CN111768081B - 一种混合制造环境中产品制造能耗的计算方法与系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种混合制造环境中产品制造能耗的计算方法与系统,属于节能监测技术领域。计算方法包括:(1)接收订单产品信息;(2)依据订单产品信息,基于制造物料清单表,确定分配至各个车间的生产任务;再基于标准工艺路线,获取依据排产规则所生成的各个车间的生产调度方案,以确定各个生产作业的起止时间;(3)获取当前加工设备在进行当前生产作业的起止时间内的能耗数据,依据当前生产作业与当前加工设备间的专属关系,利用与专属关系相适配的能耗分配模型,计算当前生产作业的能耗;(4)依照已完成的量,计算订单产品的当前耗能数据。该方法能有效地提高能耗计算方法的适用范围,可广泛应用于铝型材制造等制造领域的节能监测中。
Description
技术领域
本发明涉及节能监测技术领域,具体地说,涉及一种适于对包含离散制造与连续制造工艺的混合制造环境中的产品制造能耗进行计算的方法与系统。
背景技术
制造业作为将资源转变为产品的产业,包括机械工业、汽车工业等支柱产业,其在发挥其重要作用的同时,也消耗大量电能等能源。节能技术是解决好当前能源紧缺等问题的重要技术手段,而能耗监测技术作为节能监测技术的关键技术,其制约着整个产业的发展;订单执行过程是企业能源消耗的主要环节,若要实现节能目标,主要问题是基于节能监测技术而对订单产品在制造过程中的能耗进行实时、全面及准确地计算。
在订单产品的制造过程中,物料通常需经多个加工工位进行加工处理,才能获取订单产品;因此,需要对各个加工工位上耗能数据进行采集,常用采集手段以手工抄表方式记录数字电表的数值,且只能对电能消耗这一类型能耗进行统计。
采用传统手工抄表方式,存在记录效率低下且容易出错、时效性较差及需要耗费大量成本高的人工工作量等问题。针对该技术问题,在公开号为CN102053608A的专利文献中公开了一种获取生产过程中各种能耗数据的方法,在该方法中,对能耗的计算方法为在当前批次产品加工完成后进行,因此无法在批次产品加工过程中及时发现生产设备电能消耗的异常并及时处理,从而影响节能的效果。
针对上述耗能统计的在时效性上所存在的技术问题,在公开号为CN104076768A的专利文献中公开了一种订单执行过程中能耗的获取方法,具体为通过射频识别标签的方式对制品信息与加工时间进行识别;但在实际生产过程中,许多订单产品存在多个连续生产过程阶段,且通常都是多个不同类型的产品之间存在混合制造的问题,即大部分订单产品为在混合制造环境中制造出来,导致该技术方案难以对产品的实际能耗进行精确计算,且并非所有的在订单均能使用射频标签进行标识;例如,属于典型热加工的铝型材加工,在其生产过程存在多个连续生产过程阶段,会涉及熔铸车间、模具车间及挤压车间内的多道工艺,尤其是在熔铸过程,就包括熔化准备、熔化、精炼、浇铸及均质等五道工序,在熔化准备、熔化及精炼等步骤中,通常为多个产品的生产任务的混合制造,且不适合布设射频标签。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种改进的产品制造能耗的计算方法,以能适合于混合制造环境中产品制造能耗的计算;
本发明的另一目的是提供一种产品制造能耗的计算系统,以能适合于混合制造环境中产品制造能耗的计算。
为了实现上述主要目的,本发明提供的计算方法包括以下步骤:
接收步骤,接收订单产品信息;
确定步骤,依据订单产品信息,将订单拆解成生产任务;根据生产任务中所包含的产品信息及与之匹配的制造物料清单表,确定加工该订单产品需分配至相应车间的生产作业;再基于与之匹配的标准工艺路线,获取依据排产规则所生成的各个车间的生产调度方案,以确定各个生产任务内每个生产作业的起止时间;
计算步骤,获取当前加工设备在进行当前生产作业的起止时间内的能耗数据,依据当前生产作业与当前加工设备间的专属关系,利用与专属关系相适配的能耗分配模型,计算当前生产作业的能耗;
统计步骤,依照已经完成的生产任务,计算订单产品的当前耗能数据。
在上述技术方案中,基于制造物料清单表确定加各个车间的生产任务,及基于标准工艺路线生成各个车间的生产调度方案,以确定各个生产任务的起止时间,从而可以基于该生产任务在对应加工设备上的起止时间而确定其所需分配的能耗总值与能耗类型,并基于该生成任务与加工设备之间的专属关系而将应处于该生产任务的能耗与能耗类型分配至该生成个任务上,从而在能耗的计算过程中无需使用射频标签,使该方法能适合于需进行熔融、热处理等无法使用标签的产品加工生产过程中,且能统计电能之外其他能耗的统计,从而能更好地进行节能处理与成本的核定。
具体的方案为依据当前生产作业与当前加工设备间的专属关系,利用与专属关系相适配的能耗分配模型,计算当前生产作业的能耗的步骤包括以下步骤:
(1)当专属关系为时,能耗分配模型为,
(2)当专属关系为且在同一设备上的多个生产作业为同进同出时,能耗分配模型为,
(3)当专属关系为且在同一设备上的多个生产作业为非同进同出时,能耗分配模型为,
其中,{Roto}表示与加工作业有着一对一生产关系的机器的工艺流程集合,PEvent为机器上的加工任务/>的能耗,/>为能量种类KE在记录开始时刻/>的能量表读数,/>为能量种类KE在结束时刻/>的能量表读数,/>为在车间w中的第k种机器类型的第h道工序;mo(β)为在期间/>内的所有作业到达和离开时刻的集合;/>为集合mo(β)内所有时刻能源表的读数;/>为期间内所有作业的到达和离开次数;/>与/>为能量分配系数,与生产作业的产品重量成比例关系。该技术方案所构建的能耗分配模型,便于利用计算机语言实现整个计算过程,从而能有效地减少人工作业量。
优选的方案为确定步骤包括以下步骤:
在接收到订单产品信息之后,根据制造物料清单表,将该订单产品拆解成相应的物料生产作业并分配至各个生产车间;其中,/>代表了该作业在第w个车间中加工,是第i个订单下属的第l个生产任务中第q个产品所对应的第p个作业;
根据排产规则所给出w车间的生产调度方案sch(w),生产调度方案sch(w)包括各个生产作业的先后顺序、生产作业的加工设备选择以及相应工艺策略的选择;在w车间内,n(w)个生产作业需要根据其各自作业的标准工艺流程进行加工,在每个工艺过程可选的平行机为/>其中v(k)是第k种工艺对应设备的总量,每个设备上的工艺为/> 是第k种设备负责的本设备上的第h道工序,且每个工艺流程/>可选用的工艺策略为其中r(kh)是/>工艺加工策略的总量;
依据所生成出的生产调度方案sch(w),生成各个生产任务的甘特图,并依据甘特图确认各个任务的生产开始时刻和完工时刻/>
优选的方案为当检测到作业完成进度异常事件时,依据排产规则重新生成再排产调度方案sch(aw),重新计算该订单产品的能耗。
优选的方案为根据标准操作流程手册,确定各个生产任务的所有工艺过程,并根据工艺类型匹配与之相应的生产能耗事件类型,基于对应的能耗分配模型得到该生产任务在相应设备的相应工艺中消耗的能源类型和能耗值;根据生产任务和订单产品的从属关系,得到各订单产品的实际加工各类能源消耗。
为了实现上述另一目的,本发明提供的计算系统包括处理器与存储器,存储器内存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时,能实现以下步骤:
接收步骤,接收订单产品信息;
确定步骤,依据订单产品信息,将订单拆解成生产任务;根据生产任务中所包含的产品信息及与之匹配的制造物料清单表,确定加工该订单产品需分配至相应车间的生产作业;再基于与之匹配的标准工艺路线,获取依据排产规则所生成的各个车间的生产调度方案,以确定各个生产任务内每个生产作业的起止时间;
计算步骤,获取当前加工设备在进行当前生产作业的起止时间内的能耗数据,依据当前生产作业与当前加工设备间的专属关系,利用与专属关系相适配的能耗分配模型,计算当前生产作业的能耗;
统计步骤,依照已经完成的生产任务,计算订单产品的当前耗能数据。
具体的方案为依据当前生产作业与当前加工设备间的专属关系,利用与专属关系相适配的能耗分配模型,计算当前生产作业的能耗的步骤包括以下步骤:
(1)当专属关系为时,能耗分配模型为,
(2)当专属关系为且在同一设备上的多个生产作业为同进同出时,能耗分配模型为,
(3)当专属关系为且在同一设备上的多个生产作业为非同进同出时,能耗分配模型为,
其中,{Roto}表示与加工作业有着一对一生产关系的机器的工艺流程集合,PEvent为机器上的加工任务/>的能耗,/>为能量种类KE在记录开始时刻/>的能量表读数,/>为能量种类KE在结束时刻/>的能量表读数,/>为在车间w中的第k种机器类型的第h道工序;mo(β)为在期间/>内的所有作业到达和离开时刻的集合;/>为集合mo(β)内所有时刻能源表的读数;/>为期间内所有作业的到达和离开次数;/>与/>为能量分配系数,与生产作业的产品重量成比例关系。
优选的方案为确定步骤包括以下步骤:
在接收到订单产品信息之后,根据制造物料清单表,将该订单产品拆解成相应的物料生产作业并分配至各个生产车间;其中,/>代表了该作业在第w个车间中加工,是第i个订单下属的第l个生产任务中第q个产品所对应的第p个作业;
根据排产规则所给出w车间的生产调度方案sch(w),生产调度方案sch(w)包括各个生产作业的先后顺序、生产作业的加工设备选择以及相应工艺策略的选择;在w车间内,n(w)个生产作业需要根据其各自作业的标准工艺流程进行加工,在每个工艺过程可选的平行机为/>其中v(k)是第k种工艺对应设备的总量,每个设备上的工艺为/> 是第k种设备负责的本设备上的第h道工序,且每个工艺流程/>可选用的工艺策略为其中e(kh)是/>工艺加工策略的总量;
依据所生成出的生产调度方案sch(w),生成各个生产任务的甘特图,并依据甘特图确认各个任务的生产开始时刻和完工时刻/>
优选的方案为当检测到作业完成进度异常事件时:
依据排产规则重新生成再排产调度方案sch(aw),重新计算该订单产品的能耗。
优选的方案为统计步骤包括以下步骤:
根据标准操作流程手册,确定各个生产任务的所有工艺过程,并根据工艺类型匹配与之相应的生产能耗事件类型,基于对应的能耗分配模型得到该生产任务在相应设备的相应工艺中消耗的能源类型和能耗值;
根据生产任务和订单产品的从属关系,得到各订单产品的实际加工各类能源消耗。
附图说明
图1为本发明实施例中制造耗能计算方法的工作流程图;
图2为本发明实施例中制造耗能计算系统的原理结构框图;
图3为依据本发明实施例中依据调度方案所生成的任务甘特图的示意图;
图4为本发明实施例中第三种专属关系下多生产任务在同一加工设备上的起止时间示意图。
具体实施方式
以下结合实施例及其附图对本发明作进一步说明,在下述实施例中,相关参数表达式的含义具体为:
Ww第w个车间
Oi第i个订单
Tail订单Oi的第l个生产任务
Prilq生产任务Tail的第q个产品
车间w中产品Prilq的第p个生产作业
在车间w中的第k种机器类型的第j台机器
v(k)第k种工艺对应设备的总量
在车间w中的第k种机器类型的第h道工序
工艺/>的第s种策略
r(kh)工艺加工策略的总量
KE能量种类
PEvent生产能耗事件
作业/>在/>的开始时间
作业/>在/>上的结束时间
能量表的读数
PEvent开始时能量表的初始读数
PEvent结束时能量表的最终读数
PEvent的能量消耗总量
sch(w)车间w的生产调度计划
sch(aw)在出现异常事件后,车间的再生产调度计划
工艺/>的调度方案
{Roto}与加工任务有着一对一生产关系的机器的工艺流程集合
初始时刻/>的能量表读数
结束时刻/>的能量表读数
生产任务/>还在进行的批次数量
作业/>的重量
到达/>的第/>个生产作业
离开/>的第/>个生产作业
G上的生产作业的数量总和
在/>上的每个生产作业的开始时间和结束时间的时间集合
mo(β)在期间内所有作业的到达和离开时刻
mo(β)时刻所对应的能量表读数
在期间/>内所有作业的到达和离开次数
实施例
参见图1,本发明能耗计算方法用于对混合制造环境中产品制造过程中能耗数据进行计算,具体包括接收步骤S1、确定步骤S2、计算步骤S3及统计步骤S4,在本实施例中,以铝型材的制造过程为例进行示范性说明,具体过程如下:
信息接收步骤S1,接收订单产品信息。
订单产品信息通常包括产品结构、尺寸、重量及所需材料等,在本实施例中,以制造如下表1所示的三批铝型材订单产品为例对本发明进行示范性说明。
表1:订单产品信息表
从上表1可获知,在本生产周期内,有3个铝型材订单需进行生产,分别是O12t、O24t与O34t;其中,订单O1的具体内容包括生产2t的建材定制件1,订单O2的具体内容包括生产2t的建材定制件2.2和2t的建材定制件2.5,订单O3的具体内容包括生产4t的建材定制件3。
确定步骤S2,依据所接收的订单产品信息,将订单拆解成可行的生产任务。根据生产任务中所包含的产品信息和与之匹配的制造物料清单表,确定加工该订单产品需分配至相应车间的生产任务,再基于与该订单产品信息匹配的标准工艺路线,获取依据排产规则所生成的各个车间的生产调度方案,以确定各个生产任务的起止时间。
对于每个订单而言,其产品的物料清单(BOM)与工艺路线为根据其订单产品信息及企业相关作业标准工艺流程而可获取,基于此,该获取步骤S2具体包括以下步骤:
(1)读取物料清单表,确定所需加工的订单产品需分配至各个车间的生产任务。
在接收到铝型材订单之后,将该订单产品拆解成相应的物料生产任务Tail,根据制造物料清单表(BOM),将该订单产品拆解成相应的物料生产作业并分配至各个生产车间;在w车间内,n(w)个生产作业/>需要根据其各自作业的标准工艺流程进行加工,在每个工艺过程可选的平行机为/>其中v(k)是第k种工艺对应设备的总量,每个设备上的工艺为/> 是第k种设备负责的本设备上的第h道工序,且每个工艺流程/>可选用的工艺策略为/>其中r(kh)是/>工艺加工策略的总量。
以上表1中的订单O1为例,如果需要加工出2t的建材定制件1,建材定制件1简称为P1,则需要在熔铸车间加工10个中号的铸锭胚料,胚料简称为并在模具车间加工出8个模具,模具简称为/>
(2)获取依据排产规则所生成各个车间的生产调度方案,以确定各个生产任务的起止时间。其中,每个生产调度方案包括订单顺序、设备选择和加工策略。
在一批订单的生产周期内,在w车间中,n(w)个生产作业需要根据其各自作业的标准工艺流程进行加工,并在每个工艺过程可选的平行机为/>其中,v(k)是第k种工艺对应设备的总量,每个设备上的工艺为/> 是第k种设备负责的本设备上的第h道工序,且每个工艺流程可选用的工艺策略为/>其中,r(kh)是/>工艺加工策略的总量。根据调度软件或经验指派规则等排产规则给出各个车间的生产调度方案sch(w),该生产调度方案包括各个生产任务的先后顺序、生产任务的加工设备选择以及相应工艺策略的选择。某个车间的生产调度方案sch(w)是一个数组集合,由各个工艺的调度方案组合而成,具体可表示为:
以三个生产任务的生产调度方案为例,其具体可表示为:
即在这道工艺的调度方案中,有两台平行机并有三个生产任务经过此工艺,在该数组中,其第一行标识生产任务的作业加工顺序,第二行表示第一行所对应的各个作业所选择的加工设备,第三行表示第一行所对应的各个作业所选择的工艺策略,即/>是w车间中的某一道工艺名称,/>是某个生产任务,/>是/>在该工艺选择的某台设备,则是产品/>在该工艺/>上的加工策略。
当各个生产车间开始按照各自的调度方案sch(w)进行加工时,各个生产任务在各个设备/>上的开始时刻/>和完工时刻/>都是确定的。
例如,以熔铸车间为例,具体熔铸过程有5道主要工艺:熔化准备、熔化、精炼、浇铸、均质。则熔铸车间的调度方案sch(熔铸)可以表示为:sch(熔铸)=sch(熔化准备)+sch(熔化)+sch(精炼)+sch(浇铸)+sch(均质)。根据订单信息与物料清单表可知,熔铸车间的生产任务有四个:具体表示如下::
在调度方案生成后,即可生成如图3所示的各个生产任务的甘特图,依据所生成的甘特图就可确定各个任务的生产开始时刻和完工时刻/>
计算步骤S3,获取当前加工设备在进行当前生产作业的起止时间内的能耗数据,依述当前生产作业与当前加工设备间的专属关系,利用与专属关系相适配的能耗分配模型,计算当前生产作业的能耗。
各个生产任务在相应的生产车间开始按照各自的调度方案sch(w)进行加工,根据生产任务的起止时间、生产任务信息和设备信息建立生产能耗事件模型PEvent,具体表示为:
其中,是/>在该加工过程中在/>中的能量消耗量,KE是/>在该加工过程中在/>中的能量种类。其中,每台加工设备在预定时段内的能耗数据及实时能耗数据由相应的电表、水表、燃气表等进行监测,并通过无线网络、有线网络等通讯网络传输至监控设备上。
由于铝型材在制造过程中,通常会包含连续离散的混合工艺,产品和设备的对应关系也不尽相同,而这些工艺过程的能耗计算方式也不同,因此需要分类别讨论;例如,对于其中一个生产任务读取当前加工设备的信息/>判断该当前加工设备和生产任务的专属关系/>是如下三种关系中的一种:
(1)当前加工设备与生产任务之间的专属关系为一个当前加工设备仅对应一个生产任务,即其中,{Roto}为设备与作业是一一对应的关系工艺集合,比如,机加工、线切割、挤压等工艺过程。由于作业任务的物料彼此是相互分离的,因此可以用作业在该工艺的起始时刻/>所对应的该设备KE能耗数值作为起始能耗/>在该工艺的终止时刻/>所对应的该设备能耗数值作为完工能耗/>此时的能耗分配模型为将当前加工设备在起止时间内的能耗算作当前生成任务的能耗,即当前生成任务在当前设备上的加工能耗为/>
综上,对于其能耗事件模型为:
(2)当前加工设备与生产任务之间的专属关系为一个当前加工设备对应多个生产任务,且多生产任务同进同出,即此时,当前加工设备与生产任务并非一一对应的关系,比如静置精炼,热处理等。此时,由于在同一设备上有相同的开始时间和结束时间的一批生产任务,其能源消耗可根据工艺原理进行能源分配。在铝型材制造过程中,这种类型的生产主要是热处理,热处理在熔铸车间、模具车间和挤压车间中都有存在,其工艺过程是加热,按照传热学原理,其能源分摊系数/>与在制品质量有关,即对于且在当前加工设备上同进同出的多个生产任务时,其能耗事件模型为:
其中, 表示任务/>处于正在加工状态的批次数量,/>表示任务/>的重量。
即此时的能耗分配模型为将当前加工设备在起止时间内的能耗依据每个生产任务的加工工艺原理分摊至对应生产任务上。
(3)当前加工设备与生产任务之间的专属关系为一个当前加工设备对应多个生产任务,且该多个生产任务不同进同出,即此时,当前加工设备与生产任务并非一一对应的关系,且进入设备的时间并不完全相同时,比如如图4所示精炼炉保温工艺过程,其能源需要进行阶段式分摊。对于某一生产任务/>在其在某个设备上的加工时间和/>范围内,能耗分配模型为:
其中,mo(β)为/>期间作业的到达和离开时刻;/>为mo(β)时刻能源表的读数;/>为期间作业的到达和离开次数。
即此时的能耗分配模型为将当前加工设备在起止时间内的能耗依据依照同步时间段内每个生产任务的加工工艺原理进行分摊至在阶段同步进行的多个生产任务,并累积所有时间段内的能耗作为当前生产任务的能耗。
统计步骤S4,依照已经完成的生产任务,计算该订单产品的当前耗能数据。具体包括以下步骤:
(1)根据标准操作流程手册,确定各个生产任务的所有工艺过程,并根据工艺类型匹配与之相应的生产能耗事件类型,基于对应的能耗分配模型得到该生产任务在相应设备的相应工艺中消耗的能源类型和能耗值。
例如,以订单O1为例,如果需要加工出2t建材定制件1,建材定制件1简称为P1,则需要在熔铸车间加工10个中号的铸锭胚料,胚料简称为并在模具车间加工出8个模具,模具简称为/>
加工这10个中号铸锭胚料被认为是生产任务如生产任务/>其在熔铸车间的工艺过程包括:熔化准备、熔化、精炼、浇铸、均质,因此选择A模型、A模型、C模型、A模型和B模型。并求得各模型对应能耗值。
(2)根据生产任务和订单的从属关系,得到各订单的实际加工各类能源消耗。
基于所计算得到的订单当前已经完成的生产任务,判断当前的能耗数值是否出现异常,若出现异常,则对工艺流程进行调整或对设备进行检修。此外,还可以基于整个订单产品的在完成加工之后的能耗值与能耗类型,并根据各类能耗的价格,而计算该订单产品的成本,从而能更好对该订单产品进行定价。
如图2所示,本发明计算系统1包括处理器11与存储器12,存储器12内存储有计算机程序,该计算机程序被处理器11执行时,能实现上述计算方法的步骤。
Claims (8)
1.一种混合制造环境中产品制造能耗的计算方法,其特征在于,所述计算方法包括以下步骤:
接收步骤,接收订单产品信息;
确定步骤,依据所述订单产品信息,将订单拆解成生产任务;根据所述生产任务中所包含的产品信息及与之匹配的制造物料清单表,确定加工该订单产品需分配至相应车间的生产作业;再基于与之匹配的标准工艺路线,获取依据排产规则所生成的各个车间的生产调度方案,以确定各个生产任务内每个生产作业的起止时间;
计算步骤,获取当前加工设备在进行当前生产作业的起止时间内的能耗数据,依据所述当前生产作业与所述当前加工设备间的专属关系,利用与所述专属关系相适配的能耗分配模型,计算所述当前生产作业的能耗;
统计步骤,依照已经完成的生产任务,计算所述订单产品的当前耗能数据;
所述依据所述当前生产作业与所述当前加工设备间的专属关系,利用与所述专属关系相适配的能耗分配模型,计算所述当前生产作业的能耗的步骤包括以下步骤:
(1)当所述专属关系为时,所述能耗分配模型为,
(2)当所述专属关系为且在同一设备上的多个生产作业为同进同出时,所述能耗分配模型为,
(3)当所述专属关系为且在同一设备上的多个生产作业为非同进同出时,所述能耗分配模型为,
其中,{Roto}表示与加工作业有着一对一生产关系的机器的工艺流程集合,PEvent为机器上的加工任务/>的能耗,/>为能量种类KE在记录开始时刻/>的能量表读数,/>为能量种类KE在结束时刻/>的能量表读数,/>为在车间w中的第k种机器类型的第h道工序;mo(β)为在期间/>内的所有作业到达和离开时刻的集合;/>为集合mo(β)内所有时刻能源表的读数;/>为期间内所有作业的到达和离开次数;/>与/>为能量分配系数,与生产作业的产品重量成比例关系。
2.根据权利要求1所述的计算方法,其特征在于,所述确定步骤包括以下步骤:
在接收到所述订单产品信息之后,根据制造物料清单表,将该订单产品拆解成相应的物料生产作业并分配至各个生产车间;其中,/>代表了该作业在第w个车间中加工,是第i个订单下属的第l个生产任务中第q个产品所对应的第p个作业;
根据所述排产规则所给出w车间的生产调度方案sch(w),所述生产调度方案sch(w)包括各个生产作业的先后顺序、生产作业的加工设备选择以及相应工艺策略的选择;在w车间内,n(w)个生产作业需要根据其各自作业的标准工艺流程进行加工,在每个工艺过程可选的平行机为/>其中v(k)是第k种工艺对应设备的总量,每个设备上的工艺为 是第k种设备负责的本设备上的第h道工序,且每个工艺流程/>可选用的工艺策略为/>其中r(kh)是/>工艺加工策略的总量;
依据所生成出的生产调度方案sch(w),生成各个生产任务的甘特图,并依据所述甘特图确认各个任务的生产开始时刻和完工时刻/>
3.根据权利要求1所述的计算方法,其特征在于,当检测到作业完成进度异常事件时:
依据排产规则重新生成再排产调度方案sch(aw),重新计算该订单产品的能耗。
4.根据权利要求1至3任一项权利要求所述的计算方法,其特征在于,所述统计步骤包括以下步骤:
根据标准操作流程手册,确定各个生产任务的所有工艺过程,并根据工艺类型匹配与之相应的生产能耗事件类型,基于对应的能耗分配模型得到该生产任务在相应设备的相应工艺中消耗的能源类型和能耗值;
根据生产任务和订单产品的从属关系,得到各订单产品的实际加工各类能源消耗。
5.一种混合制造环境中产品制造能耗的计算系统,包括处理器与存储器,所述存储器内存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被所述处理器执行时,能实现以下步骤:
接收步骤,接收订单产品信息;
确定步骤,依据所述订单产品信息,将订单拆解成生产任务;根据所述生产任务中所包含的产品信息及与之匹配的制造物料清单表,确定加工该订单产品需分配至相应车间的生产作业;再基于与之匹配的标准工艺路线,获取依据排产规则所生成的各个车间的生产调度方案,以确定各个生产任务内每个生产作业的起止时间;
计算步骤,获取当前加工设备在进行当前生产作业的起止时间内的能耗数据,依据所述当前生产作业与所述当前加工设备间的专属关系,利用与所述专属关系相适配的能耗分配模型,计算所述当前生产作业的能耗;
统计步骤,依照已经完成的生产任务,计算所述订单产品的当前耗能数据;
所述依据所述当前生产作业与所述当前加工设备间的专属关系,利用与所述专属关系相适配的能耗分配模型,计算所述当前生产作业的能耗的步骤包括以下步骤:
(1)当所述专属关系为时,所述能耗分配模型为,
(2)当所述专属关系为且在同一设备上的多个生产作业为同进同出时,所述能耗分配模型为,
(3)当所述专属关系为且在同一设备上的多个生产作业为非同进同出时,所述能耗分配模型为,
其中,{Roto}表示与加工作业有着一对一生产关系的机器的工艺流程集合,PEvent为机器上的加工任务/>的能耗,/>为能量种类KE在记录开始时刻/>的能量表读数,/>为能量种类KE在结束时刻/>的能量表读数,/>为在车间w中的第k种机器类型的第h道工序;mo(β)为在期间/>内的所有作业到达和离开时刻的集合;/>为集合mo(β)内所有时刻能源表的读数;/>为期间内所有作业的到达和离开次数;/>与/>为能量分配系数,与生产作业的产品重量成比例关系。
6.根据权利要求5所述的计算系统,其特征在于,所述确定步骤包括以下步骤:
在接收到所述订单产品信息之后,根据制造物料清单表,将该订单产品拆解成相应的物料生产作业并分配至各个生产车间;其中,/>代表了该作业在第w个车间中加工,是第i个订单下属的第l个生产任务中第q个产品所对应的第p个作业;
根据所述排产规则所给出w车间的生产调度方案sch(w),所述生产调度方案sch(w)包括各个生产作业的先后顺序、生产作业的加工设备选择以及相应工艺策略的选择;在w车间内,n(w)个生产作业需要根据其各自作业的标准工艺流程进行加工,在每个工艺过程可选的平行机为/>其中v(k)是第k种工艺对应设备的总量,每个设备上的工艺为 是第k种设备负责的本设备上的第h道工序,且每个工艺流程/>可选用的工艺策略为/>其中r(kh)是/>工艺加工策略的总量;
依据所生成出的生产调度方案sch(w),生成各个生产任务的甘特图,并依据所述甘特图确认各个任务的生产开始时刻和完工时刻/>
7.根据权利要求5所述的计算系统,其特征在于,当检测到作业完成进度异常事件时:
依据排产规则重新生成再排产调度方案sch(aw),重新计算该订单产品的能耗。
8.根据权利要求5至7任一项权利要求所述的计算系统,其特征在于,所述统计步骤包括以下步骤:
根据标准操作流程手册,确定各个生产任务的所有工艺过程,并根据工艺类型匹配与之相应的生产能耗事件类型,基于对应的能耗分配模型得到该生产任务在相应设备的相应工艺中消耗的能源类型和能耗值;
根据生产任务和订单产品的从属关系,得到各订单产品的实际加工各类能源消耗。
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