一種基于訂單生產(chǎn)的人員排班仿真的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于系統(tǒng)仿真技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種適用于基于訂單生產(chǎn)的人員排班的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]系統(tǒng)仿真技術(shù)就是利用計算機(jī)建立實(shí)際系統(tǒng)模型并利用所建立的模型對實(shí)際系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗，它是隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而逐步形成的一門新興學(xué)科。系統(tǒng)仿真技術(shù)是建立在控制理論、運(yùn)籌學(xué)、信息處理技術(shù)和計算機(jī)語言基礎(chǔ)之上的，運(yùn)用計算機(jī)建立系統(tǒng)模型，并借助于專家的經(jīng)驗知識、統(tǒng)計數(shù)據(jù)和信息資料對實(shí)驗結(jié)果進(jìn)行分析研究，進(jìn)而做出決策的一門綜合的實(shí)驗性學(xué)科。由于它相對于建立一個實(shí)際系統(tǒng)所需要的時間短，成本低，模型對實(shí)際系統(tǒng)不會造成中止和破壞，同時可以輸出定量化數(shù)據(jù)進(jìn)行評估實(shí)際系統(tǒng)。
[0003]基于訂單生產(chǎn)的生產(chǎn)系統(tǒng)隨著訂單的變化，人員排班也應(yīng)進(jìn)行調(diào)整，而常見的人員排班使用方法是分段模型，第一步是計算各時段的人員需求，第二步再確定班次方案。分段模型依賴于時段間無關(guān)性的假設(shè)，即第一是訂單的生產(chǎn)是平穩(wěn)的，生產(chǎn)節(jié)拍穩(wěn)定，第二是每個班次之間的訂單相互獨(dú)立。各時段的人員需求計算一般按照平均值或者估值，而實(shí)際情況會因為人員的熟練程度，人員個人因素的影響無法按照平均值或估值來適應(yīng)時變的情況。排班方案的生成主要采用線性規(guī)劃模型進(jìn)行計算，求得最優(yōu)解，而線性規(guī)劃模型可能會存在無解或者無窮多個最優(yōu)解，約束越多，變量也就越多，求解更復(fù)雜，考慮的因素也不一定全面，導(dǎo)致排班結(jié)果跟實(shí)際生產(chǎn)結(jié)果存在差異。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供，基于訂單生產(chǎn)的人員排班仿真的方法，該方法可以提高排班結(jié)果的準(zhǔn)確性，避免不必要的人力資源浪費(fèi)，同時利用仿真技術(shù)使模型三維可視化，易于理解和操作，便于查找模型中存在的問題，及時改進(jìn)排班方案。
[0005]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的，一種基于訂單生產(chǎn)的人員排班仿真的方法，包括以下步驟:
[0006]步驟I，模型開發(fā)，研究生產(chǎn)系統(tǒng)排班目的和影響因素，建立概念模型，并確定模型架構(gòu)和算法；
[0007]步驟2，數(shù)據(jù)收集及處理，收集影響排班結(jié)果的所有相關(guān)數(shù)據(jù)，并整理成模型需求的數(shù)據(jù)類型和格式；
[0008]步驟3，導(dǎo)入或連接數(shù)據(jù)，導(dǎo)入或連接模型需求的數(shù)據(jù)，或者直接連接數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)；
[0009]步驟4，運(yùn)行模型，通過三維動態(tài)仿真模型，實(shí)時輸出動態(tài)數(shù)據(jù)，并發(fā)現(xiàn)方案中存在的問題；
[0010]步驟5，輸出定量化數(shù)據(jù)，根據(jù)人員排班需求，制定符合行業(yè)特點(diǎn)的數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)算法；
[0011]步驟6，分析模型，驗證模型結(jié)果并分析差異，收集統(tǒng)計實(shí)際生產(chǎn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)，對比分析仿真模擬數(shù)據(jù)與實(shí)際數(shù)據(jù)存在的差異；
[0012]步驟7，修改模型，調(diào)整數(shù)據(jù)，重新運(yùn)行模型；
[0013]步驟8，確定仿真模型，確定符合實(shí)際生產(chǎn)系統(tǒng)的仿真模型。
[0014]進(jìn)一步，步驟I所述模型開發(fā)的數(shù)據(jù)架構(gòu)和格式與步驟2所處理的數(shù)據(jù)格式一致。
[0015]有益技術(shù)效果:
[0016]本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)自動評估生產(chǎn)系統(tǒng)排班合理性，通過計算機(jī)仿真，不斷的調(diào)整數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬試驗，直到計算機(jī)模型和實(shí)際生產(chǎn)系統(tǒng)相符。仿真技術(shù)在搜索最佳解決方案的時候，它會為每個解決方案創(chuàng)建一個數(shù)據(jù)庫以及它們對模型輸出的影響。這個數(shù)據(jù)庫可以用于尋找之前未知的兩個模型變量之間的關(guān)系，或者確定那個最具限制性的約束條件。使用這些數(shù)據(jù)可以獲得關(guān)于模型行為的前瞻性。此方法可以提高排班結(jié)果的準(zhǔn)確性，避免不必要的人力資源浪費(fèi)，同時利用仿真技術(shù)使模型三維可視化，易于理解和操作，便于查找模型中存在的問題，及時改進(jìn)排班方案。
【附圖說明】
[0017]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，其中:
[0018]圖1為本發(fā)明所述基于訂單生產(chǎn)的人員排班仿真的方法的流程圖；
[0019]圖2為步驟I模型開發(fā)關(guān)鍵流程。
【具體實(shí)施方式】
[0020]以下將結(jié)合附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述;應(yīng)當(dāng)理解，優(yōu)選實(shí)施例僅為了說明本發(fā)明，而不是為了限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0021]如圖1所示，本發(fā)明所述的基于訂單生產(chǎn)的人員排班仿真的方法，主要流程包括模型開發(fā)、數(shù)據(jù)收集及處理、導(dǎo)入或連接數(shù)據(jù)、運(yùn)行模型、輸出定量化數(shù)據(jù)、分析模型差異、修改模型、確定仿真模型。
[0022]步驟I，模型開發(fā)，對生產(chǎn)涉及的加工設(shè)備、物流設(shè)備、精益生產(chǎn)要素等經(jīng)過現(xiàn)場測量、拍照等方式，獲取相關(guān)調(diào)研數(shù)據(jù)，主要采用sketchup、3Dmax、sol idworks軟件平臺完成三維幾何建模；在此基礎(chǔ)上采用可以兼容由多種軟件建立的三維幾何圖形軟件DeepExplorat1n進(jìn)行輕量化處理，過濾模型中的非幾何信息，合理控制模型的顯示精度和顯示細(xì)節(jié)。在輕量化處理的三維模型基礎(chǔ)上進(jìn)行模型參數(shù)化及主要邏輯開發(fā)，形成符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，具有工廠特點(diǎn)的設(shè)備庫，支持虛擬工廠模型的快速修改及后續(xù)工廠生產(chǎn)環(huán)境改變的模型搭建。設(shè)備庫模型包含以下幾個方面的配置及管理:典型幾何參數(shù)、工藝參數(shù)、動作參數(shù)，設(shè)備主要工藝邏輯、物流邏輯。
[0023]研究生產(chǎn)系統(tǒng)排班目的和影響因素，確定模型架構(gòu)和算法。開發(fā)建立數(shù)據(jù)導(dǎo)入接口和數(shù)據(jù)引用，定義模型變量，模型運(yùn)行后輸出各類管控點(diǎn)數(shù)據(jù)，開發(fā)用戶界面，便于非編程人員操作和計算。
[0024]步驟2，數(shù)據(jù)收集及處理，收集影響排班結(jié)果的所有相關(guān)數(shù)據(jù)，運(yùn)用數(shù)據(jù)擬合軟件ExperFi t，分析處理收集數(shù)據(jù)，擬合最接近現(xiàn)實(shí)情況的數(shù)據(jù)分布，并整理成模型需求的數(shù)據(jù)類型和格式。
[0025]優(yōu)選的，步驟I中，所述的模型開發(fā)，要求開發(fā)的數(shù)據(jù)架構(gòu)和格式與步驟2所處理的數(shù)據(jù)格式必須一致，這樣可以降低模型負(fù)荷，提升模型運(yùn)行速度和三維視圖質(zhì)量。
[0026]步驟3，導(dǎo)入或連接數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)模型導(dǎo)入excel文件的數(shù)據(jù)或者直接連接excel數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)Excel和仿真模型之間的數(shù)據(jù)交換，輸入基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，輸出仿真模擬數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)動態(tài)的數(shù)據(jù)交換過程。
[0027]步驟4，運(yùn)行模型，運(yùn)行界面是仿真軟件特有的界面，由于本發(fā)明運(yùn)用的仿真軟件存在三維動態(tài)模型界面，可以通過三維界面，監(jiān)測到模型運(yùn)行過程中每一個重要節(jié)點(diǎn)，減少在后臺直接查找繁多的運(yùn)行數(shù)據(jù)，及時發(fā)現(xiàn)問題。
[0028]步驟5，輸出定量化數(shù)據(jù)，輸出各類管控點(diǎn)數(shù)據(jù)，有益于優(yōu)化生產(chǎn)，改進(jìn)人員排班方案;需包含排班方案對生產(chǎn)效率、生產(chǎn)瓶頸、等待時間、設(shè)備效率、人員效率和目標(biāo)值這些數(shù)據(jù)，受人員排班方案影響的數(shù)據(jù)，都應(yīng)作為管控點(diǎn)數(shù)據(jù)。
[0029]步驟6，分析模型，通過現(xiàn)場測量，拍照，統(tǒng)計等方式，收集整理步驟5中實(shí)際管控點(diǎn)數(shù)據(jù)，對實(shí)際生產(chǎn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)與仿真模型運(yùn)行結(jié)果對比，并分析仿真模擬數(shù)據(jù)與實(shí)際數(shù)據(jù)存在差異的原因。修正模型后，分析各類管控點(diǎn)數(shù)據(jù)是否達(dá)到目標(biāo)值，是否實(shí)現(xiàn)成本最低，效率最大化。
[0030]步驟7，修改模型，對未實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的管控數(shù)據(jù)，運(yùn)用魚骨分析法進(jìn)行分析，找到其影響因素，調(diào)整人員排班數(shù)據(jù)，重新運(yùn)行模型。
[0031]步驟8，確定仿真模型，經(jīng)過多次的仿真運(yùn)行，多次試驗，最終尋求到一個最優(yōu)的人員排班方案，確定符合實(shí)際生產(chǎn)系統(tǒng)的仿真模型。
[0032]本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)自動評估生產(chǎn)系統(tǒng)排班合理性，通過計算機(jī)仿真，不斷的調(diào)整數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬試驗，直到計算機(jī)模型和實(shí)際生產(chǎn)系統(tǒng)相符。仿真技術(shù)在搜索最佳解決方案的時候，它會為每個解決方案創(chuàng)建一個數(shù)據(jù)庫以及它們對模型輸出的影響。這個數(shù)據(jù)庫可以用于尋找之前未知的兩個模型變量之間的關(guān)系，或者確定那個最具限制性的約束條件。使用這些數(shù)據(jù)可以獲得關(guān)于模型行為的前瞻性。此方法可以提高排班結(jié)果的準(zhǔn)確性，避免不必要的人力資源浪費(fèi)，同時利用仿真技術(shù)使模型三維可視化，易于理解和操作，便于查找模型中存在的問題，及時改進(jìn)排班方案。
[0033]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并不用于限制本發(fā)明，顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進(jìn)行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種基于訂單生產(chǎn)的人員排班仿真的方法，其特征在于:包括以下步驟: 步驟I，模型開發(fā)，研究生產(chǎn)系統(tǒng)排班目的和影響因素，建立概念模型，并確定模型架構(gòu)和算法； 步驟2，數(shù)據(jù)收集及處理，收集影響排班結(jié)果的所有相關(guān)數(shù)據(jù)，并整理成模型需求的數(shù)據(jù)類型和格式； 步驟3，導(dǎo)入或連接數(shù)據(jù)，導(dǎo)入或連接模型需求的數(shù)據(jù)，或者直接連接數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)； 步驟4，運(yùn)行模型，通過三維動態(tài)仿真模型，實(shí)時輸出動態(tài)數(shù)據(jù)，并發(fā)現(xiàn)方案中存在的問題； 步驟5，輸出定量化數(shù)據(jù)，根據(jù)人員排班需求，制定符合行業(yè)特點(diǎn)的數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)算法; 步驟6，分析模型，驗證模型結(jié)果并分析差異，收集統(tǒng)計實(shí)際生產(chǎn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)，對比分析仿真模擬數(shù)據(jù)與實(shí)際數(shù)據(jù)存在的差異； 步驟7，修改模型，調(diào)整數(shù)據(jù)，重新運(yùn)行模型； 步驟8，確定仿真模型，確定符合實(shí)際生產(chǎn)系統(tǒng)的仿真模型。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于訂單生產(chǎn)的人員排班仿真的方法，其特征在于:步驟I所述模型開發(fā)的數(shù)據(jù)架構(gòu)和格式與步驟2所處理的數(shù)據(jù)格式一致。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于訂單生產(chǎn)的人員排班仿真的方法，主要流程包括模型開發(fā)、數(shù)據(jù)收集及處理、導(dǎo)入或連接數(shù)據(jù)、運(yùn)行模型、輸出定量化數(shù)據(jù)、分析模型差異、修改模型、確定仿真模型。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)自動評估生產(chǎn)系統(tǒng)排班合理性，通過計算機(jī)仿真，不斷的調(diào)整數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬試驗，直到計算機(jī)模型和實(shí)際生產(chǎn)系統(tǒng)相符。此方法可以提高排班結(jié)果的準(zhǔn)確性，避免不必要的人力資源浪費(fèi)，同時利用仿真技術(shù)使模型三維可視化，易于理解和操作，便于查找模型中存在的問題，及時改進(jìn)排班方案。
【IPC分類】G06F17/50
【公開號】CN105512401
【申請?zhí)枴緾N201510908685
【發(fā)明人】王鴻艷, 毛偉, 張可平, 盧娟, 胡健, 張強(qiáng)
【申請人】中機(jī)中聯(lián)工程有限公司
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2015年12月8日