[發(fā)明專利]基于線體平衡率的產(chǎn)線布局優(yōu)化方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210117221.1
• 申請(qǐng)日: 2022-02-08
• 公開（公告）號(hào): CN114493025A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 舒波超;李欣;鄭秋月
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京計(jì)算機(jī)技術(shù)及應(yīng)用研究所
• 主分類號(hào): G06Q10/04
• 分類號(hào): G06Q10/04;G06Q50/04
• 代理公司: 中國兵器工業(yè)集團(tuán)公司專利中心 11011
• 代理人: 劉瑞東

本發(fā)明涉及一種基于線體平衡率的產(chǎn)線布局優(yōu)化方法，屬于工程裝配領(lǐng)域。本發(fā)明在工藝流程基礎(chǔ)上，將所有操作拆解為最小工步，并構(gòu)建二叉樹模型；結(jié)構(gòu)化解析工步工時(shí)庫；相鄰工步但跨工種的操作不能合并，違反作業(yè)順序、跨工步的操作不能合并；遍歷二叉樹模型查詢各組合關(guān)系及其工位數(shù)，利用工步與工時(shí)的映射關(guān)系求得該組合的線體平衡率；對(duì)比所有組合結(jié)果得出最優(yōu)線體平衡率，進(jìn)而反向求解最優(yōu)節(jié)拍、最優(yōu)工位及其對(duì)應(yīng)的組合關(guān)系；線體平衡率最大值為最有目標(biāo)方案。本發(fā)明可將裝配、檢驗(yàn)、測(cè)試等環(huán)節(jié)以最優(yōu)節(jié)拍、最優(yōu)工位數(shù)合理布置于同一條產(chǎn)線上，實(shí)現(xiàn)跨工種合作、柔性化的產(chǎn)線布局設(shè)計(jì)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于工程裝配領(lǐng)域，具體涉及一種基于線體平衡率的產(chǎn)線布局優(yōu)化方法。

背景技術(shù)

工程裝配制造業(yè)的生產(chǎn)大多采用多工步合并為一個(gè)工序、多工序串行生產(chǎn)的流水化作業(yè)，為避免工時(shí)相差懸殊導(dǎo)致工位作業(yè)堆積或閑置，需對(duì)產(chǎn)線合理布局，保證產(chǎn)線節(jié)拍均衡，提高線體平衡率及產(chǎn)線利用率。

目前，對(duì)生產(chǎn)線平衡問題的研究，主要是在給定生產(chǎn)線的節(jié)拍或者最小工位數(shù)的前提下開展，計(jì)算方法如規(guī)劃法、啟發(fā)式算法、遺傳算法等，主要存在以下問題：

1.規(guī)劃法在計(jì)算最優(yōu)線體平衡率時(shí)運(yùn)算量大，且數(shù)學(xué)模型構(gòu)建難度大；

2.啟發(fā)式算法難以得出最優(yōu)解，依賴于生產(chǎn)實(shí)踐及經(jīng)驗(yàn)；

3.遺傳算法易出現(xiàn)違反作業(yè)順序的情況，且無法解決多工種合作的生產(chǎn)問題；

4.在產(chǎn)線節(jié)拍、工位數(shù)均未給定時(shí)，需經(jīng)過前期大量的試錯(cuò)來摸索較為合理的節(jié)拍或者工位數(shù)，在此基礎(chǔ)上再進(jìn)行計(jì)算，耗費(fèi)大量的人工及時(shí)間成本。

在裝配過程中，經(jīng)常需穿插檢驗(yàn)環(huán)節(jié)，且裝配后的測(cè)試作業(yè)必不可少，因此將裝配、檢驗(yàn)及測(cè)試同時(shí)布置于產(chǎn)線上，可有效減少產(chǎn)品周轉(zhuǎn)，提高生產(chǎn)效率。但目前的產(chǎn)線平衡率計(jì)算方法沒有考慮多工種合作的生產(chǎn)問題，也未提出對(duì)應(yīng)的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問題

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是如何提供一種基于線體平衡率的產(chǎn)線布局優(yōu)化方法，以解決目前多工種合作生產(chǎn)中，產(chǎn)品周轉(zhuǎn)導(dǎo)致生產(chǎn)過程不連續(xù)、生產(chǎn)效率低的問題。

(二)技術(shù)方案

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種基于線體平衡率的產(chǎn)線布局優(yōu)化方法，該方法包括如下步驟：

S1、根據(jù)作業(yè)指導(dǎo)書的最小工步及工時(shí)，形成工步庫及工時(shí)庫；并建立工步名稱與工時(shí)時(shí)長(zhǎng)在程序上的映射關(guān)系，即[a1,a2,a3,…,an]與[t1,t2,t3,…,tn]的唯一對(duì)應(yīng)關(guān)系；

S2、將所有工步按照作業(yè)順序構(gòu)建二叉樹；

S3、通過前序遍歷二叉樹獲得相鄰工步合并的所有組合結(jié)果，并保留所有組合結(jié)果的遍歷記錄；

S4、對(duì)各組合結(jié)果計(jì)算線體平衡率，計(jì)算公式為：線體平衡率＝總時(shí)長(zhǎng)/(工位數(shù)×產(chǎn)線節(jié)拍)×100％，其中節(jié)拍表示各工位的生產(chǎn)操作時(shí)間，產(chǎn)線節(jié)拍表示產(chǎn)線上生產(chǎn)耗時(shí)最長(zhǎng)的工位節(jié)拍；

S5、通過對(duì)比所有計(jì)算結(jié)果，得出數(shù)值最大的線體平衡率，即最優(yōu)線體平衡率，查詢?cè)摼€體平衡率下的組合結(jié)果，進(jìn)而反向求解對(duì)應(yīng)的產(chǎn)線節(jié)拍、工位數(shù)及各工步的組合關(guān)系，視為產(chǎn)線最優(yōu)節(jié)拍、最優(yōu)工位數(shù)；

S6、將最終求解的組合結(jié)果應(yīng)用于生產(chǎn)線上，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)線節(jié)拍的一致性。

進(jìn)一步地，建立工步名稱與工時(shí)時(shí)長(zhǎng)在程序上的映射關(guān)系包括：建立工步名稱與工時(shí)時(shí)長(zhǎng)的映射關(guān)系，即隨意搜索其中的工步及工時(shí)，均能準(zhǔn)確查找對(duì)應(yīng)的工時(shí)及工步。

進(jìn)一步地，所述步驟S2中在構(gòu)建二叉樹時(shí)，應(yīng)滿足工步作業(yè)的先后順序。