CN103336490B - 一种卷烟柔性制丝动态调度方法及其系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种卷烟柔性制丝动态调度方法及其系统。所述调度方法包括初始化设置、切烘调度、投料调度、结果输出步骤。所述包括客户端、集成卷烟柔性制丝动态调度应用服务器、调度数据服务器，所述客户端用于展示和优化调整集成卷烟柔性制丝动态调度应用服务器中切烘、投料未来预计时间段内的烟叶、烟丝、设备调度方案；所述集成卷烟柔性制丝动态调度应用服务器用于根据调度需求信息获取调度数据服务器中的调度数据，并根据调度策略生成制丝调度信息，向客户端发送生成的调度信息；所述调度数据服务器用于存储集成卷烟柔性制丝动态调度应用服务器生成的初始化信息和调度信息。本发明具有排产合理、柔性化程度高、易部署的特点。

Description

一种卷烟柔性制丝动态调度方法及其系统

技术领域

本发明属于信息自动化技术领域，具体涉及一种排产合理、柔性化程度高、易部署的卷烟柔性制丝动态调度方法及其系统。

背景技术

制丝是卷烟加工过程中的关键环节，生产调度、工艺的合理性直接决定了卷烟的质量及生产效益。其中，生产调度的合理性程度以及具体的执行情况是影响其工作性能的关键因素。

目前，卷烟企业制丝线的生产方式主要分为传统的全配方生产工艺和先进的分组加工生产工艺。全配方生产工艺是一种典型的流程式生产，是一个拉式系统，只要投料端相关设备空闲，就拉动一个原材料进行生产，同一个生产批次贯穿流程的始末，一个流程中只会生产出一种产品；分组加工生产方式分别结合了流程行业和离散行业的特点，一般采用双线或多线并联，已经具备了初步的柔性化生产能力，其对配方中不同产地、不同等级的烟叶根据感官质量和理化特性重新分组，选择不同的关键加工设备（如加料机、烘丝机）和加工工艺进行处理，可能产生多个中间产品。相比传统的刚性制丝生产线，分组加工技术极大地拓展了原料使用范围，并显著提升了产品的质量。

随着分组精细化加工工艺的引入，制丝线在制丝工艺设备、工艺过程、工艺质量、生产管理、生产组织模式上也发生了新的变化。传统工艺、分组加工工艺、试验工艺的综合集成应用使得制丝工艺设备布局日趋复杂，工艺过程灵活多变，生产管理、生产组织也变得柔性化、多样化。这样一来，企业的计划部门很难制定出高效的生产计划，生产部门传统手工方法或普通ERP系统很难对卷烟制丝生产进行适时、高效的控制。所以，要实现卷烟制丝生产的高效、柔性化生产，就需要一种能根据日生产计划要求对制丝生产进行自动排产，提供排产计划；能根据计划临时变更情况或设备故障情况对排产结果进行自动修改，实现动态排产；能根据工艺路线、试验时间、贮叶时间等特定工艺试验要求对生产批次进行计划；能根据特定品牌的制丝生产完成时间和生产数量要求进行计划；同样对一定时期内的生产量进行自动统计；能根据工艺技术标准要求对软件内品牌（或模组）制丝分段加工路线、贮叶时间等数据进行维护，并设级别保护的卷烟柔性动态调度方法及其系统。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种排产合理、柔性化程度高、易部署的卷烟柔性制丝动态调度方法，其二在于提供一种动态调度系统。

本发明第一目的卷烟柔性制丝动态调度方法，包括初始化设置、切烘调度、投料调度、结果输出步骤，具体包括：

A、初始化设置：设置和/或读取系统的初始量和模组、班次、批次信息；

B、切烘调度：计算卷烟机对储丝柜和/或配丝柜的需求量和紧缺程度，根据烟丝紧缺度值对储丝柜和/或配丝柜进行排序并增加紧缺度值最小的储丝柜和/或配丝柜的余量，从排序结果中安排各二级贮叶柜与预切烘出柜线路匹配，若匹配则生成对应贮叶柜按出柜线路出丝切烘的调度数据；

C、投料调度：计算未来1～7任意个班次卷烟机对储丝柜的总需求，根据储丝柜对二级贮柜的需求或二级贮柜对储丝柜的需求，对二级贮柜烟丝按紧缺度值排序并增加紧缺度值最小对应的二级贮柜余量，从排序结果中安排各二级贮柜或烟叶源与预投料线路类型相匹配，若匹配则生成对应二级贮柜烟丝或烟叶源按匹配线路类型投料的调度数据；

D、结果输出：通过客户端展示所述切烘调度、投料调度未来预计时间段内的烟叶、烟丝、设备的调度方案，以便调度人员进行优化调度。

本发明第二目的卷烟柔性制丝动态调度系统，包括客户端、集成卷烟柔性制丝动态调度应用服务器、调度数据服务器，其中：所述客户端用于展示集成卷烟柔性制丝动态调度应用服务器中切烘、投料未来预计时间段内的烟叶、烟丝、设备的调度方案，以便调度人员进行优化调度；所述集成卷烟柔性制丝动态调度应用服务器用于根据调度需求信息获取调度数据服务器中的调度数据，并根据调度策略生成制丝调度信息，向客户端发送生成的调度信息；所述调度数据服务器用于存储集成卷烟柔性制丝动态调度应用服务器生成的初始化信息和调度信息。

本发明通过集成卷烟柔性制丝动态调度应用服务器初始化和/或适时读取调度数据服务器的烟丝余量及模组、班次、批次信息，包括日生产计划、临时变更计划、设备故障、工艺方案等，循环计算各柜烟丝紧缺度值并排序，排序时增加紧缺度值最小的烟丝余量，然后通过策略使排序结果中的烟丝与预切烘出柜线路或预投料线路类型匹配，从而生成烟丝增加量、切烘或投料线路等调度数据在客户端展示和供调度人员进行优化，实现将传统人工调度转变为计算机自动调度，同时在满足工艺要求的前提下对制丝进行自动排产，既避免人工调度带来的不合理性和可能出现的错误，又为实现分组加工和柔性制丝提供技术平台。本发明按照策略自动调度，通过调度策略的优化，能够形成较为合理的排产计划；通过临时变更计划、设备故障信息的实时读取与重新计算，能形成实时的调度计划，具有较高的柔性化适应能力；系统结构简单，易于部署。

附图说明

图1为本发明的方法主要流程框图；

图2为本发明的切烘阶段1流程框图；

图3为本发明的切烘阶段2流程储丝柜对配丝柜模组2的需求框图；

图4为本发明的切烘阶段2流程框图；

图5为本发明的投料阶段1流程框图；

图6为本发明的投料阶段2流程框图；

图7为本发明的系统原理框图。

图中：100‐初始化设置、200‐切烘调度、210‐切烘阶段1、220‐切烘阶段2、300‐投料调度、310‐投料阶段1、320‐投料阶段2、400‐结果输出

10‐客户端、20‐集成卷烟柔性制丝动态调度应用服务器、21‐单位量设置模块、22‐品牌管理模块、23‐烟叶管模块理、24‐模组参配量管理模块、25‐班次管理模块、26‐生产计划管理模块、30‐调度数据服务器。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变更或改进，均属于本发明的保护范围。

如图1所示，本发明的一种卷烟柔性制丝动态调度方法，包括初始化设置、切烘调度、投料调度、结果输出步骤，具体包括：

A、初始化设置：设置和/或读取系统的初始量和模组、班次、批次信息；

B、切烘调度：计算卷烟机对储丝柜和/或配丝柜的需求量和紧缺程度，根据烟丝紧缺度值对储丝柜和/或配丝柜进行排序并增加紧缺度值最小的储丝柜和/或配丝柜的余量，从排序结果中安排各二级贮叶柜与预切烘出柜线路匹配，若匹配则生成对应贮叶柜按出柜线路出丝切烘的调度数据；

C、投料调度：计算未来1～7任意个班次卷烟机对储丝柜的总需求，根据储丝柜对二级贮柜的需求或二级贮柜对储丝柜的需求，对二级贮柜烟丝按紧缺度值排序并增加紧缺度值最小对应的二级贮柜余量，从排序结果中安排各二级贮柜或烟叶源与预投料线路类型相匹配，若匹配则生成对应二级贮柜烟丝或烟叶源按匹配线路类型投料的调度数据；

D、结果输出：通过客户端展示所述切烘调度、投料调度未来预计时间段内的烟叶、烟丝、设备的调度方案，以便调度人员进行优化调度。

所述切烘调度优选包括切烘阶段1、切烘阶段2工序，具体包括：

（A）切烘阶段1：计算卷烟机对储丝柜的需求和紧缺程度，根据烟丝紧缺度值对储丝柜进行排序并增加紧缺度值最小的储丝柜余量，从排序结果中安排各二级贮叶柜与预切烘出柜线路匹配，若匹配则生成对应二级贮叶柜按出柜线路出丝切烘的调度数据；

（B）切烘阶段2：计算卷烟机对配丝柜的需求和紧缺程度，根据烟丝紧缺度值对配丝柜进行排序并增加紧缺度值最小的配丝柜余量，从排序结果中安排各二级贮叶柜与预切烘出柜线路匹配，若匹配则生成对应二级贮叶柜按出柜线路出丝切烘的调度数据；

所述投料调度优选包括投料阶段1、投料阶段2工序，具体包括：

（A）投料阶段1：计算未来1～7任意个班次卷烟机对储丝柜的总需求，根据储丝柜对二级贮柜的需求，对二级贮柜烟丝按紧缺度值排序并增加紧缺度值最小对应的二级贮柜余量，从排序结果中安排各二级贮柜与预投料线路类型相匹配，若匹配则生成对应二级贮柜烟丝按匹配线路类型投料的调度数据；

（B）投料阶段2：计算未来1～7任意个班次卷烟机对储丝柜的总需求，根据二级贮柜对储丝柜的需求，对二级贮柜烟丝按紧缺度值排序并增加紧缺度值最小对应的二级贮柜余量，从排序结果中安排各烟叶源与预投料线路类型相匹配，若匹配则生成对应烟叶源按匹配线路类型投料的调度数据；

所述初始化设置步骤后和切烘调度和/或投料调度步骤前还包括数据扫描步骤，所述数据扫描步骤中间隔一定时间或由特定事件驱动扫描并比较客户端和/或系统的初始量和模组、班次、批次信息与初始值，若变化则重新生成调度数据。

所述特定事件驱动是指客户端点击重新生成调度指令。

所述初始化设置中包括单位量设置、品牌管理、烟叶管理、模组参配量管理、班次管理、生产计划管理。

所述初始化设置中的初始量为二级贮叶柜、储丝柜、配丝柜及其二级贮柜的初始量。

所述模组、班次、批次信息包括日生产计划、临时变更计划、设备状况、工艺方案、贮叶时间、实验时间等信息。

所述紧缺度值为所需成分在贮柜中的剩余量Left(Ci)与需求量Need(Ci)的比值。

紧缺度m(C)=Left(Ci)/Need(Ci)

所述切烘调度或投料调度的排序优选包括初始化、排序、判断工序，具体包括：

（a）初始化：初始化循环次数loop，初始化计数器count=0，初始化排序队列seq，计算出卷烟机对储丝柜或二次贮柜的需求；

（b）排序：根据需求在储丝柜或二次贮柜中找到紧缺度值最小的烟丝，加入排序队列seq，并将该烟丝的余量改为原来的量加上一批烟丝的量，计数器count增1；

（c）判断：若count>=loop，输出seq，结束排序，否则跳到（b）。

定义一：二级贮柜中某个柜B满足烟丝Ci的切烘

条件1：Ci是模组1，若B中存放的烟丝是Ci且存放时间超过了它的最短存放时间，配丝柜中含有Ci对应的模组2且存放时间超过了最短存放时间。

条件2：Ci是非模组，若B中存放的烟丝是Ci且存放时间超过了它的最短存放时间。

若柜B满足条件1或条件2，则称柜B满足烟丝Ci的切烘。

定义二：二级贮柜满足烟丝为Ci线路为Line的切烘:

若二级贮柜中出柜线路为Line的柜中存在某个柜满足烟丝Ci的切烘，则称二级贮柜满足烟丝为Ci线路为Line的切烘。

所述烟丝Ci为烟丝的编码；所述A、B及C线为不同的切烘出柜线路；所述Type1、Type2、Type3、Type4及Type5为不同的投料线路类型。

如图2所示，所述切烘阶段1从排序结果中安排各二级贮叶柜与出柜线路匹配，优选包括初始化、排产1、排产2、判断工序，具体包括：

（a）初始化：初始化班次的批次数信息patchAmount，初始化当前批次curPatch=0；

（b）排产1：在seq中找到第一个二级贮叶柜满足烟丝Ci线路为A线的切烘，并将其从seq中移除；

（c）排产2：在seq中找到第一个二级贮叶柜满足烟丝Ci线路为B线的切烘且加香线路与A线不冲突，并将其从seq中移除；

（d）判断：计数器curPatch增1，若curPatch等于patchAmount，结束排产，否则跳至（b）。

如图3和4所示，所述切烘阶段2从排序结果中安排各二级贮叶柜与出柜线路匹配，优选包括初始化、排产、判断工序，具体包括：

（a）初始化：初始化班次的批次数信息patchAmount，初始化当前批次curPatch=0；

（b）排产：在seq中找到第一个二级贮叶柜满足烟丝Ci线路为C线的切烘，并将其从seq中移除；

（c）判断：计数器curPatch增1，若curPatch等于patchAmount，结束排产，否则跳至（b）。

如图5所示，所述投料阶段1从排序结果中安排各二级贮柜与线路类型相匹配，优选包括初始化、排产1、排产2、判断工序，具体包括：

（a）初始化：初始化班次的批次数信息patchAmount，初始化当前批次curPatch=0；

（b）排产1：在seq中找到第一个满足线路类型是Type2且存在于二级贮柜中，则A线投料Ci烟丝，Ci从seq中移除；或第一个满足线路类型是Type3/Type4/Type5且存在于一级贮柜中，则从一级贮柜中A线出料至二级贮柜，Ci从seq中移除；

（c）排产2：在seq中找到第一个满足线路类型是Type1且存在于二级贮柜中，则B线投料Ci烟丝，Ci从seq中移除；或第一个满足线路类型是Type3/Type4/Type5且存在于一级贮柜中，则从一级贮柜中B线出料至二级贮柜，Ci从seq中移除；

（d）判断：计数器curPatch增1，若curPatch等于patchAmount，结束排序，否则跳到（b）。

如图6所示，所述投料阶段2从排序结果中安排各烟叶源与线路类型相匹配，优选包括初始化、排产、判断工序，具体包括：

（a）初始化：初始化班次的批次数信息patchAmount，初始化当前批次curPatch=0；

（b）排产：在seq中找到第一个烟丝Ci，从烟叶源投料，将Ci从seq中移除；

（c）判断：计数器curPatch增1，若curPatch等于patchAmount，结束排序，否则跳到（b）。

所述投料阶段1及投料阶段2的排序阶段的需求量的计算同切烘阶段2。

如图7所示，本发明所述的一种卷烟柔性制丝动态调度系统，包括客户端（10）、集成卷烟柔性制丝动态调度应用服务器（20）、调度数据服务器（30），其中：

所述客户端（10）用于展示集成卷烟柔性制丝动态调度应用服务器（20）中切烘、投料未来预计时间段内的烟叶、烟丝、设备的调度方案，以便调度人员进行优化调度；

所述集成卷烟柔性制丝动态调度应用服务器（20）用于根据调度需求信息获取调度数据服务器（30）中的调度数据，并根据调度策略生成制丝调度信息，向客户端（10）发送生成的调度信息；

所述调度数据服务器（30）用于存储集成卷烟柔性制丝动态调度应用服务器（20）生成的初始化信息和调度信息。

本发明的调度系统还包括信息采集平台，所述信息采集平台采集二级贮叶柜、储丝柜、配丝柜及其二级贮柜的初始量和/或实时量传送给集成卷烟柔性制丝动态调度应用服务器（20）。

所述集成卷烟柔性制丝动态调度应用服务器（20）还包括单位量设置（21）、品牌管理（22）、烟叶管理（23）、模组参配量管理（24）、班次管理（25）、生产计划管理（26）模块。

所述信息采集平台进一步采集制丝设备的工作状态、工作量。

Claims (10)

1.一种卷烟柔性制丝动态调度方法，其特征在于包括初始化设置、切烘调度、投料调度、结果输出步骤，具体包括：

A、初始化设置：设置和/或读取系统的初始量和模组、班次、批次信息；

B、切烘调度：计算卷烟机对储丝柜和/或配丝柜的需求量和紧缺程度，根据烟丝紧缺度值对储丝柜和/或配丝柜进行排序并增加紧缺度值最小的储丝柜和/或配丝柜的余量，从排序结果中安排各二级贮叶柜与预切烘出柜线路匹配，若匹配则生成对应贮叶柜按出柜线路出丝切烘的调度数据；

C、投料调度：计算未来1～7任意个班次卷烟机对储丝柜的总需求，根据储丝柜对二级贮柜的需求或二级贮柜对储丝柜的需求，对二级贮柜烟丝按紧缺度值排序并增加紧缺度值最小对应的二级贮柜余量，从排序结果中安排各二级贮柜或烟叶源与预投料线路类型相匹配，若匹配则生成对应二级贮柜烟丝或烟叶源按匹配线路类型投料的调度数据；

D、结果输出：通过客户端展示所述切烘调度、投料调度未来预计时间段内的烟叶、烟丝、设备的调度方案，以便调度人员进行优化调度；

B、C步骤所述的紧缺度值为所需成分在贮柜中的剩余量与需求量的比值。

2.根据权利要求1所述的卷烟柔性制丝动态调度方法，其特征在于所述切烘调度包括切烘阶段1、切烘阶段2工序，具体包括：

(A)切烘阶段1：计算卷烟机对储丝柜的需求和紧缺程度，根据烟丝紧缺度值对储丝柜进行排序并增加紧缺度值最小的储丝柜余量，从排序结果中安排各二级贮叶柜与预切烘出柜线路匹配，若匹配则生成对应二级贮叶柜按出柜线路出丝切烘的调度数据；

(B)切烘阶段2：计算卷烟机对配丝柜的需求和紧缺程度，根据烟丝紧缺度值对配丝柜进行排序并增加紧缺度值最小的配丝柜余量，从排序结果中安排各二级贮叶柜与预切烘出柜线路匹配，若匹配则生成对应二级贮叶柜按出柜线路出丝切烘的调度数据。

3.根据权利要求1所述的卷烟柔性制丝动态调度方法，其特征在于所述投料调度包括投料阶段1、投料阶段2工序，具体包括：

(A)投料阶段1：计算未来1～7任意个班次卷烟机对储丝柜的总需求，根据储丝柜对二级贮柜的需求，对二级贮柜烟丝按紧缺度值排序并增加紧缺度值最小对应的二级贮柜余量，从排序结果中安排各二级贮柜与预投料线路类型相匹配，若匹配则生成对应二级贮柜烟丝按匹配线路类型投料的调度数据；

(B)投料阶段2：计算未来1～7任意个班次卷烟机对储丝柜的总需求，根据二级贮柜对储丝柜的需求，对二级贮柜烟丝按紧缺度值排序并增加紧缺度值最小对应的二级贮柜余量，从排序结果中安排各烟叶源与预投料线路类型相匹配，若匹配则生成对应烟叶源按匹配线路类型投料的调度数据。

4.根据权利要求1所述的卷烟柔性制丝动态调度方法，其特征在于所述初始化设置中包括单位量设置、品牌管理、烟叶管理、模组参配量管理、班次管理、生产计划管理。

5.根据权利要求1或4所述的卷烟柔性制丝动态调度方法，其特征在于所述初始化设置中的初始量为二级贮叶柜、储丝柜、配丝柜及其二级贮柜的初始量。

6.根据权利要求1或2所述的卷烟柔性制丝动态调度方法，其特征在于所述切烘调度的排序包括初始化、排序、判断工序，具体包括：

(a)初始化：初始化循环次数loop，初始化计数器count＝0，初始化排序队列seq，计算出卷烟机对储丝柜或二次贮柜的需求；

(b)排序：根据需求在储丝柜或二次贮柜中找到紧缺度值最小的烟丝，加入排序队列seq，并将该烟丝的余量改为原来的量加上一批烟丝的量，计数器count增1；

(c)判断：若count>＝loop，输出seq，结束排序，否则跳到(b)。

7.根据权利要求1或3所述的卷烟柔性制丝动态调度方法，其特征在于所述投料调度的排序包括初始化、排序、判断工序，具体包括：

(a)初始化：初始化循环次数loop，初始化计数器count＝0，初始化排序队列seq，计算出卷烟机对储丝柜或二次贮柜的需求；

(b)排序：根据需求在储丝柜或二次贮柜中找到紧缺度值最小的烟丝，加入排序队列seq，并将该烟丝的余量改为原来的量加上一批烟丝的量，计数器count增1；

(c)判断：若count>＝loop，输出seq，结束排序，否则跳到(b)。

8.根据权利要求1～4任一所述的卷烟柔性制丝动态调度方法，其特征在于实现卷烟柔性制丝动态调度方法的调度系统包括客户端(10)、集成卷烟柔性制丝动态调度应用服务器(20)、调度数据服务器(30)，其中：

所述客户端(10)用于展示集成卷烟柔性制丝动态调度应用服务器(20)中切烘、投料未来预计时间段内的烟叶、烟丝、设备的调度方案，以便调度人员进行优化调度；

所述集成卷烟柔性制丝动态调度应用服务器(20)用于根据调度需求信息获取调度数据服务器(30)中的调度数据，并根据调度策略生成制丝调度信息，向客户端(10)发送生成的调度信息；

所述调度数据服务器(30)用于存储集成卷烟柔性制丝动态调度应用服务器(20)生成的初始化信息和调度信息。

9.根据权利要求8所述的卷烟柔性制丝动态调度方法，其特征在于还包括信息采集平台(40)，所述信息采集平台(40)采集二级贮叶柜、储丝柜、配丝柜及其二级贮柜的初始量和/或实时量传送给集成卷烟柔性制丝动态调度应用服务器(20)。

10.根据权利要求8所述的卷烟柔性制丝动态调度方法，其特征在于所述集成卷烟柔性制丝动态调度应用服务器(20)还包括单位量设置(21)、品牌管理(22)、烟叶管理(23)、模组参配量管理(24)、班次管理(25)、生产计划管理(26)模块。