[發明專利]一種基于綜合性能評價的生產線構建方法及系統

在審

• 申請號: 202211440632.0
• 申請日: 2022-11-17
• 公開（公告）號: CN116127695A
• 公開（公告）日: 2023-05-16
• 發明（設計）人: 賀松平;鄒奕;李斌;彭芳瑜;張露;毛新勇;劉紅奇;王照宇
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F18/214
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 孔娜

本發明屬于生產線生產技術領域，并具體公開了一種基于綜合性能評價的生產線構建方法及系統，其包括：S1、確定生產線的評價指標，將各評價指標加權融合確定生產線綜合性能評價指標；S2、通過建模仿真獲取不同生產線參數對應的綜合性能評價指標的評估值，進而得到樣本集；S3、通過樣本集對預測模型進行訓練，得到訓練后的預測模型；S4、基于預測模型，對待構建生產線參數進行優化，使綜合性能評價指標滿足需求，從而完成生產線構建。同時將遺傳算法和預測模型相結合，實現產線配置參數的全局優化。本發明方法是實現可預測生產的基礎，對于擬建線的設計和在產線的改進都有重要的意義。

技術領域

本發明屬于生產線生產技術領域，更具體地，涉及一種基于綜合性能評價的生產線構建方法及系統。

背景技術

生產線是根據產品的工藝路徑來確定和布置專業化生產設備的一種高效的生產組織方式，相對于傳統的生產組織方式，生產線具有很高的生產效率。目前對于生產線性能的研究涉及各個維度，包括產能、可用性、魯棒性和平衡等；而在構建生產線時，需要對各性能指標進行快速、準確的評估，以選定最優的生產線參數，提高生產效率。

但目前的研究大都只針對生產線性能的某一維度，對于生產線性能的反映都具有一定的片面性。同時，采用仿真軟件獲取不同生產線參數對應的性能指標是比較費時的，特別是在產線的設計階段，由于很多配置參數都沒有確定，對于各種不同的設計方案只能逐一更改仿真模型參數，并再分別進行多次獨立重復仿真，完成這一過程需要大量的時間和計算資源。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種基于綜合性能評價的生產線構建方法及系統，其目的在于，綜合考慮多個生產線性能評價指標，并提高生產線參數的調整優化效率，快速構建符合綜合性能需求的生產線。

為實現上述目的，按照本發明的一方面，提出了一種基于綜合性能評價的生產線構建方法，包括模型訓練階段和模型使用階段；

模型訓練階段包括：

S1、確定生產線的評價指標，將各評價指標加權融合確定生產線綜合性能評價指標；

S2、通過建模仿真獲取不同生產線參數對應的綜合性能評價指標的評估值，進而得到樣本集；

S3、通過樣本集對預測模型進行訓練，得到訓練后的預測模型；

模型使用階段包括：

S4、基于預測模型，對待構建生產線參數進行優化，使綜合性能評價指標滿足需求，從而完成生產線構建。

作為進一步優選的，對已有生產線進行調整時：在模型使用階段，根據生產線參數對評價指標的敏感性，篩選部分生產線參數輸入訓練后的預測模型，并優先調整敏感性較高的生產線參數，使預測模型預測的綜合性能評價指標滿足需求，從而完成生產線的調整構建。

作為進一步優選的，生產線參數對評價指標的敏感性的計算方法為：先使用Morris方法定性地篩選出敏感性較高的部分生產線參數；再使用Sobol法對篩選出的生產線參數進行定量敏感性分析，得到各個生產線參數的敏感性。

作為進一步優選的，重新構建生產線時：在模型使用階段，采用XGBoost預測模型與遺傳算法相結合對生產線參數進行優化，具體以生產線參數為種群個體，以通過XGBoost預測模型計算出的綜合性能評價指標作為適應度，通過遺傳算法迭代優化，確定最優生產線參數，完成生產線的重新構建。

作為進一步優選的，所述生產線的評價指標包括生產線產能、可用性、魯棒性和平衡率，通過層次分析法將各評價指標加權融合確定生產線綜合性能評價指標。

作為進一步優選的，步驟S2中，通過Plant?Simulation仿真獲取生產線綜合性能評價指標。