CN110955206B - 一种订单排程与分配调度方法及系统 - Google Patents

一种订单排程与分配调度方法及系统 Download PDF

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Abstract

本公开公开了一种订单排程与分配调度方法及系统，包括获取订单产品以及交期时间，存入订单列表；获取订单产品的可用资源存储、资源优先级以及生产节拍存储到可用资源列表；根据订单产品的交期时间计算订单产品的生产交期时间，取第i个订单产品，在订单交期时间到生产交期时间的范围内进行试排，得到试排结果集；取第i个订单产品可用资源列表中第n个资源，对当前订单产品在资源上进行试排，将试排结果加入到试排结果集中；取第i个订单产品的第j个试排结果进行综合评分，取得分最高结果作为当前订单产品的最终排程结果。实现了以权重为核心的产线均衡算法，既保持按交期逆向生产排程的基本要求又达到生产所需的连续性需求。

Description

一种订单排程与分配调度方法及系统
技术领域
本公开涉及数控机床技术领域，具体涉及一种订单排程与分配调度方法及系统。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
在汽车制造车间内，客户订单量大、流水线加工量大，对于及时获取流水线加工状态，对新客户订单生产顺序进行有效排序、计划排程对提高生产效率极为重要，直接影响车间生产的时间安排和生产顺序，也关系到物料的配送等环节。
传统计划排产是按照产能正向排程，相同订单的产品依次生产不存在连续生产问题。
随着生产计划的组织方式向按订单需求进行排程的方法转变，也产生了一些新的问题。按订单式生产计划就是适应按照订单生产方式进行的，由于工序节拍、产线节拍差异将导致计划排产结果最终可能会导致上线顺序并不能按照订单连续上线生产；按照订单交期逆向排程可能导致相同订单的每台产品不能连续投产，会产生不可忽视的换模损失；会造成排产过程产生的工单不连续与产线不均衡问题。
发明内容
为了解决上述问题，本公开提出了一种订单排程与分配调度方法及系统，本公开可以将逆向排产上线的不连续情况进行优化，使得上线顺序可以按照订单、产线主副产线顺序生产；对不连续的排程结果进行优化，达到同一订单、同一型号可以连续投产，减少换型损失，从而达到既符合精益生产要求又提高生产效率，节约人力成本的效果；将不连续的工单整合为连续生产并平衡主副产线的产能，解决了排产过程产生的工单不连续与产线不均衡问题。
为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：
第一方面，本公开提供一种订单排程与分配调度方法，包括：
获取计划周期内待排程订单产品以及交期时间，存入订单列表；获取订单产品的可用资源以及资源优先级存储到可用资源列表；获取生产线上数控机床的生产状态，存入数控机床状态列表；
对订单产品进行数据建模，根据订单产品的交期时间、可用资源和资源优先级，以及数控机床的生产状态，对订单产品的一个或多个生产线的生产计划进行分配排序和调度；
获取订单产品的各生产线的分配排序和调度结果，将其用于生产线上数控机床的加工进程。
作为可能的一些实现方式，所述数据建模包括根据待排程订单产品信息以及数控机床生产状态，对订单产品生产线进行排程，具体包括：
获取订单产品以及交期时间，存入订单列表；获取订单产品的可用资源存储、资源优先级以及生产节拍存储到可用资源列表；
根据订单产品的交期时间计算订单产品的生产交期时间，取第i个订单产品，在订单交期时间到生产交期时间的范围内进行试排，得到试排结果集；
取第i个订单产品可用资源列表中第n个资源，对当前订单产品在资源上进行试排，将试排结果加入到试排结果集中；
取第i个订单产品的第j个试排结果进行综合评分，取得分最高结果作为当前订单产品的最终排程结果；参数i、j和n均是大于等于1的整数。
作为可能的一些实现方式，所述在资源上进行试排包括：
取第i个订单产品可用资源列表中第n个资源，根据资源优先级、生产节拍计算可排程时间范围，将可排程时间范围划分为若干个时间段；
取第m个时间段，当前订单产品在当前时间段内进行试排，如果该试排结果未超出当前订单产品的订单交期时间，则视为试排成功，将该试排结果加入试排结果集中；
若超出当前订单产品的订单交期时间，则视为试排失败，进入下一个时间段的试排，循环操作，直到当前订单产品在所有资源中均试排结束；
将试排成功的试排结果加入到试排结果集中，对试排结果集整理排序，得到最终的排程结果集；参数i、m和n均是大于等于1的整数。
第二方面，本公开提供一种订单排程与分配调度系统，包括：
数据采集模块，被配置为获取计划周期内待排程订单产品以及交期时间，存入订单列表；获取订单产品的可用资源以及资源优先级存储到可用资源列表；获取生产线上数控机床的生产状态，存入数控机床状态列表；
数据处理模块，被配置为对订单产品进行数据建模，根据订单产品的交期时间、可用资源和资源优先级，以及数控机床的生产状态，对订单产品的一个或多个生产线的生产计划进行分配排序和调度；
数据输出模块，被配置为获取订单产品的各生产线的分配排序和调度结果，将其用于生产线上数控机床的加工进程。
第三方面，本公开提供一种车间，包括若干数控机床和服务器；
所述服务器，完成车间订单排程与分配调度方法所述的步骤。并将订单产品的各生产线的分配排序和调度结果，传输至数据机床，完成订单产品的加工进程。
所述数控机床，用于采集生产状态信息，并传输到服务器进行存储；用于接收订单产品的各生产线的分配排序和调度结果，完成订单产品的加工进程。
与现有技术相比，本公开的有益效果为：
实现了以权重为核心的产线均衡算法，既保持按交期逆向生产排程的基本要求又达到生产所需的连续性需求。相比目前人为进行调整的方法具有可自动计算结果、避免人为排序的繁琐操作，避免人力浪费；
将逆向排产上线的不连续情况进行优化，使得上线顺序可以按照订单、产线主副产线顺序生产；
对不连续的排程结果进行优化，达到同一订单、同一型号可以连续投产，减少换型损失，从而达到既符合精益生产要求又提高生产效率，节约人力成本的效果；
将不连续的工单整合为连续生产并平衡主副产线的产能，解决了排产过程产生的工单不连续与产线不均衡问题；
以按订单逆向排产的时间为基础进行优化；结合积分加权排程优选方法，针对车间生产实际情况，解决即满足交期逆向排产时间要求，又符合产线优先级的产能均衡。
附图说明
构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。
图1为本公开循环待排程的每台产品进行排程的流程示意图；
图2为本公开在资源上进行试排的流程示意图
图3为本公开综合评分流程示意图；
图4为本公开交期权重评分流程示意图；
图5为本公开资源产能均衡评分流程示意图。
具体实施方式：
下面结合附图与实施例对本公开做进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
企业动态接收多个客户订单，并且各订单产品的交期需求不同，对于每个计划周期，每条产线产品的订单需求分配和生成调度因为计划周期不同而需要不断调整，因此，对不同订单产品和交期的订单在各生产线的加工排序、分配具有重要意义。
在车间生产线中，产品需求量大，加工工序多，每条生产线都可以由不同的产品生产率，在对客户的不同交期、不同产品的订单进行订单排程时，客户订单的实时信息以及车间生产线的加工状态都会影响着订单排程结果。
实施例1
如图1所示，本公开提供一种订单排程与分配调度方法，包括：
(1)获取计划周期内待排程订单产品以及交期时间，存入订单列表；获取订单产品的可用资源以及资源优先级存储到可用资源列表；获取生产线上数控机床的生产状态，存入数控机床状态列表；
(2)对订单产品进行数据建模，根据订单产品的交期时间、可用资源和资源优先级，以及数控机床的生产状态，对订单产品的一个或多个生产线的生产计划进行分配排序和调度；
(3)获取订单产品的各生产线的分配排序和调度结果，将其用于生产线上数控机床的加工进程。
生产线上数控机床的生产状态可采用通过数控机场上的传感器或网络上获取的实时状态信息；
可实现针对车间生产线的加工进程，现场设备的运行情况以及资源利用率，根据企业实际需求和侧重点对订单产品生产进程进行分配排序和调度，最大化保证在订单产品交期之前完成加工生产，又能保证车间资源有效利用的最大化。
所述数据建模包括根据待排程订单产品信息以及数控机床生产状态，对订单产品生产线进行排程，具体包括：
(1)根据订单产品的交期时间的订单产品的生产交期时间，取第i个订单产品，在订单交期时间到生产交期时间的范围内进行试排，得到试排结果集；
(2)取第i个订单产品可用资源列表中第n个资源，对当前订单产品在资源上进行试排，将试排结果加入到试排结果集中；
(3)取第i个订单产品的第j个试排结果进行综合评分，取得分最高结果作为当前订单产品的最终排程结果；参数i、j和n均是大于等于1的整数。
取第1个订单产品，在订单交期时间到生产交期时间的范围内进行试排，得到试排结果集，取第1个订单产品可用资源列表中的第1个资源，然后在资源上进行试排，将该试排结果加入到试排结果集中，得到第1个订单产品的所有试排结果，对第1个订单产品的所有试排结果进行综合评分，取得分最高结果作为第1个订单产品的最终排程结果；
对订单列表中的所有订单产品依次循环上述操作。
如图2所示，所述在资源上进行试排包括：
(1)取第i个订单产品可用资源列表中第n个资源，根据资源优先级、生产节拍计算可排程时间范围，将可排程时间范围划分为若干个时间段；
(2)取第m个时间段，当前订单产品在当前时间段内进行试排，如果该试排结果未超出当前订单产品的订单交期时间，则视为试排成功，将该试排结果加入试排结果集中；
若超出当前订单产品的订单交期时间，则视为试排失败，进入下一个时间段的试排，循环操作，直到当前订单产品在所有资源中均试排结束；
(3)将试排成功的试排结果加入到试排结果集中，对试排结果集整理排序，得到最终的排程结果集；参数i、m和n均是大于等于1的整数。
如图3所示，所述综合评分过程为：
(1)获取第i个订单产品试排结果集的第j个试排结果使用权重规则进行打分；
(2)循环所有试排结果进行权重评分；
(3)取得分最高结果为最终排程结果。
所述权重规则包括交期权重评分和资源产能均衡评分：
如图4所示，所述交期权重评分为，在第i个订单产品的试排结果集中，距离订单交期时间最近的试排结果最优；评分累计加1；
否则，评分累计为0分。
如图5所示，所述资源产能均衡评分为：
(1)获取第i个订单产品试排结果集的第j个试排结果的优先级数值；
(2)判断订单数量与资源切换基础N1与单资源最小产品N2之和之间的逻辑关系，若前者小于后者，则该试排结果累计得分为1分；否则，进入下一步骤(3)；
(3)判断当前订单产品在资源上已排程数量SRN与订单在可用资源上的平均数AVN的逻辑关系，若前者小于后者，则该试排结果累计得分为20减去优先级数值；否则，该试排结果累计得分为0分；
(4)完成当前订单产品试排结果的累计评分。
所述优先级数值指产品在产线产线上的优先级，该参数在开始排程前设置完成。例如产品P在A、B、C三条产线上可以生产，根据产线实际情况(设备效率、良品率、人员技能等)C产线为最优产线、B产线为次优产线，则可以设置产品P在C先优先级为10，在B产线优先级为9、A产线优先级为8。
由于产品型号的不同，产线在换型生产过程中会出现产能浪费(比如模具更换时间等)，所以要减少生产换型；生产换型以一个订单的数量(SN)为基本考量单位，设置产品P的订单数量大于资源切换数量(N1)才进行多条产线生产；切换资源后最少在次优产线生产一定数量(N2)后才进行切换；产品资源数量(RN)，产品可在几个资源上生产，比如P产品可在ABC三条产线生产，则RN＝3。
例如：假设产品P在ABC三条产线上可以生产，优先级依次为C、B、A；资源切换基数N1＝10，N2＝3,则AVN＝SN/RN；
分以下三种情况：
1)、如果订单数量较小(SN<10)则直接在最优产线安排生产，如果最优产线产能不足安排次优产线；
2)、如果订单数量更大，如SN＝11、12、13则判断如果更换产线会导致次优产线换型损失较大，不进行产线更换生产效率更高；
3)、如果订单数量大于N1+N2(13)则认为主产线产能可以由次优产线分担。比如订单数量为15，则由最优产线生产10，次优产线生产5。
实施例2
本公开提供一种订单排程与分配调度系统，包括：
数据采集模块，被配置为获取计划周期内待排程订单产品以及交期时间，存入订单列表；获取订单产品的可用资源以及资源优先级存储到可用资源列表；获取生产线上数控机床的生产状态，存入数控机床状态列表；
数据处理模块，被配置为对订单产品进行数据建模，根据订单产品的交期时间、可用资源和资源优先级，以及数控机床的生产状态，对订单产品的一个或多个生产线的生产计划进行分配排序和调度；
数据输出模块，被配置为获取订单产品的各生产线的分配排序和调度结果，将其用于生产线上数控机床的加工进程。
所述数据处理模块，还包括，
订单交期试排子模块，被配置为根据订单产品的交期时间计算订单产品的生产交期时间，取第i个订单产品，在订单交期时间到生产交期时间的范围内进行试排，得到试排结果集；
资源试排子模块，被配置为取第i个订单产品可用资源列表中第n个资源，对当前订单产品在资源上进行试排，将试排结果加入到试排结果集中；
评分子模块，被配置为取第i个订单产品的第j个试排结果进行综合评分，取得分最高结果作为当前订单产品的最终排程结果；参数i、j和n均是大于等于1的整数。
所述资源试排子模块包括：
可排程时间划分子模块，被配置为取第i个订单产品可用资源列表中第n个资源，根据资源优先级、生产节拍计算可排程时间范围，将可排程时间范围划分为若干个时间段；
判断子模块，取第m个时间段，当前订单产品在当前时间段内进行试排，如果该试排结果未超出当前订单产品的订单交期时间，则视为试排成功，将该试排结果加入试排结果集中；
循环子模块，被配置为若超出当前订单产品的订单交期时间，则视为试排失败，进入下一个时间段的试排，循环操作，直到当前订单产品在所有资源中均试排结束；
整合子模块，被配置为将试排成功的试排结果加入到试排结果集中，对试排结果集整理排序，得到最终的排程结果集；参数i、m和n均是大于等于1的整数。
实施例3
本公开提供一种车间，包括若干数控机床和服务器；
所述服务器，完成车间订单排程与分配调度方法所述的步骤。并将订单产品的各生产线的分配排序和调度结果，传输至数据机床，完成订单产品的加工进程。
所述数控机床，用于采集生产状态信息，并传输到服务器进行存储；用于接收订单产品的各生产线的分配排序和调度结果，完成订单产品的加工进程。
以上仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。
上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。

Claims (8)

1.一种订单排程与分配调度方法，其特征在于，包括：
获取计划周期内待排程订单产品以及交期时间，存入订单列表；获取订单产品的可用资源以及资源优先级存储到可用资源列表；获取生产线上数控机床的生产状态，存入数控机床状态列表；
对订单产品进行数据建模，根据订单产品的交期时间、可用资源和资源优先级，以及数控机床的生产状态，对订单产品的一个或多个生产线的生产计划进行分配排序和调度；
获取订单产品的各生产线的分配排序和调度结果，将其用于生产线上数控机床的加工进程；
所述数据建模包括根据待排程订单产品信息以及数控机床生产状态，对订单产品生产线进行排程，具体包括：
根据订单产品的交期时间计算订单产品的生产交期时间，取第i个订单产品，在订单交期时间到生产交期时间的范围内进行试排，得到试排结果集；
取第i个订单产品可用资源列表中第n个资源，对当前订单产品在资源上进行试排，将试排结果加入到试排结果集中；
取第i个订单产品的第j个试排结果进行综合评分，取得分最高结果作为当前订单产品的最终排程结果；参数i、j和n均是大于等于1的整数。
2.如权利要求1所述的一种订单排程与分配调度方法，其特征在于，
所述在资源上进行试排包括：
取第i个订单产品可用资源列表中第n个资源，根据资源优先级、生产节拍计算可排程时间范围，将可排程时间范围划分为若干个时间段；
取第m个时间段，当前订单产品在当前时间段内进行试排，如果该试排结果未超出当前订单产品的订单交期时间，则视为试排成功，将该试排结果加入试排结果集中；
若超出当前订单产品的订单交期时间，则视为试排失败，进入下一个时间段的试排，循环操作，直到当前订单产品在所有资源中均试排结束；
将试排成功的试排结果加入到试排结果集中，对试排结果集整理排序，得到最终的排程结果集；参数i、m和n均是大于等于1的整数。
3.如权利要求1所述的一种订单排程与分配调度方法，其特征在于，
所述综合评分包括为：
获取第i个订单产品试排结果集的第j个试排结果使用权重规则进行打分；
循环所有试排结果进行权重评分；
取得分最高结果为最终排程结果。
4.如权利要求3所述的一种订单排程与分配调度方法，其特征在于，
所述权重规则包括交期权重评分和资源产能均衡评分。
5.如权利要求4所述的一种订单排程与分配调度方法，其特征在于，
所述交期权重评分为，在第i个订单产品的试排结果集中，距离订单交期时间最近的试排结果最优；评分累计加1；
否则，评分累计为0分。
6.如权利要求4所述的一种订单排程与分配调度方法，其特征在于，
所述资源产能均衡评分为：
获取第i个订单产品试排结果集的第j个试排结果的优先级数值；
判断订单数量与资源切换基础N1与单资源最小产品N2之和之间的逻辑关系，若前者小于后者，则该试排结果累计得分为1分；
否则，判断当前订单产品在资源上已排程数量SRN与订单在可用资源上的平均数AVN的逻辑关系，若前者小于后者，则该试排结果累计得分为20减去优先级数值；否则，该试排结果累计得分为0分；
完成当前订单产品试排结果的累计评分。
7.一种订单排程与分配调度系统，其特征在于，包括：
数据采集模块，被配置为获取计划周期内待排程订单产品以及交期时间，存入订单列表；获取订单产品的可用资源以及资源优先级存储到可用资源列表；获取生产线上数控机床的生产状态，存入数控机床状态列表；
数据处理模块，被配置为对订单产品进行数据建模，根据订单产品的交期时间、可用资源和资源优先级，以及数控机床的生产状态，对订单产品的一个或多个生产线的生产计划进行分配排序和调度；
数据输出模块，被配置为获取订单产品的各生产线的分配排序和调度结果，将其用于生产线上数控机床的加工进程；
数据采集子模块，被配置为获取订单产品以及交期时间，存入订单列表；获取订单产品的可用资源存储、资源优先级以及生产节拍存储到可用资源列表；
订单交期试排子模块，被配置为根据订单产品的交期时间计算订单产品的生产交期时间，取第i个订单产品，在订单交期时间到生产交期时间的范围内进行试排，得到试排结果集；
资源试排子模块，被配置为取第i个订单产品可用资源列表中第n个资源，对当前订单产品在资源上进行试排，将试排结果加入到试排结果集中；
评分子模块，被配置为取第i个订单产品的第j个试排结果进行综合评分，取得分最高结果作为当前订单产品的最终排程结果；参数i、j和n均是大于等于1的整数。
8.一种车间，其特征在于，包括若干数控机床和服务器；
所述服务器，完成权利要求1-6任一项方法所述的步骤，并将订单产品的各生产线的分配排序和调度结果，传输至数据机床，完成订单产品的加工进程；
所述数控机床，用于采集生产状态信息，并传输到服务器进行存储；用于接收订单产品的各生产线的分配排序和调度结果，完成订单产品的加工进程。
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