[發明專利]一種復材車間的動態排產系統及排產方法

有效

• 申請號: 201811348800.7
• 申請日: 2018-11-13
• 公開（公告）號: CN109598416B
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發明（設計）人: 侯俊杰;于成龍;張偉;徐皓;趙穎
• 申請（專利權）人: 中國航天系統科學與工程研究院
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/04
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 徐輝

本發明涉及一種復材車間的動態排產系統及排產方法，實時讀取車間物聯感知系統感知數據，包括車間工件加工實時數據和生產擾動事件信息，獲取車間工件加工狀態以及設備故障、生產進度延期和齊套性問題等擾動事件；基于感知信息，對當前的資源使用情況以及擾動事件產生的影響進行分析，并實時反饋給排產計算模塊。通過實際加工過程數據的凝練、分析和挖掘，形成排產知識庫，存儲工件加工過程的全部工藝規程知識和工序加工資源配置知識等；當排產計算模塊接到重排產指令后，能夠根據工件特征自動生成與之相應的工藝流程、工序對應的工位以及設備/人員的資源配置數據和工序加工工時數據，從而計算和輸出排產方案，以提高排產效率。

技術領域

本發明涉及一種復材車間的動態排產系統及排產方法，屬于自動化制造技術領域。

背景技術

復材產品具有多品種、變批量、加工工序長和混線生產等特點，生產過程復雜多變，經常出現設計變更、任務變更等各類擾動事件；復材車間需要準確把握現場生產情況和未來生產進度，全面考慮物料、工裝、產能、交貨期等約束和設備超負荷運行等因素，實現針對擾動事件的合理再排產及實現均衡生產。由此，解決基于生產現場數據感知的加工工時預測問題，在此基礎上形成針對各類擾動事件的動態排產方法，是提升復材生產過程管控能力，保障任務有效完成的關鍵。

車間排產問題的研究方法包括運籌學方法、仿真方法、啟發式方法、專家系統、人工智能算法和Multi-agent方法，相關研究文獻超過2萬余篇。近年來，以智能制造為背景，應用物聯網技術實現車間現場的實時感知^[10]、應用智能決策機制實現車間排產問題的智能計算、探索構建實時智能與計算智能相結合的車間智能排產系統，成為新的研究熱點。國外，Z Hammami和W Mouelhi在車間實時感知環境下設計了一種基于自適應神經Agent的智能排產決策支持系統，系統中的每一個Agent與神經網絡相集成，可根據車間實時信息智能匹配最優排產規則，為排產系統應用計算智能和實時智能提供了新方法；國內，張愷琪和張淑麗在云服務平臺下，集成物聯網技術、大數據分析技術和云計算技術，挖掘車間排產規律，構建了單件小批量環境下的車間智能排產系統；王家海和陳煜在分析排產專業知識的基礎上，建立了基于本體的排產知識關系模型及知識表示，集成支持向量機和CART決策樹學習算法，實現了知識驅動的智能排產計算過程?？傮w來看，車間排產方法與理論較為成熟，但所針對的排產問題相對復材車間生產實際，聚焦于理論層面，對復材車間排產具體實踐指導不明確，更沒有形成一個完整的動態排產系統。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種復材車間的動態排產系統及排產方法，借助復材車間物聯系統，實現基于復材車間生產現場實時數據和擾動事件的實時排產，進一步提升車間排產的實時性和生產管控的應變能力。

本發明目的通過如下技術方案予以實現：

提供一種復材車間的動態排產系統，包括排產方案執行模塊、感知模塊、知識庫存儲模塊、排產計算模塊以及排產方案輸出模塊；

所述排產方案執行模塊接收排產方案輸出模塊輸出的排產方案并執行；

感知模塊用于感知排產方案執行模塊中設備故障和物資配置信息、工件所處的工序、加工狀態以及工序加工的起止時間；

知識庫存儲模塊用于存儲人員、設備配置的數據以及計算每種工件的工序加工工時所需的工藝特征、加工特征值和計算公式；

排產計算模塊，讀取排產知識庫中所有工件全部工序對應資源配置包括人員和設備數據；讀取排產知識庫中所有工件全部工序對應的工藝特征和加工特征值，讀取車間所有工件對應的工藝文件，查詢并記錄工藝特征的數值；從排產知識庫中讀取工時計算公式，根據工藝特征值和加工特征值計算復材車間所有工件的工序加工工時；基于每個工序對應的資源配置和加工工時進行排產計算，生成排產方案，由排產方案輸出模塊輸出。

優選的，工藝特征包括工件的工藝參數、物料規格及需求數量；加工特征包括設備加工參數值及人員手工作業熟練度參數值。