CN109102161A - 一种智慧生产制造管理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智慧生产制造管理方法，包括如下过程：第一步：生产工艺流程的描述与建模，所述建模包括按时间次序建模的以STN图描述的数学模型，和按事件次序建模的数学模型参数；第二步：模型优化求解，将结果以GANNT图的方式，显示生产优化调度方案；第三步：生产过程模拟；第四步：生产过程动态监控与管理。本发明所公开的智慧生产制造管理方法将原本人工和纸质管理的生产制造工业转变成为自动化、无纸化的数字型生产管理。在产品生产质量和数量能够确保的情况下，最大化的减少在生产过程中的投入产出误差，保证人力资源的饱和利用，优化企业的管理。
Description
技术领域
本发明涉及一种智慧生产制造管理方法。
背景技术
随着市场经济在我国的蓬勃发展，商业活动的日趋频繁，商业运作现代化管理水平的不断提高，中小型企业的管理水平显得较为落后，管理的信息化程度也较低。为了利用更少的资源和力量抢占更为广阔的市场，应该更多的利用网络信息技术提升中小型企业的管理水平，提高管理效率。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种智慧生产制造管理方法，以达到提高管理效率、掌握及时、准确、全面的生产动态，有效控制生产过程的目的。
为达到上述目的，本发明的技术方案如下：
一种智慧生产制造管理方法，包括如下过程：
第一步：生产工艺流程的描述与建模，所述建模包括按时间次序建模的以STN图描述的数学模型，和按事件次序建模的数学模型参数；
第二步：模型优化求解，将结果以GANNT图的方式，显示生产优化调度方案；
第三步：生产过程模拟；
第四步：生产过程动态监控与管理。
上述方案中，第一步具体包括以下步骤：首先对生产工艺流程进行描述，建立生产调度系统的基础数据，以及销售计划、原料采购计划和设备检修计划；其次，在生产工艺流程的描述基础上，建立生产优化管理系统的模型；所述建立生产优化管理系统的模型包括采用生产工艺流程图描述建模或生产工艺流程关系式建模。
上述方案中，所述生产工艺流程图描述建模就是通过状态任务网络图描述流程工业过程生产系统的任务、资源和设备三要素，建立模型。
上述方案中，所述生产工艺流程关系式建模是以表格的方式直接建立生产工艺流程的描述，通过任务、资源和设备三要素之间相互依存的关系来描述流程工业过程生产系统，建立模型。
上述方案中，第二步具体包括以下步骤：
(1)目标模型的数据文件生成：根据如下生产约束信息，包括产品销售计划、原料采购计划、设备维修计划、产品库存信息和设备生产能力，生产资源占用、消耗、生产成本，生成目标模型的数据文件；
(2)目标模型的模型文件生成：根据如下选择优化目标，包括最大生产能力、最大利润或满足销售订单，确定对应的目标模型的模型文件；
(3)优化求解：将目标模型的模型文件和数据文件提交给优化求解器，自动求解其最优解，并将其结果自动存入到数据库中，并以GANNT图的方式，显示生产优化调度方案。
上述方案中：第三步具体包括：将优化调度方案与设备、采购计划、销售计划和库存资料结合在一起，利用可视化技术对生产过程进行仿真。
上述方案中：第四步具体包括：根据实际生产工况监控生产调度方案的执行，并根据预先设定的监控敏感数据监控生产进度；调度方案经模型仿真得到中间结果以正态分布设置监控区域，越限则报警，同时显示对实际工况的评估，进行再调度。
通过上述技术方案，本发明提供的智慧生产制造管理方法具有如下优点：
第一，可以提高企业生产管理的水平，使用该系统可以把企业内大量日常性，重复性的工作程序化，规范化的交给系统来处理，有利于企业管理者从频繁的日常事务中解脱出来，让他们在自己的岗位真正发挥管理者的作用。
第二，可以使生产过程中的问题很快在系统中得到反映，使企业的生产管理得到加强。
第三，可以合理配置和利用资源，这个生产管理系统将供货商，客户，生产部门，采购部门等紧密联系起来并有效的安排企业的产供销活动。这样企业不仅合理的管理了企业生产的资源，还有利于利用供应链上的企业外部资源，大大增强了企业的生存能力。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为本发明实施例所公开的一种智慧生产制造管理方法流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
本发明提供了一种智慧生产制造管理方法，如图1所示，该方法将原本人工和纸质管理的生产制造工业转变成为自动化、无纸化的数字型生产管理。在产品生产质量和数量能够确保的情况下，最大化的减少在生产过程中的投入产出误差，保证人力资源的饱和利用，优化企业的管理。
具体步骤如下：
一种智慧生产制造管理方法，包括如下过程：
第一步：生产工艺流程的描述与建模；
首先对生产工艺流程进行描述，建立生产调度系统的基础数据，以及销售计划、原料采购计划和设备检修计划；其次，在生产工艺流程的描述基础上，建立生产优化管理系统的模型；建立生产优化管理系统的模型包括采用生产工艺流程图描述建模或生产工艺流程关系式建模。
生产工艺流程图描述建模就是通过状态任务网络图描述流程工业过程生产系统的任务、资源和设备三要素，建立模型。状态任务网络图是一种表示生产工艺的有向图，由状态节点和操作节点组成。状态节点表示输入原料、中间产品或最终产品；操作节点表示处理任务，该处理任务将一种或多种输入状态转化为一种或多种输出状态。通过定义工艺名称、生产路径、物料清单、主次设备、处理速率、缓存类型、库存水平、需求定单等内容，充分表征生产系统。
生产工艺流程关系式建模是以表格的方式直接建立生产工艺流程的描述，通过任务、资源和设备三要素之间相互依存的关系来描述流程工业过程生产系统，建立模型。某个生产任务(或生产工艺流程)由多个生产环节构成(反应)，某个生产环节又通过多台生产设备(或反应装置)实现，而某个生产设备具体从事某项任务(或反应)，有其自身的生产约束：如生产能力，生产资源占用、消耗、生产成本等；通过定义生产过程中的生产要素关系，同样也能完成过程生产系统的有效描述，建立模型。
本发明中采用图形的可视化描述设计技术，组件技术和有向图，或者采用关系式描述，将复杂的生产工艺流程以简单、直观的方式加以表达，完成生产优化调度系统生产模型的有效描述，包括生产过程的内在联系及演化规则，有助于系统与具体工业背景的分离，能够处理广泛的生产过程调度问题。
第二步：模型优化求解；
(1)目标模型的数据文件生成：根据如下生产约束信息，包括产品销售计划、原料采购计划、设备维修计划、产品库存信息和设备生产能力，生产资源占用、消耗、生产成本，生成目标模型的数据文件；
(2)目标模型的模型文件生成：根据如下选择优化目标，包括最大生产能力、最大利润或满足销售订单，确定对应的目标模型的模型文件；
(3)优化求解：将目标模型的模型文件和数据文件提交给优化求解器，自动求解其最优解，并将其结果自动存入到数据库中，并以GANNT图的方式，显示生产优化调度方案。
本发明创新性地改造了UDM(Uniform Discrete time Model)方式建立即按时间次序建模的以STN图描述的数学模型(Kondili et.al.模型)；改进了NUDM(None UniformDiscretetime Model)方式即按事件次序建模的数学模型参数。集合了UDM方式建摸简洁、直观和NUDM方式建摸处理复杂问题及求优解方面收敛快的优势，确定优化目标后调整时间参数，将STN图以及关系式建摸描述的生产工艺流程转换为求解MILP(Mixed IntegerLinear Programming)数学规划模型，求解的结果即为优化调度结果，并可用Gantt图显示和查看。
第三步：生产过程模拟；
将优化调度方案与设备、采购计划、销售计划和库存资料结合在一起，利用可视化技术对生产过程进行仿真。仿真过程形象、直观。以物料为中心，随调度时间变化，以图形的方式动态显示某个物料的变化趋势以及某时刻与某物料生产消耗相关的设备运行状况。物料变化包括：采购、销售、生产(产出及消耗)；某时刻与物料消耗相关的生产设备的分布状况。
第四步：生产过程动态监控与管理。
根据实际生产工况监控生产调度方案的执行，并根据预先设定的监控敏感数据监控生产进度；调度方案经模型仿真得到中间结果以正态分布设置监控区域，越限则报警，同时显示对实际工况的评估，进行再调度。
在实际的生产过程管理中，可能发生意想不到的事情，如采购计划未实现等使得原来求得的优化调度结果不再适用，本发明利用动态再调度技术重新求得优化的生产计划，使生产计划随着情况改变而调整，提高效率。
本发明将拟实优化应用于流程管理过程，建立了可视化整体智能框架，系统的实现生产工艺流程描述与建模、模型优化求解、生产过程模拟、生产过程动态监控与再调度的整个过程，实现了生产的拟实优化。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (7)
1.一种智慧生产制造管理方法，其特征在于，包括如下过程：
第一步：生产工艺流程的描述与建模，所述建模包括按时间次序建模的以STN图描述的数学模型，和按事件次序建模的数学模型参数；
第二步：模型优化求解，将结果以GANNT图的方式，显示生产优化调度方案；
第三步：生产过程模拟；
第四步：生产过程动态监控与管理。
2.根据权利要求1所述的一种智慧生产制造管理方法，其特征在于，第一步具体包括以下步骤：首先对生产工艺流程进行描述，建立生产调度系统的基础数据，以及销售计划、原料采购计划和设备检修计划；其次，在生产工艺流程的描述基础上，建立生产优化管理系统的模型；所述建立生产优化管理系统的模型包括采用生产工艺流程图描述建模或生产工艺流程关系式建模。
3.根据权利要求2所述的一种智慧生产制造管理方法，其特征在于，所述生产工艺流程图描述建模就是通过状态任务网络图描述流程工业过程生产系统的任务、资源和设备三要素，建立模型。
4.根据权利要求2所述的一种智慧生产制造管理方法，其特征在于，所述生产工艺流程关系式建模是以表格的方式直接建立生产工艺流程的描述，通过任务、资源和设备三要素之间相互依存的关系来描述流程工业过程生产系统，建立模型。
5.根据权利要求1所述的一种智慧生产制造管理方法，其特征在于，第二步具体包括以下步骤：
(1)目标模型的数据文件生成：根据如下生产约束信息，包括产品销售计划、原料采购计划、设备维修计划、产品库存信息和设备生产能力，生产资源占用、消耗、生产成本，生成目标模型的数据文件；
(2)目标模型的模型文件生成：根据如下选择优化目标，包括最大生产能力、最大利润或满足销售订单，确定对应的目标模型的模型文件；
(3)优化求解：将目标模型的模型文件和数据文件提交给优化求解器，自动求解其最优解，并将其结果自动存入到数据库中，并以GANNT图的方式，显示生产优化调度方案。
6.根据权利要求1所述的一种智慧生产制造管理方法，其特征在于，第三步具体包括：将优化调度方案与设备、采购计划、销售计划和库存资料结合在一起，利用可视化技术对生产过程进行仿真。
7.根据权利要求1所述的一种智慧生产制造管理方法，其特征在于，第四步具体包括：根据实际生产工况监控生产调度方案的执行，并根据预先设定的监控敏感数据监控生产进度；调度方案经模型仿真得到中间结果以正态分布设置监控区域，越限则报警，同时显示对实际工况的评估，进行再调度。
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20181228 |
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| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |