CN109709927B

CN109709927B - 基于动态规划的分拣方法、系统及存储介质

Info

Publication number: CN109709927B
Application number: CN201910108281.5A
Authority: CN
Inventors: 柯建生
Original assignee: Guangzhou Ningji Intelligent System Co ltd
Current assignee: Guangzhou Ningji Intelligent System Co ltd
Priority date: 2019-01-18
Filing date: 2019-01-18
Publication date: 2021-04-27
Anticipated expiration: 2039-01-18
Also published as: CN109709927A

Abstract

本发明公开了基于动态规划的分拣方法、系统及存储介质，方法包括：根据生产任务生成振动盘的物料信息，所述物料信息包括物料种类和物料数量；根据物料信息计算振动盘的耗时信息；根据振动盘的耗时信息，对物料进行动态分拣；根据动态分拣的结果，控制振动盘进行生产控制。本发明能够根据生产任务来确定振动盘的物料信息，然后分别计算各个振动盘的耗时信息，最后进行动态分拣，相较于现有的单机控制的振动盘以及简单上位机控制的振动盘工作方式，本发明能够对振动盘的生产耗时进行统一，进而降低周转箱在生产线上花费的等待时间，提高了工作效率，可广泛应用于自动化生产线技术领域。

Description

基于动态规划的分拣方法、系统及存储介质

技术领域

本发明涉及自动化生产线技术领域，尤其是基于动态规划的分拣方法、系统及存储介质。

背景技术

振动盘，是一种自动组装或自动加工机械的辅助送料设备。它能把各种产品有序地排列出来，配合自动组装设备将产品各个部位组装起来成为完整的一个产品，或者配合自动加工机械完成对工件的加工。

振动盘广泛应用于电子、五金、塑胶、钟表业、电池、食品、连接器、医疗器械、医药、食品、玩具、文具、日常用品的制造等各个行业，是解决工业自动化设备供料的必须设备。振动盘除满足产品的定向排序外还可用于分选、检测、计数包装等，是一种现代化高科技产品。

目前振动盘控制大多为以下两种：

1、单机控制：通过独立的单机设备来固定振动盘的物料数量。

2、简单的上位机控制：上位机根据控制信号，指定与物料一一对应的振动盘执行相应的工作流程。

在个性定制的家居行业中，每个订单都是定制生产的，由此每个订单的耗材也是变化不定的。

目前的振动盘存在以下缺点：

1、对于单机控制的振动盘：其工作模式单一固定，不能满足个性定制产业的发展趋势，并且还需要二次包装，效率较低。

2、对于简单的上位机控制的振动盘：由于订单结构的差异性，且生产线中容易发生振动盘卡料以及振动盘缺料等不确定的影响因素，每组振动盘的生产耗时很难统一，进而导致周转箱在生产线花费大量等待时间，影响了生产效率。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于：提供一种生产效率高的，基于动态规划的分拣方法、系统及存储介质。

本发明一方面所采取的技术方案为：

基于动态规划的分拣方法，包括以下步骤：

根据生产任务生成振动盘的物料信息，所述物料信息包括物料种类和物料数量；

根据物料信息计算振动盘的耗时信息；

根据振动盘的耗时信息，对物料进行动态分拣；

根据动态分拣的结果，控制振动盘进行生产控制。

进一步，所述根据生产任务生成振动盘的物料信息这一步骤，包括以下步骤：

通过扫码获取订单信息；

根据订单信息获取振动盘的物料种类以及每种物料对应的物料数量。

进一步，所述根据生产任务生成振动盘的物料信息这一步骤，还包括以下步骤：

获取各个物料种类的效率耗时信息，所述效率耗时信息代表单个物料在振动盘上的分拣时间；

获取各个物料种类在振动盘的基础耗时信息；所述基础耗时信息包括交互耗时信息、下料耗时信息以及封口耗时信息。

进一步，所述根据物料信息计算振动盘的耗时信息这一步骤，包括以下步骤：

获取振动盘的数量信息；

根据物料数量和物料种类，计算每一振动盘的效率耗时信息；

根据物料种类在振动盘的基础耗时信息，计算每一振动盘的基础耗时信息；

对多个振动盘进行分组配置；

根据振动盘的效率耗时信息和基础耗时信息，计算每个组内的振动盘的总耗时信息。

进一步，所述根据振动盘的耗时信息，对物料进行动态分拣这一步骤，其具体为：

根据每个组的总耗时信息，结合订单信息的物料种类，重新调配各组振动盘上的物料种类和物料数量。

本发明另一方面所采取的技术方案是：

基于动态规划的分拣系统，包括：

生成模块，用于根据生产任务生成振动盘的物料信息，所述物料信息包括物料种类和物料数量；

计算模块，用于根据物料信息计算振动盘的耗时信息；

动态规划模块，用于根据振动盘的耗时信息，对物料进行动态分拣；

生产控制模块，用于根据动态分拣的结果，控制振动盘进行生产控制。

进一步，所述生成模块包括：

第一获取单元，用于通过扫码获取订单信息；

第二获取单元，用于根据订单信息获取振动盘的物料种类以及每种物料对应的物料数量；

第三获取单元，用于获取各个物料种类的效率耗时信息；

第四获取单元，用于获取各个物料种类在振动盘的基础耗时信息；所述基础耗时信息包括交互耗时信息、下料耗时信息以及封口耗时信息。

进一步，所述计算模块包括：

第五获取单元，用于获取振动盘的数量信息；

第一计算单元，用于根据物料数量和物料种类，计算每一振动盘的效率耗时信息；

第二计算单元，用于根据物料种类在振动盘的基础耗时信息，计算每一振动盘的基础耗时信息；

分组配置单元，用于对多个振动盘进行分组配置；

第三计算单元，用于根据振动盘的效率耗时信息和基础耗时信息，计算每个组内的振动盘的总耗时信息。

本发明另一方面所采取的技术方案是：

基于动态规划的分拣系统，包括：

至少一个处理器；

至少一个存储器，用于存储至少一个程序；

当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现所述的基于动态规划的分拣方法。

本发明另一方面所采取的技术方案是：

一种存储介质，其中存储有处理器可执行的指令，所述处理器可执行的指令在由处理器执行时用于执行所述的基于动态规划的分拣方法。

本发明的有益效果是：本发明能够根据生产任务来确定振动盘的物料信息，然后分别计算各个振动盘的耗时信息，最后进行动态分拣，相较于现有的单机控制的振动盘以及简单上位机控制的振动盘工作方式，本发明能够对振动盘的生产耗时进行统一，进而降低周转箱在生产线上花费的等待时间，提高了工作效率。

附图说明

图1为本发明基于动态规划的分拣方法的整体步骤流程图；

图2为本发明实施例的步骤流程图；

图3为本发明实施例的物料与振动盘的匹配关系图；

图4为本发明实施例的待分拣物料示意图；

图5为本发明实施例的物料分拣效率示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步解释和说明。对于本发明实施例中的步骤编号，其仅为了便于阐述说明而设置，对步骤之间的顺序不做任何限定，实施例中的各步骤的执行顺序均可根据本领域技术人员的理解来进行适应性调整。

参照图1，本发明实施例提供了一种基于动态规划的分拣方法，包括以下步骤：

根据物料信息计算振动盘的耗时信息；

根据振动盘的耗时信息，对物料进行动态分拣；

根据动态分拣的结果，控制振动盘进行生产控制。

进一步作为优选的实施方式，所述根据生产任务生成振动盘的物料信息这一步骤，包括以下步骤：

通过扫码获取订单信息；

进一步作为优选的实施方式，所述根据生产任务生成振动盘的物料信息这一步骤，还包括以下步骤：

进一步作为优选的实施方式，所述根据物料信息计算振动盘的耗时信息这一步骤，包括以下步骤：

获取振动盘的数量信息；

对多个振动盘进行分组配置；

进一步作为优选的实施方式，所述根据振动盘的耗时信息，对物料进行动态分拣这一步骤，其具体为：

与图1的方法相对应，本发明实施例还提供了一种基于动态规划的分拣系统，包括：

计算模块，用于根据物料信息计算振动盘的耗时信息；

进一步作为优选的实施方式，所述生成模块包括：

第一获取单元，用于通过扫码获取订单信息；

第三获取单元，用于获取各个物料种类的效率耗时信息；

进一步作为优选的实施方式，所述计算模块包括：

第五获取单元，用于获取振动盘的数量信息；

分组配置单元，用于对多个振动盘进行分组配置；

至少一个处理器；

至少一个存储器，用于存储至少一个程序；

与图1的方法相对应，本发明实施例还提供了一种存储介质，其中存储有处理器可执行的指令，所述处理器可执行的指令在由处理器执行时用于执行所述的基于动态规划的分拣方法。

下面详细描述本发明基于动态规划的分拣方法的具体工作过程：

S1、基础数据生成：

本实施例的系统会根据物料实际生产时效，动态维护物料的效率，以得出最为贴切的每种物料生产效率，用于动态规划算法中。

S2、动态规划计算：

a)、根据扫码获得订单信息，查询出所需要振动盘的物料种类和数量。

b)、根据物料信息计算每组振动盘的总耗时。

c)、针对分配在不同组的振动盘的同种物料结合整组振动盘耗时进行调配工作任务和工作量。

S3、执行生产过程：

本实施例根据计算好的任务，逐一进行控制生产。

以下列工作线布局为例，本实施例的一条工作线上有2组振动盘，每组包括8个独立的振动盘，即一共有16个振动盘，分别将16个振动盘标号为1-16号振动盘。本实施例中，预设所有振动盘能够处理的物料种类有14种，如图3所示，每个振动盘能够处理一种物料，例如振动盘1能够对物料1进行分拣，物料1能够同时由振动盘1、振动盘9以及振动盘10进行分拣，物料2能够由振动盘2进行分拣处理，其余物料种类对应的振动盘编号如图3所示，在此不再赘述。

以下列的订单A为例，订单A需要分拣的物料数据如图4所示，各种物料的分拣处理效率如图5所示，其中，订单A中有225个物料1需要分拣，每个物料1的分拣时间(即图5中的效率)为5秒；有100个物料2需要分拣，每个物料2的分拣时间为10秒；有10个物料3需要分拣，每个物料3的分拣时间为2秒；有100个物料11需要分拣，每个物料11的分拣时间为16秒。

其中，图4中的物料耗时代表振动盘处理指定数量物料所消耗的时间；图5中的效率代表振动盘处理1个物料所消耗的时间；基础耗时代表每款物料生产都需要经过点数、下料(倒料)、封口这3个环节，所以物料的生产都包括了生产耗时(点数)、下料(倒料)、封口和控制系统和Plc控制单元的交互耗时；其中下料(倒料)、封口和交互时间之和统称为基础耗时。

针对上述订单A，根据现有的均分分配方法，该订单的工作任务分配结果如下：

第一组振动盘：振动盘1需要处理的物料数量为：225/3＝75(均分物料1的数量3份)，耗时为75/5+5＝20s；振动盘2需要处理的物料数量为：100，耗时100/10+5＝15s；振动盘3需要处理的物料数量为：10，耗时10/2+5＝10s。即第一组振动盘的总耗时为20s。

第二组振动盘：振动盘9需要处理的物料数量为：225/3＝75(均分物料1的数量3份)，耗时75/5+5＝20s；振动盘10需要处理的物料数量为：225/3＝75(均分物料1的数量3份)，耗时75/5+5＝20s；振动盘11需要处理的物料数量为：100，耗时100/4+5＝30s。即第二组振动盘的总耗时为30s。

因此，现有的均分分配方法的分拣总耗时为20+30＝50s。

基于本发明的动态规划计算，订单A的工作任务分配结果如下：

第一组振动盘：振动盘2需要处理的物料数量为100，耗时100/10+5＝15s；振动盘3需要处理的物料数量为10，耗时10/2+5＝10s。即第一组振动盘的总耗时为15s。

第二组振动盘：振动盘9需要处理的物料数量为225/2(均分物料1的数量2份)往上取整＝113，耗时113/5+5≈28s；振动盘10需要处理的物料数量为225/2(均分物料1的数量2份)往下取整＝112，耗时112/5+5＝28s；振动盘11需要处理的物料数量为100，耗时100/4+5＝30s。即第二组振动盘的总耗时为30s。

因此，本发明的动态规划计算后的分拣总耗时为15+30＝45s。

在本实施例中，动态规划的计算过程如下：

1)、计算只能对应一个振动盘来进行分拣处理的物料的耗时：

比如在本实施例的订单A中，首先计算振动盘2和振动盘11的耗时，因为订单A中的物料2、物料3和物料11仅能单一地由振动盘2、振动盘3以及振动盘11来分拣处理。

2)、计算由多个振动盘来进行分拣处理的物料分配情况，具体的计算公式如下：

min{∑max{每组振动盘的每个盘耗时}}，

上述计算公式的含义为：对每组振动盘的耗时的最大值进行求和，然后从多个求和结果中选取最小值，得到的所述最小值即是本计算公式的最优解，其代表了任务分配的最优效率。

例如本实施例的订单A中，由于在第二组振动盘中，振动盘11的耗时为30s，其耗时最长，所以对应能够进行多盘分拣处理的物料1就可以尽可能分配至第二组振动盘里面，同时考虑到单单使用一个振动盘9或10，其耗时为50s，所以需要再分配。由于振动盘9和10在同一组里面的权重是一致的，所以均分即可满足最优的情况。假设振动盘均分后耗时仍大于30s，那将继续分配部分至振动盘1进行生产。

综上所述，本发明的动态规划方法能够降低振动盘的工作时间，提高工作线的工作效率。对比单机和简单的上位机控制，本发明解决了个性定制带来的数量差异生产，完成了一次生产即可封箱发货，不存在二次拣选。同时对于订单物料差异性导致的工位间生产节拍时长时短进行了动态的调整，有效的减少线体拥堵情况，提高了生产效率。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims

1.基于动态规划的分拣方法，其特征在于：包括以下步骤：

根据物料信息计算振动盘的耗时信息；

根据振动盘的耗时信息，对物料进行动态分拣；

根据动态分拣的结果，控制振动盘进行生产控制；

所述根据生产任务生成振动盘的物料信息这一步骤，包括以下步骤：

通过扫码获取订单信息；

根据订单信息获取振动盘的物料种类以及每种物料对应的物料数量；

所述根据生产任务生成振动盘的物料信息这一步骤，还包括以下步骤：

获取各个物料种类在振动盘的基础耗时信息；所述基础耗时信息包括交互耗时信息、下料耗时信息以及封口耗时信息；

所述根据物料信息计算振动盘的耗时信息这一步骤，包括以下步骤：

获取振动盘的数量信息；

对多个振动盘进行分组配置；

2.根据权利要求1所述的基于动态规划的分拣方法，其特征在于：所述根据振动盘的耗时信息，对物料进行动态分拣这一步骤，其具体为：

3.基于动态规划的分拣系统，其特征在于：包括：

计算模块，用于根据物料信息计算振动盘的耗时信息；

生产控制模块，用于根据动态分拣的结果，控制振动盘进行生产控制；所述生成模块包括：

第一获取单元，用于通过扫码获取订单信息；

第三获取单元，用于获取各个物料种类的效率耗时信息；

第四获取单元，用于获取各个物料种类在振动盘的基础耗时信息；所述基础耗时信息包括交互耗时信息、下料耗时信息以及封口耗时信息；

所述计算模块包括：

第五获取单元，用于获取振动盘的数量信息；

分组配置单元，用于对多个振动盘进行分组配置；

4.基于动态规划的分拣系统，其特征在于：包括：

至少一个处理器；

至少一个存储器，用于存储至少一个程序；

当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现如权利要求1-2中任一项所述的基于动态规划的分拣方法。

5.一种存储介质，其中存储有处理器可执行的指令，其特征在于：所述处理器可执行的指令在由处理器执行时用于执行如权利要求1-2中任一项所述的基于动态规划的分拣方法。