[發明專利]車間生產線布局優化方法及裝置

在審

• 申請號: 201810394465.8
• 申請日: 2018-04-27
• 公開（公告）號: CN108846502A
• 公開（公告）日: 2018-11-20
• 發明（設計）人: 呂國艷;王銀靈;張峰;葛繼文;孫玉璽
• 申請（專利權）人: 中車青島四方機車車輛股份有限公司
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q10/08;G06Q50/04
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 趙囡囡;曾紅芳

本發明公開了一種車間生產線布局優化方法及裝置。其中，該方法包括：獲取待布局優化的車間生產線的設計要求信息，并根據該設計要求信息，確定車間生產線布局優化的優化目標以及車間約束條件；根據上述優化目標建立優化目標函數，以及根據車間約束條件確定優化目標函數的函數條件，進而在函數條件下對優化目標函數求解得到車間生產線的優化布局。本發明解決了相關技術中獲得車間生產線布局都采用單一的最優算法，造成的生產資源浪費，以及成本高、用戶體驗低的技術問題。

技術領域

本發明涉及工業自動化領域，具體而言，涉及一種車間生產線布局優化方法及裝置。

背景技術

國際市場競爭日趨激烈，使企業迎來了更大挑戰。生產過程中，企業需要充分利用車間現有的生產資源，以降低生產成本，快速響應市場變化。研究表明：企業生產系統中大約有20％～50％的加工費用來自于物料搬運。故優良的車間生產線中的設備布局可以均衡設備負荷，使物料的流通更加順暢，減少在制工件的滯留，提高物料的處理效率，使物料搬運費用至少減少10％～30％。

相關技術中，最優算法在車間布局優化中應用廣泛。最優算法可以保證找到問題的最優解，對于所有規模有限的車間生產線布局問題實例來說，算法都可以在一個與問題有關的運行時間內得到最優解，但問題的規模較大時，在最差的條件下最優算法需要指數級的時間來尋找最優解，且對存儲空間要求極高，所以最優算法的性能還是不盡如人意的。

針對上述的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

發明內容

本發明實施例提供了一種車間生產線布局優化方法及裝置，以至少解決相關技術中獲得車間生產線布局都采用單一的最優算法，造成的生產資源浪費，以及成本高、用戶體驗低的技術問題。

根據本發明實施例的一個方面，提供了一種車間生產線布局優化方法，包括：獲取待布局優化的所述車間生產線的設計要求信息；根據所述設計要求信息，確定所述車間生產線布局優化的優化目標以及車間約束條件；根據所述優化目標建立優化目標函數，以及根據所述車間約束條件確定所述優化目標函數的函數條件；在所述函數條件下對所述優化目標函數求解得到所述車間生產線的優化布局。

可選的，根據所述設計要求信息，確定所述車間生產線布局優化的優化目標以及車間約束條件包括：根據所述設計要求信息，選擇布局策略；根據選擇的所述布局策略，生成所述車間生產線的初步布局；根據所述設計要求信息，確定對所述初步布局進行優化的優化目標以及車間約束條件。

可選的，所述布局策略包括以下至少之一：依據產品來布局的產品布局策略、依據產品的工藝來布局的工藝布局策略、依據對車間內的設備進行定位的定位布局策略、對車間內的設備進行成組布局的成組布局策略。

可選的，所述優化目標為以下至少之一：物流成本最低的優化目標，空間占地面積利用率最高的優化目標和時間成本最低的優化目標；所述車間約束條件包括以下至少之一：車間內相鄰設備的邊界在水平方向保證的最小間距，車間內相鄰設備的邊界在垂直方向保證的最小間距，所述設備位置不可超出所述車間的邊界，所述設備之間不可重疊。

可選的，根據所述優化目標建立優化目標函數包括：在所述優化目標為物流成本最低的優化目標的情況下，獲取以下第一函數變量：車間內設備與設備之間的物料搬運的搬運頻率，設備與設備之間物料搬運一次單位距離的搬運費用，設備與設備之間的距離；根據獲取的所述第一函數變量，建立所述車間內所有設備間搬運時物流成本最低對應的優化目標函數。

可選的，根據獲取的所述第一函數變量建立所述車間內所有設備間搬運時物流成本最低對應的優化目標函數包括：在采用多行布局方式對車間內的設備進行布局的情況下，通過以下公式建立物流成本最低對應的優化目標函數：