒng)調(diào)度中有所涉及，卻沒有考慮流水加工的節(jié)拍保障機制。因此需要 建立一種新型的分批流水生產(chǎn)壓件數(shù)量分析方法，可利用其指導混線生產(chǎn)中的流水調(diào)度計 劃制定，保證調(diào)度計劃的可用性。隨著對生產(chǎn)調(diào)度問題研究的深入，已經(jīng)出現(xiàn)了很多針對車間生產(chǎn)的調(diào)度軟件。然 而傳統(tǒng)調(diào)度軟件在流水排產(chǎn)問題上面對生產(chǎn)企業(yè)作業(yè)習慣、加工工時不確定等問題時，存 在以下不足(1)調(diào)度算法較多存在于理論層面，在與車間生產(chǎn)實際結(jié)合上存在問題，很難直接 指導車間生產(chǎn)，并難于適應復雜的制造環(huán)境；(2)調(diào)度軟件主要針對單一的離散生產(chǎn)環(huán)境，對于流水混合模式下的生產(chǎn)調(diào)度涉 及較少。同時對于流水過程中存在的瓶頸工序并行生產(chǎn)問題，沒有與流水加工節(jié)拍較好的 集成。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種分批流水生產(chǎn)壓件數(shù)量分析方法，該方法可用于指導流 水生產(chǎn)過程中，工序間的緩沖程度，從而保證流水工序不會出現(xiàn)生產(chǎn)間斷或積壓的現(xiàn)象，實 現(xiàn)合理的流水調(diào)度問題，從而可進一步滿足車間其他作業(yè)模式的需要。為了實現(xiàn)這一功能，通過分析流水調(diào)度的特點，并結(jié)合生產(chǎn)調(diào)度過程中的生產(chǎn)約束,提出了保證流水節(jié)拍機制的壓件計算方法。由此可以達到充分利用生產(chǎn)資源的目標。一種分批流水生產(chǎn)壓件數(shù)量分析方法，包括如下步驟過程(1)對于流水生產(chǎn)中的待處理零件PPj其中PPr表示一個具體加工零件， 下標re (1,2,…，η)是該零件的唯一標識)，獲取該零件的最相鄰的下兩道工序PSy和 pss+1,r，下標S e (1,2,…，η)是工序在加工零件r內(nèi)的唯一標識；并且獲取加工這兩道工 序的加工設備集合(ns，ns'，ns'“)和(ns+1，ns+1 ‘，…，ns+1 ‘“)，其中ns表示可 加工工序s的設備，下標s表示工序標識。且這兩個加工設備集合內(nèi)的設備數(shù)量分別為 Size (ns, ns' , ...，ns' “ ) = SNs 禾口 Size (ns+1, ns+1 ‘ , ...，ns+1' ‘‘ ) = SNs+1, Size ( ·)表 示取集合中元素的數(shù)量，SNs表示加工工序s的設備的總數(shù)；過程(2)根據(jù)加工設備集合中各設備當前的生產(chǎn)狀態(tài)，取得工序pss, r在其加 工設備集合(ns，ns'，ns'“)中各設備上開始加工此工序的最晚的計劃開始時間 PBs,r,nsJs，下標Is代表工序位于設備ns上的第S個，即該設備上已經(jīng)安排了 S-I個工序。 并且還要取得工序pss+u在加工設備集合(ns+1'，ns+1〃，...，ns+/ “)中各設備上開始加 工此工序的最早的計劃開始時間 +1^+1，/. +1 ；過程(3)按照公式5b和5b獲得工序pss+1,r的開始時間^^+ι，η+1，/ +,PBs+l,r,ns+1,ls+l ^iiLxra <TS
“MP χ SN /、(5b)
=PB一，-TSs^-(NP^-l)xTSs+l^ +TAS^-TAs^其中，「·]表示向上取整操作；NPsjr 表示零件PPr所含的工序PSsTSsjrjn 表示零件PPr所含的工序ps 取調(diào)度基礎信息獲得；TAs,表示零件ppr所含的工序ps 取調(diào)度基礎信息獲得；過程⑷為保證工序pss+1,r不出現(xiàn)生產(chǎn)間斷，前道工序pss, r的壓件數(shù)量應滿足 工序pss+1,r的需要，即根據(jù)公式6a或者公式6b得到流水工序pss, r需要壓件的數(shù)量
的計劃加工數(shù)量；
在加工設備ns上的單件加工時間，可通過讀 在加工設備ns上的生產(chǎn)準備時間，可通過讀
權(quán)利要求
一種分批流水生產(chǎn)壓件數(shù)量分析方法，其特征在于，包括如下步驟過程(1)對于流水生產(chǎn)中的待處理零件ppr，獲取該零件的最相鄰的下兩道工序pss，r和pss+1，r，其中下標r是該零件的唯一標識，下標s是工序在加工零件r內(nèi)的唯一標識；進一步地，獲取加工這兩道工序的加工設備集合(ns，ns′，…，ns′″)和(ns+1，ns+1′，…，ns+1′″)，其中ns表示可加工工序s的設備；進一步地，獲得這兩個加工設備集合內(nèi)的設備數(shù)量分別為Size(ns，ns′，…，ns′″)＝SNs和Size(ns+1，ns+1′，…，ns+1′″)＝SNs+1，其中Size(·)表示取集合中元素的數(shù)量，SNs表示加工工序s的設備的總數(shù)；過程(2)根據(jù)加工設備集合中各設備當前的生產(chǎn)狀態(tài)，取得工序pss，r在其加工設備集合(ns，ns′，…，ns′″)中各設備上開始加工此工序的最晚的計劃開始時間，下標ls代表工序位于設備ns上的第s個，即該設備上已經(jīng)安排了s 1個工序；并且還要取得工序pss+1，r在加工設備集合(ns+1′，ns+1″，…，ns+1′″)中各設備上開始加工此工序的最早的計劃開始時間過程(3)按照公式(5b)和(5b)獲得工序pss+1，r的開始時間 <mrow><msub> <mi>PB</mi> <mrow><mi>s</mi><mo>+</mo><mn>1</mn><mo>,</mo><mi>r</mi><mo>,</mo><msub> <mi>n</mi> <mrow><mi>s</mi><mo>+</mo><mn>1</mn> </mrow></msub><mo>,</mo><msub> <mi>l</mi> <mrow><mi>s</mi><mo>+</mo><mn>1</mn> </mrow></msub> </mrow></msub><msub> <mo>|</mo> <mrow><mfrac> <msub><mi>SN</mi><mrow> <mi>s</mi> <mo>+</mo> <mn>1</mn></mrow> </msub> <msub><mi>SN</mi><mi>s</mi> </msub></mfrac><mo>&times;</mo><msub> <mi>TS</mi> <mrow><mi>s</mi><mo>,</mo><mi>r</mi><mo>,</mo><mi>n</mi> </mrow></msub><mo>></mo><msub> <mi>TS</mi> <mrow><mi>s</mi><mo>+</mo><mn>1</mn><mo>,</mo><mi>r</mi><mo>,</mo><msub> <mi>n</mi> <mrow><mi>s</mi><mo>+</mo><mn>1</mn> </mrow></msub> </mrow></msub> </mrow></msub> </mrow> <mrow><msub> <mi>PB</mi> <mrow><mi>s</mi><mo>+</mo><mn>1</mn><mo>,</mo><mi>r</mi><mo>,</mo><msub> <mi>n</mi> <mrow><mi>s</mi><mo>+</mo><mn>1</mn> </mrow></msub><mo>,</mo><msub> <mi>l</mi> <mrow><mi>s</mi><mo>+</mo><mn>1</mn> </mrow></msub> </mrow></msub><msub> <mo>|</mo> <mrow><mfrac> <msub><mi>SN</mi><mrow> <mi>s</mi> <mo>+</mo> <mn>1</mn></mrow> </msub> <msub><mi>SN</mi><mi>s</mi> </msub></mfrac><mo>&times;</mo><msub> <mi>TS</mi> <mrow><mi>s</mi><mo>,</mo><mi>r</mi><mo>,</mo><mi>n</mi> </mrow></msub><mo>&lt;</mo><msub> <mi>TS</mi> <mrow><mi>s</mi><mo>+</mo><mn>1</mn><mo>,</mo><mi>r</mi><mo>,</mo><msub> <mi>n</mi> <mrow><mi>s</mi><mo>+</mo><mn>1</mn> </mrow></msub> </mrow></msub> </mrow></msub> </mrow> 其中，表示向上取整操作；NPs，r表示零件ppr所含的工序pss，r的計劃加工數(shù)量；TSs，r，n表示零件ppr所含的工序pss，r在加工設備ns上的單件加工時間，可通過讀取調(diào)度基礎信息獲得；TAs，r，n表示零件ppr所含的工序pss，r在加工設備ns上的生產(chǎn)準備時間，可通過讀取調(diào)度基礎信息獲得；過程(4)為保證工序pss+1，r不出現(xiàn)生產(chǎn)間斷，前道工序pss，r的壓件數(shù)量應滿足工序pss+1，r的需要，即根據(jù)公式(6a)或者公式(6b)得到流水工序pss，r需要壓件的數(shù)量(6a)(6b)。FSA00000315263100011.tif,FSA00000315263100012.tif,FSA00000315263100013.tif,FSA00000315263100015.tif,FSA00000315263100017.tif,FSA00000315263100018.tif,FSA00000315263100021.tif,FSA00000315263100022.tif
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種分批流水生產(chǎn)壓件數(shù)量分析方法，其特征在于 TAs, r, n可通過讀取調(diào)度基礎信息獲得。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述一種分批流水生產(chǎn)壓件數(shù)量分析方法，其特征在于根據(jù) 所述過程(1)_(4)，對流水線上除最后一道工序外的所有工序進行壓件數(shù)量分析，從而建立 整個車間流水生產(chǎn)工序的調(diào)度計劃。
4.一種混線生產(chǎn)流水調(diào)度方法，其特征在于，包括如下步驟步驟(1)從調(diào)度基礎信息處獲取采用流水方式生產(chǎn)的零件和制造單元的設備信息； 步驟(2)從可調(diào)度工序集合中篩選出一個待調(diào)度工序，如果可調(diào)度工序集合為空則 轉(zhuǎn)至步驟(7)；步驟(3)根據(jù)初始化數(shù)據(jù)讀取該調(diào)度工序所需要的加工設備數(shù)量，利用以優(yōu)先級篩 選規(guī)則為首要規(guī)則的設備選擇規(guī)則從所有可選設備中選取規(guī)定數(shù)量的加工設備，此處的設 備選擇規(guī)則包括保證設備的利用率，保證各個設備的生產(chǎn)任務平衡；步驟(5)利用權(quán)利要求1中所述一種分批流水生產(chǎn)壓件數(shù)量分析方法得到的下一道 工序所需的流水生產(chǎn)壓件數(shù)量，接著計算工序的最早可開始時間，結(jié)合加工工時計算工序 的計劃生產(chǎn)結(jié)束時間；步驟(6)轉(zhuǎn)至步驟(2)； 步驟(7)調(diào)度結(jié)束。
全文摘要
本發(fā)明所述一種分批流水生產(chǎn)壓件數(shù)量分析方法，屬于現(xiàn)代制造集成技術(shù)及自動化領(lǐng)域。對于流水生產(chǎn)中的待處理零件，獲取該零件的最相鄰的下兩道工序及其加工設備集合，根據(jù)加工設備集合中各設備當前的生產(chǎn)狀態(tài)，取得其中前一道工序的最晚的計劃開始時間以及后一道工序的最早的計劃開始時間，為保證不出現(xiàn)生產(chǎn)間斷，前道工序的壓件數(shù)量應滿足后一道工序的需要，得到流水工序pss，r需要壓件的數(shù)量。本發(fā)明可用于指導流水生產(chǎn)過程中工序間的緩沖程度，從而保證流水工序不會出現(xiàn)生產(chǎn)間斷或積壓的現(xiàn)象，保證流水節(jié)拍機制，實現(xiàn)合理的流水調(diào)度問題，從而可進一步滿足車間其他作業(yè)模式的需要。
文檔編號G05B19/418GK101963810SQ20101051617
公開日2011年2月2日 申請日期2010年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月22日
發(fā)明者劉檢華, 唐承統(tǒng), 張旭, 李京生, 王愛民 申請人:北京理工大學