[發明專利]一種解決智能制造車間多目標優化的規劃方法

有效

• 申請號: 201911073290.1
• 申請日: 2019-11-05
• 公開（公告）號: CN110968057B
• 公開（公告）日: 2022-01-28
• 發明（設計）人: 王太勇;鄭明良;李勃
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 韓帥

本發明公開了一種解決智能制造車間多目標優化的規劃方法，包括如下步驟：首先，獲取制造車間的生產產品的種類及各類產品加工工藝卡，并將每種產品的周期產能進行百分比換算，以獲得每種產品的周期性產能比；其次，運用以目標產能為目標函數的設計計算方法，得到最優解；最后，對最優解進行仿真評估驗證，形成制造車間智能車間前期對產能匹配、成本控制以及設備利用率優化的規劃方案，本發明是為了克服傳統車間進行智能化升級時所面臨的問題，細化產能分析，提出了智能制造車間裝配前期對產能匹配、成本控制以及設備利用率的優化解決方法，可為生產資源計劃編制提供盡可能準確可靠的數據。

技術領域

本發明涉及智能制造車間生產規劃領域，具體的涉及使用一種解決智能制造車間多目標優化的規劃方法。

背景技術

在企業對傳統車間進行智能升級的過程中，需要對現有設備進行升級改造或者更換，但是受成本控制以及對產能提升的雙向要求，我們需要對設備利用率和成本控制方面有一個數據可視化的嚴謹計算環節，所以提出了一種既可以解決車間智能升級又滿足企業要求的規劃方法。

目前，現有的車間設備匹配的方法，主要依靠設計人員前期的估算，已經不能滿足智能車間生產數字化、精準化的需求，主要存在以下問題：

1.依靠設計人員設計的規劃方法容易造成規劃周期長、耗費成本高、規劃效果準確性差以及資源浪費等問題。

2.在智能車間投產前，無法對智能車間的產能、系統成本以及設備利用率等性能進行有效準確的評估，從而難以保障實際生產的需求，所以需要一種更精確的解決智能車間前期對產能匹配、成本控制以及設備利用率的優化解決方法。

發明內容

本發明的目的是克服傳統車間進行智能化升級時所面臨的問題：生產產品數量多，種類復雜，生產工藝復雜；對車間工藝數據建模復雜，設備利用率不高；目標產能計算方法不精確的問題。

本發明為解決上述出現的問題所采用的技術方案是：解決智能車間前期對產能匹配、成本控制以及設備利用率優化的方法，該方法的實施步驟如下：

(1)獲取制造車間的生產產品的種類及各類產品加工工藝卡，并將每種產品的周期產能進行百分比換算，以獲得每種產品的周期性(一個生產周期，比如一個月)產能比系數。將產品的種類、產品加工工藝及每種產品周期性產能比采用P、δ和θ來表示：

其中，P為1×n(n＝1,2…)矩陣，表示制造車間生產產品的種類；為1×n(n＝1,2…)矩陣，表示第i種產品的所有加工工藝；θ為1×n(n＝1,2…)矩陣，表示制造車間生產產品的周期性產能比。

其中，θ_i為第i種產品周期性產能比。

(2)根據實際的生產需要，結合目標產能，計算預期的生產節拍，將目標產能、周期加工時長及車間預期的生產節拍采用Q_預、T和t_預表示：

則預期目標生產節拍t_預為：

其中，Q_預表示預期的目標產能；T表示一個生產周期總的加工時長；

(3)根據預期的生產節拍，為制造車間各個加工工藝配備加工資源，選定加工設備的數量

其中，表示第i中產品的第i道工序加工需要的設備數量；

表示第i種產品的第i工藝的實際加工時間；

t_預表示預期的生產節拍；

m表示該道工序一次加工加工的零件數量。