CN102789211A

CN102789211A - 一种吊挂生产流水线动态平衡方法

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Publication number: CN102789211A
Application number: CN2011101275417A
Authority: CN
Inventors: 王宏安; 杰艺; 俞明; 郭超
Original assignee: Institute of Software of CAS
Current assignee: Institute of Software of CAS
Priority date: 2011-05-17
Filing date: 2011-05-17
Publication date: 2012-11-21
Anticipated expiration: 2031-05-17
Also published as: CN102789211B

Abstract

本发明公开了一种吊挂生产流水线动态平衡方法，属于自动吊挂流水式生产技术领域。本方法为：1)上位机筛选出能够完成当前工序的站点；2)查询当前所筛选出每一站点的站点在岗职工、所属工序、需要完成工序及缓冲区内该工序的吊架数量，并预测未来时间T3后完工吊架数N；3)上位机查询当前每一工序对应的站点集合、站点集合中所有站点缓冲区吊架总数，计算当前每一工序的工序时间T3后完工吊架数、前置工序时间T3后完工吊架、额定生产时间、工序性质；4)上位机将所需设备和线色相同的工序划分为一组；5)对每一组内的吊架进行调度，得到每一组的调度方案；再综合各组调度方案，调度吊架到相应站点。本发明提高了调度精确性和工作效率。

Description

一种吊挂生产流水线动态平衡方法

技术领域

本发明属于自动吊挂流水式生产技术领域，尤其涉及一种吊挂生产流水线动态平衡方法。

背景技术

随着计算机技术的发展，在服装生产方面，也出现了新型的生产方式，即自动吊挂流水式生产系统。自动吊挂流水式生产系统可以说是线性传送带生产系统和捆扎式生产系统的结合。集合了两者的优点，避免了它的缺点。这一点需要计算机技术来控制调度才得以实现。它是一种悬空物件传输系统，将工件夹在吊架上通过轨道进行传输，运输到指定的站点，然后将吊架自动放入站点，站点的工人从吊架上取下工件，加工完毕后让吊架夹上，送入传送轨道，计算机再自动控制吊架寻找下一道工序加工站点。利用RFID技术，每一个吊架都有自己的独立id，在轨道适当处都有传感器，计算机知道每一个吊架的情况然后进行调控。

通常计算机只负责对轨道吊架的基本控制，但是并没有发挥计算机所有的作用。对于自动吊挂流水式生产系统仍然有它的瓶颈。在工序安排上是依靠人为的工序安排，而不一定安排合理。因此，当前有许多研究利用计算机去解决工序的安排问题，代替人为主观的工序安排，通过计算机对生产情况的分析来安排工序。使得各个工序生产速度相当，这样就不会出现吊架的阻塞，并且也不会存在没有吊架可以做的站点。

然而即使是一个完美的工序安排，也会因为细小的差异，导致较长时间后依然不平衡。并且工序的调整会影响机器和工人的调整，较为麻烦。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的在于提供一种吊架动态调度的方法去动态平衡流水线，使得流水线生产不会因失去平衡而生产效率低下。这里我们简单考虑一下瓶颈问题产生的原因，如图1所示，当我们分配了A、B两道工序之后，假设先做A工序，然后再做B工序。如果A工序生产速度和B工序生产速度相当，则不容易出现阻塞。但是当A、B工序生产速度不相同时，就会出现瓶颈问题。这里的瓶颈问题不仅仅是阻塞，同时也可能是由于B工序生产过快，导致空闲时间。

这里如果A工序整体加工速度过快，就会让半成品在B工序的各个站点的缓冲区积累，最终造成阻塞。而B工序整体加工速度过快，则是没有足够的A工序加工后的半成品送达，使得B工序在某些时间段，某些站点将无事可做，这都是生产过程中尽量避免发生的情况。

最直观的想法就是合理的安排工序，使得各个工序的生产速度近似一样。但是对于工序的平衡仍然不能彻底的解决瓶颈问题的出现，并且在实际生产中不容易实现。因此结合吊挂服装流水线生产系统自身的特点以调度吊架的方式来解决这个问题。

设想如果A工序的生产速度慢于B工序，则B工序在某些时间段没有工件可以加工，而此时如果能将要进入A工序站点的工件调度给B工序的站点让其帮忙完成A工序的加工，则既可以使得B工序的站点不会出现空闲时间，同时也变相的加快了A工序的加工速度，此时B工序某站点相当于临时被修改成做A工序站点。通过吊架的调度来达到转换工序的目的，以此来平衡工序之间的生产速度差，平衡整个流水线的生产。由于每一个站点都存在自己的缓冲区，而我们希望是通过一种隐式调度的方式来实现算法，由于缓冲区中的吊架必须人为的进行调度，所以算法不调度已经进入缓冲区的吊架，而是调度将要进站的吊架让其改变最终的进站站点来实现。实现方式如图2所示。

本发明的技术方案为：

一种吊挂生产流水线动态平衡方法，其步骤为：

1)上位机定期查询数据库中的站点信息表，筛选出能够完成当前工序的站点；

2)上位机在数据库中查询当前所筛选出每一站点的站点在岗职工、所属工序、需要完成工序及缓冲区内该工序的吊架数量，并预测未来时间T3后完工吊架数N；

3)上位机在数据库中查询当前每一工序对应的站点集合、站点集合中所有站点缓冲区吊架总数，计算当前每一工序的工序时间T3后完工吊架数、前置工序时间T3后完工吊架、额定生产时间、工序性质；所述工序性质包括：满站工序、空闲工序、普通工序；

4)上位机查询所述数据库将所需设备和线色相同的工序划分为一组；

5)上位机对每一组内的吊架进行调度，得到每一组的调度方案；再综合各组调度方案，调度吊架到相应站点；其中，对每一组内的吊架调度方案为：

a)如果组内同时存在满站工序和空闲工序，则首先选取一满站工序和一空闲工序；然后选取所选满站工序中时间T3后完工吊架数最少的站点优先调出吊架，选取所选空闲工序中时间T3后完工吊架数最少的站点优先调入吊架；更新满站工序的工序溢出吊架数和空闲工序的空闲时间；

b)如果组内只存在满站工序和普通工序，则首先选取一满站工序和一个或多个普通工序；然后选取所选满站工序中时间T3后完工吊架数最少的站点优先调出吊架，选取所选普通工序中时间T3后完工吊架数最少的站点优先调入吊架；更新满站工序的工序溢出吊架数和普通工序的伪空闲时间；

c)如果组内只存在空闲工序和普通工序，则首先选取一空闲工序和一个或多个普通工序；然后选取所选普通工序中时间T3后完工吊架数最少的站点优先调出吊架，选取所选空闲工序中时间T3后完工吊架数最少的站点优先调入吊架；更新普通工序的伪空闲时间和空闲工序的空闲时间。

进一步的，计算所述工序性质的方法为：

1)如果公式：前置工序时间T3后完工吊架+当前缓冲区吊架总数-工序时间T3后完工吊架数＞＝Q*站点数，成立，则当前工序性质为满站工序；其中，Q为满站吊架数量；

2)如果当前工序性质不是满站，则将所述站点集合中时间T3内无法完成站点缓冲区吊架的站点删除，然后判断公式：前置工序时间T3后完工吊架+当前缓冲区吊架总数-工序时间T3后完工吊架数＜站点数，是否成立，如果成立则当前工序性质为空闲工序；

3)如果当前工序性质既不是满站，也不是空闲；将当前工序性质为普通工序。

进一步的，所述工序溢出吊架数的计算方法为：前置工序时间T3后完工吊架+当前缓冲区吊架总数-工序时间T3后完工吊架数-Q*站点数，得到所述工序溢出吊架数；所述空闲时间的计算方法为：(工序时间T3后完工吊架数-前置工序时间T3后完工吊架数-缓冲区吊架当前总数)*额定生产时间，得到所述空闲时间；所述伪空闲时间的计算方法为：(前置工序时间T3后完工吊架数+缓冲区吊架当前总数-工序时间T3后完工吊架数)*额定生产时间，得到所述伪空闲时间。

进一步的，步骤a)中，选取一满站工序和一空闲工序的方法为：根据额定生产时间，优先选取满站工序中额定生产时间最小的满站工序；根据空闲时间，优先选取空闲工序中空闲时间最大的工序。

进一步的，步骤b)中，选取一满站工序和一个或多个普通工序的方法为：根据额定生产时间，优先选取满站工序中额定生产时间最小的满站工序；然后计算完成所选满站工序调出的工序溢出吊架数所需时间TM，根据时间TM选取能完成所选满站工序溢出吊架数的伪空闲时间由小到大的的一个或者多个普通工序。

进一步的，步骤c)中，选取一空闲工序和一个或多个普通工序的方法为：根据空闲时间，优先选取空闲时间最大的空闲工序，作为调入吊架的工序；选取伪空闲时间由大到小的一个或者多个普通工序，作为调出吊架的工序。

进一步的，将所述站点集合中时间T3内无法完成站点缓冲区吊架的站点删除的方法为：根据站点T3时间内完成的吊架数计算该站点做其指定工序的生产速度，非该站点指定工序的吊架按其工序的额定生产时间生产速度；然后计算该站点缓冲区中所有吊架的生产时间并求和，如果其值大于T3，则该站点在T3时间内无法完成自己缓冲区内吊架，删除该站点。

进一步的，所述预测未来时间T3后完工吊架数的方法为：上位机统计最近时间T2内，站点完成其所属工序的吊架数M，将吊架数M作为预测未来时间T3后完工吊架数N。

进一步的，上位机定期时间间隔为T1，T1＝T2＝T3＝T；所述T取值为20～60分钟。

进一步的，采用矩阵方式记录每一组的调度方案，其中，矩阵中的元素D_ij表示工序i调度到工序j的吊架数，负值表示实际上是工序j调度工序i；然后以邻接矩阵的方法综合各组调度方案。

与现有技术相比，本发明的积极效果为：

本发明考虑自动吊挂流水式流水线生产系统中吊架控制的自由性，通过调整吊架的分配，来达到改变工序的目的，吊架调整更具有灵活性，可以随便将吊架调度到非本工序站点代为完成本工序的加工，具有实时性，大大缓解了生产流水线中的拥堵问题，提高了工作效率。另外吊架是我们调整的最小单位，因此具有最高的精确性。

附图说明

图1为瓶颈产生原因图；

图2为吊架调度来平衡流水线图；

图3为满站工序和空闲工序同时存在图；

图4为调度系统图。

具体实施方式

吊架的调度算法并不是直接进行，首先需要从数据库中提取所需要的数据，并进行一定的预处理，计算出一些中间量，由这些中间数据参与最直接的算法计算。算法的核心在于贪心搜索，瓶颈移动，通过逐渐消除“满站”和“空闲”站点来解决平衡问题，是一种启发式搜索的算法。

一、预处理

预处理的作用在于将没有意义的分散的数据，经过一定的计算和统计形成算法中有意义的量。并且，通过预处理的计算，可以使我们在核心算法实现的时候避免重复的一些计算。本方法在预处理之前需要定义两个概念：时间T和满站吊架数量Q。本方法中时间的概念有三个：1.方法执行的时间间隔T1，它代表本方法多久执行一次，这样本方法就能实时动态进行调整流水线；2.方法执行的时候需要使用时间T2，表示本次执行时到当前的时间，这样本方法所获取的数据具有实时性；3.方法将预测未来T3时间后的情况，然后进行相应的吊架调度，使得T3时间之后，生产线是平衡的。通常取T＝T1＝T2＝T3是比较合理的，这就是时间T的概念。另外满站吊架数量Q代表生产线上单个站点缓冲区的容量，可以是真实的容量，也可以是自定义的一个所希望的上限。本方法所用到的数据来源有两个，一个是从上位机中直接输入的数据，直接保存在上位机的数据库中，上位机一般是一台pc机；另一个是由硬件CAN总线提供，CAN总线一般接收底层实时生产信息，包括吊架运行情况和工人实际生产情况，并将其发送到上位机的数据库中，调度系统图如图4所示。

1.根据当前所进行的工序，进行站点筛选

站点筛选就是选择合适的站点来进行处理，不合适的站点将不能进行吊架的调度。显然，按照前面所说，站点如果是开始站，也就是执行工序“上线”的站点是不能参与吊架调度，因为上线站点没有设备不能帮助其他站点完成其他工序，同样，也不可能让其他工序站点来实现“上线”。结束站，也就是执行“检验”或者中间检验站点“半检”的站点也不参与计算，原因同“上线”站点。剩下还有种情况就是进入算法的站点，通过查询上位机数据库中的站点信息表，选择有工人、设备都完整，并且正在实时生产的站点，否则没有意义。系统软件运行前会要求人为将设备信息输入到数据库，而工人在各个站点的手操器上登录的时候，会将信息写入数据库，表示该站点有工人进行生产。

2.站点信息搜集

通过步骤1，剩下的都是有意义的站点，也就是会有可能调出吊架或者调入吊架的站点。站点的信息搜集包括：站点ID、站点在岗职工、缓冲区吊架情况、所属工序、时间T3后完工吊架数。

站点ID是从1开始的数字，代表一个站点的唯一id，便于从数据库中进行查询。在岗职工对应此站点的工人，这个需要从数据库中进行一次查询获得，是本方面所需要的站点信息属性之一，主要用于工人的工种查询。缓冲区吊架情况是代表该站点的缓冲区中吊架的情况，以二元组{P，NUM}。P代表该站点需要完成的工序，NUM代表该工序的吊架数量。因为很可能通过上一次调度或者工人的“人工干预”功能导致缓冲区内不仅仅只有本工序的吊架出现，当然通常情况下都是本站点所属工序的吊架。这也是本发明所需要的站点属性之一。所属工序就是本站点被分配到完成什么工序。这一点在输入生产任务之后，会有一个正常的站点工序分配过程，分配之后自动会存入数据库，此时进行数据库查询可以获知。站点时间T3后完工吊架数仅仅针对本站点所属工序来计算，根据时间T2之前到当前的生产情况来预测时间T3后完工吊架数。通过查询数据库，统计时间T2之前到现在完成了多少个本工序的吊架，来计算站点时间T3后完工吊架数。这是本方法定义的站点信息中非常重要的一个属性。

3工序信息搜集

工序信息是算法中最重要和最常用的数据。包括：工序ID、站点集合、缓冲区吊架情况、工序时间T3后完工吊架数、前置工序时间T3后完工吊架数、额定生产时间、工序性质、工序溢出吊架数和伪空闲时间。在进行工序信息搜集的时候，需要用到步骤2中站点信息。

工序ID标识这个工序的唯一特性，同站点ID。站点集合是该工序所对应的站点，可以通过步骤2中，每个站点对应的工序来统计。缓冲区吊架情况和站点的缓冲区吊架情况一样，这里将本工序站点集合中每一个站点缓冲区吊架(步骤2中已经计算单个站点缓冲区吊架数量)总和起来，依然采用二元组。{P，NUM}，P代表该吊架需要完成的工序，NUM代表该类吊架数量。“工序时间T3后完工吊架数”通过求和该工序下“站点集合”中所有站点的“站点时间T3后完工吊架数”得到。前置工序时间T3后完工吊架数同理，通过求和前置工序下站点集合中所有站点的未来时间T3后完工吊架数得到，也可以直接读取前置工序的工序时间T3后完工吊架数得到。额定生产时间是将工序时间T3后完工吊架数除以时间T3得到，表示本工序完成一个吊架的平均时间，单位吊架个数/分钟。

工序性质、工序溢出吊架数和伪空闲时间是本方法中定义的重要属性。

工序性质有三类：(其中站点数指本工序中站点集合中站点总数)。

第一类，T3时间后会“满站”的工序。计算本工序吊架总数大于缓冲区可以容纳的数量时，表示“满站”。即：

前置工序时间T3后完工吊架数+当前缓冲区吊架总数-工序时间T3后完工吊架数＞＝Q*站点数

此时因为满站，所以不计算伪空闲时间，无意义。

工序溢出吊架数＝前置工序时间T3后完工吊架数+当前缓冲区吊架总数-工序时间T3后完工吊架数-Q*站点数

第二类，T3时间后会“空闲”的工序，计算本工序吊架总数＜＝站点数时，视为存在“空闲”站点，即存在至少一个站点在某时刻没有吊架可以加工。但是此时在计算的时候，必须排除在时间T3内无法完成该站点缓冲区吊架的站点。判断需要排除的站点方法：计算本站点在时间T3内能否完工本站点缓冲区中所有吊架，已知本站点T3时间内完成的吊架数可以计算本站点做其指定工序的生产速度，即完工一个本站点指定工序的吊架所需时间，非本站点指定工序的吊架可以按其工序的额定生产时间计算，将本站点缓冲区中所有吊架的生产时间求和，如果其值大于T3，则该站点在T3时间内无法完成自己缓冲区内吊架，需要排除。即在计算缓冲区吊架当前总数，工序时间T3后完工吊架数，站点数时都要重新计算。排除无法在时间T3内完成缓冲区内吊架的站点。原因如下，对于无法在时间T3内完成自己缓冲区吊架的站点，绝对无法变成“空闲”站点，假设时间T3内不分配给它吊架，将前置工序生产出来的吊架分配给其他站点，还会出现“空闲”的情况那就证明该工序是“空闲”工序，即便有部分站点有很多吊架积累着。

前置工序时间T3后完工吊架数+当前缓冲区吊架总数(排除后)-工序时间T3后完工吊架数(排除后)＜站点数(排除后)

此时不满站，不计算工序溢出吊架，无意义。

空闲时间＝(工序时间T3后完工吊架数(排除后)-前置工序时间T3后完工吊架数-缓冲区吊架当前总数(排除后))*额定生产时间

第三类，当不属于第一类和第二类时，就属于第三类。

通过对T3时间后，每个工序的吊架数预测，可以知道该工序处于一种什么状态，要么“满站”，此时就需要调出吊架，要么“空闲”，此时需要调入吊架。要么就既不是“满站”，也不是“空闲”工序，则不以此类工序出发调度吊架，它们作为配合消除“满站”和“空闲”工序的辅助工序。

“伪空闲时间”不是真正的空闲时间，只是表示要完成当前缓冲区吊架需要的时间，“伪空闲时间”越大证明它需要更多的时间来完成自身工序，因此越不容易达到“空闲”，这里有点与“空闲”意义相反。

伪空闲时间＝(前置工序时间T3后完工吊架数+缓冲区吊架当前总数-工序时间T3后完工吊架数)*额定生产时间。

4工序、站点分类

如果两个工序所需要的设备和线色相同，则他们才存在相互调度吊架的可能性，而当其中一个工序中某站点的工人具备完成另一个工序的工种时，该工序才能真正接受另一个工序的吊架调度，因此，本方法在确定两个工序是否可以真正进行调度吊架的时候，需要用到步骤3中的工序的站点集合性质和步骤2中站点的在岗工人属性去查询工人的工种。在计算的时候，可以先将设备和线色相同的工序分为一组，这样缩小了问题规模，在后面实际的调度策略计算时也是按分组计算的。设备和线色可以查询数据库得到，这两个信息在系统运行前需要输入数据库以保证系统的一致性。本步骤将工序进行了分组，并理清了每组内所有工序之间是否可以调度吊架的可能性。

二、吊架调度策略

首先说明，在工序进行分组之后，调度策略只针对组内进行调度，最后再将各组的调度方案综合起来。最终的调度方案以邻接矩阵表示，矩阵中第i行，第j列值为X_ij，表示站点i调度X_ij个吊架到站点j，站点总数设置为N，则1＜＝i＜＝N，1＜＝j＜＝N，当i＝j时，X_ij＝0。由于一个工序只能属于一个组，而一个站点只属于一个工序，则组内最终的调度方案可以直接整合到该邻接矩阵中去，各个组最终调度方案在邻接矩阵中不会有冲突。

下面只针对一组工序集合进行调度。

对于分组完毕的工序集合，任意一组工序集合内，可能存在三种工序性质，分别是“满站”工序，“空闲”工序以及普通工序。对本组内的工序进行统计，分别计算这三类工序的数量。易知，如果所有工序都为普通工序，则不需要进行任何调度策略，流水线将处于满负荷效率运转且不会滞留吊架。剩下三类情况，一、同时存在“满站”工序，“空闲”工序；二、只存在“满站”工序，不存在“空闲”工序；三、只存在“空闲”工序，不存在“满站”工序。第一类情况在经过一定处理后转换为二或者三类情况。下面仍旧以三类情况分别计算调度策略。

1)同时存在“满站”工序，“空闲”工序情况。如图3所示。

我们的调度策略最终目的是消除“满站”工序和“空闲”工序，因此，当同时存在这两类工序的时候，最好的方法就是先将这两类工序进行抵消。在经过抵消之后，将形成仅有“满站”工序的第二类情况或者将形成仅有“空闲”工序的第三类情况。在抵消的时候，我们只考虑组内“满站”工序和“空闲”工序。

假设存在“满站”工序M个，分别是X₁，X₂…X_M，存在“空闲”工序K个，分别是Y₁，Y₂…Y_k.最终要求得的调度方案为

F＝[[D₁₁，D₁₂，...D_1K][D₂₁，D₂₂，...D_2K]...[D_M1，D_M2，...D_MK]]

D_ij表示工序i调度到工序j的吊架数，负值表示实际上是工序j调度工序i。1＜＝i＜＝M，1＜＝j＜＝M.

限制一：F只能使“满站”工序恰好脱离“满站”，“空闲”工序恰好脱离“空闲”成为普通工序。

在限制一的基础上，F使得调度的吊架数最大。即最大。

这是一个典型的线性规划问题，由于其复杂性，我们不采取线性规划的解法，而是用贪心算法，进行启发式搜索，在实时性上也能得到保证。算法将每次取一个“满站”工序和一个“空闲”工序进行两者间的调度，使其调度达到极限，然后按规则更换后继续。这里基于贪心算法提出“满站”工序和“空闲”工序的选取法则，法则及原因如下。

“满站”工序选取法则：“满站”工序选择的方式较为简单，就是比较它们的额定生产时间。选择额定生产时间最小的满站工序优先选择。原因如下：因为调出去的吊架在其他工序站点加工的时候，我们计算生产时间是以原工序站点额定生产时间为基准的。也就是说，一个空余站点有10分钟的空闲时间，它可以完成额定生产时间为2分钟的吊架5个，或者额定生产时间为5分钟的吊架2个，我们更愿意它完成5个吊架，这样在主轨道上就能多减轻3个吊架的负担。

“空闲”工序选取法则：在这些工序中再选择“空闲”时间最大的工序。选择较大“空闲”时间的工序，则是能更加平衡生产线的目的。

当选好了“满站”工序和“空闲”工序，则计算“空闲”工序的“空闲”时间能完成多少个“满站”工序的吊架，以“满站”工序的额定生产时间来计算，如果“空闲”时间较多，完成了所有的溢出吊架，更新溢出吊架和空闲时间，然后重新选择“满站”工序和“空闲”工序。反之，由于该“满站”工序依然没有摆脱“满站”状态，更新溢出吊架和空闲时间，选择下一个“空闲”工序继续调度。

确定了两个工序之间进行调度，下面要确定调度的具体站点。站点选择原则如下。

“满站”工序站点选择原则：选择时间T3后完工吊架数最少的站点优先调出吊架。

“空闲”工序站点选择原则：“空闲”工序的站点选取时间T3后完工吊架数最少的一个。

选择时间T3后完工吊架数最少的站点作为调出吊架和调入吊架的站点的原因在于，生产速度快的站点更适合做本工序的吊架。当消除了所有的“满站”工序或者“空闲”工序将进入以下两类情况。

2)只存在“满站”工序，不存在“空闲”工序

在此情况下，也就是仅仅存在“满站”工序和普通工序两类工序。此时，我们的调度策略依然不变，同样是找出一对工序进行彻底调度，之后再找下一对。而“满站”工序以及其站点的选择和情况一完全相同。不同的是此时不再寻找“空闲”工序，而是从普通工序中挑出最容易形成“空闲”工序的工序。“空闲”工序的形成主要还是依赖于工序所有站点整体的一个结果，因此，这里利用前面预处理的伪空闲时间来计算。挑选普通工序的方法和挑选“空闲”工序的方法一样，只是“空闲”时间换成了“伪空闲时间”。首先也是选择“满站”工序，接着计算“满站”工序调出的工序溢出吊架需要多少时间来完成，比如“满站”工序的额定生产时间为2分钟，溢出吊架5个，则需要10分钟来完成。同时将能接受此工序吊架的工序按“伪空闲时间”由低到高排列，这里希望调度后，最低的“伪空闲时间”最高，这个值定义为TM，TM表示调度之后最低的伪空闲时间，调度目标即为使得调度后TM尽量大。假设溢出吊架需要C分钟来完成。这些工序的伪空闲时间为t1，t2...t_M有t1＜＝t2＜＝t3...＜＝t_M，由小到大假设TM的取值范围，取t1＜＝TM＜＝t2，此时只会由伪空闲时间为t1的工序来接受吊架，TM-t1＝C，有解则计算结束。若无解，则假设t2＜TM＜＝t3，则由伪空闲时间为t1，t2的工序来接受吊架，此时则TM-t1+TM-t2＝C，若有解则计算结束，若无解继续；然后更新满站工序的工序溢出吊架数和普通工序的伪空闲时间。依次类推，求出TM之后自然能知道两个工序调度的吊架数。

站点的选择可以参照情况一的规则，即选取所选满站工序中时间T3后完工吊架数最少的站点优先调出吊架，选取所选普通工序中时间T3后完工吊架数最少的站点优先调入吊架。

3)只存在“空闲”工序，不存在“满站”工序。

情况三依然采用情况一的流程去计算，在情况一和情况二中以消除“满站”工序为主导去计算，这里将以“空闲”工序为主导。那么依然选择一对工序进行调度，选择“空闲”时间最大的工序优先选择，作为调入吊架的工序。选取“空闲”工序后，再按照情况二的方法去消除。将可以调出吊架到“空闲”工序的工序选出，按“伪空闲时间”排列好，按照情况二的方法计算，此时与情况二不同的是，优先选出的是“伪空闲时间”较大的工序。将这些工序按“伪空闲时间“进行排列，调度后，最大“伪空闲时间”的值为TN，我们希望调度后TN的值尽量小。假设这些工序的伪空闲时间依然为t1，t2...t_M且有t1＜＝t2＜＝t3...＜＝t_M。则将由大到小的去假设TN的取值范围。先取t_M-1＜＝TN＜＝t_M，若有解计算结束，无解则降低TN的取值范围，直到有解；然后更新普通工序的伪空闲时间和空闲工序的空闲时间。之后选择一下个具有最大“空闲“时间的空闲工序继续。

站点选择参照情况一的的规则，即选取所选普通工序中时间T3后完工吊架数最少的站点优先调出吊架，选取所选空闲工序中时间T3后完工吊架数最少的站点优先调入吊架。

通过对以上三种情况的分析，我们就可以解决所有生产线上的不平衡状况。下面简单说下将时间转换为具体吊架数量的方法。在三种情况中，我们可以确定需要调度的“空闲”时间或者“伪空闲时间”。这里都按照调出站点的额定生产时间来换算。

实际调度吊架数量＝“空闲”时间(伪空闲时间)/调出吊架工序的额定生产时间

最后简单说明下时间T的大小，时间过大过小都会有不好的影响。

表1T值过大过小影响

	T1	T2	T3
				过大	不具有实时性	不能完全发挥算法	预测不准确
过小	数据不够充分	会受到上次调度影响	只有少量吊架调整

时间T的取值非常重要，通常取T＝T1＝T2＝T3，T为20分钟到1小时比较合理。

Claims

1.一种吊挂生产流水线动态平衡方法，其步骤为：

3)上位机在数据库中查询当前每一工序对应的站点集合、站点集合中所有站点缓冲区吊架总数，计算当前每一工序的工序时间T3后完工吊架数、前置工序时间T3后完工吊、额定生产时间、工序性质；所述工序性质包括：满站工序、空闲工序、普通工序；

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于计算所述工序性质的方法为：

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于所述工序溢出吊架数的计算方法为：前置工序时间T3后完工吊架+当前缓冲区吊架总数-工序时间T3后完工吊架数-Q*站点数，得到所述工序溢出吊架数；所述空闲时间的计算方法为：(工序时间T3后完工吊架数-前置工序时间T3后完工吊架数-缓冲区吊架当前总数)*额定生产时间，得到所述空闲时间；所述伪空闲时间的计算方法为：(前置工序时间T3后完工吊架数+缓冲区吊架当前总数-工序时间T3后完工吊架数)*额定生产时间，得到所述伪空闲时间。

4.如权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于步骤a)中，选取一满站工序和一空闲工序的方法为：根据额定生产时间，优先选取满站工序中额定生产时间最小的满站工序；根据空闲时间，优先选取空闲工序中空闲时间最大的工序。

5.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于步骤b)中，选取一满站工序和一个或多个普通工序的方法为：根据额定生产时间，优先选取满站工序中额定生产时间最小的满站工序；然后计算完成所选满站工序调出的工序溢出吊架数所需时间TM，根据时间TM选取能完成所选满站工序溢出吊架数的伪空闲时间由小到大的的一个或者多个普通工序。

6.如权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于步骤c)中，选取一空闲工序和一个或多个普通工序的方法为：根据空闲时间，优先选取空闲时间最大的空闲工序，作为调入吊架的工序；选取伪空闲时间由大到小的一个或者多个普通工序，作为调出吊架的工序。

7.如权利要求2所述的方法，其特征在于将所述站点集合中时间T3内无法完成站点缓冲区吊架的站点删除的方法为：根据站点T3时间内完成的吊架数计算该站点做其指定工序的生产速度，非该站点指定工序的吊架按其工序的额定生产时间生产速度；然后计算该站点缓冲区中所有吊架的生产时间并求和，如果其值大于T3，则该站点在T3时间内无法完成自己缓冲区内吊架，删除该站点。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述预测未来时间T3后完工吊架数的方法为：上位机统计最近时间T2内，站点完成其所属工序的吊架数M，将吊架数M作为预测未来时间T3后完工吊架数N。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于上位机定期时间间隔为T1，T1＝T2＝T3＝T；所述T取值为20～60分钟。

10.如权利要求1所述的方法，其特征在于采用矩阵方式记录每一组的调度方案，其中，矩阵中的元素D_ij表示工序i调度到工序j的吊架数，负值表示实际上是工序j调度工序i；然后以邻接矩阵的方法综合各组调度方案。