CN112093356B - 一种电力计量生产并发智能调度方法 - Google Patents

一种电力计量生产并发智能调度方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电力计量生产并发智能调度方法，计量生产并发智能调度方法由生产任务生成器和生产任务切片器两个核心组件构成，生产任务生成器用于根据业务进度自动调度生成出入库任务，避免人工编制出入库任务并控制任务执行；生产任务切片器用于根据立体仓储和自动化检定流水线的生产效能，将业务级生产任务拆分为作业级生产作业执行，降低生产任务执行过程中生产资源的占用周期，提高生产任务执行的并发程度。将生产人员从繁杂的设备调度管理工作中释放出来，同时协调智能仓储、检定设施之间无缝、有序、高效合作，保证各类型任务连续作业合理调度，避免资源争抢浪费，保障计量生产稳定、有序、高效开展。

Description

一种电力计量生产并发智能调度方法
技术领域
本发明涉及一种电力行业计量领域，具体是一种电力计量生产并发智能调度方法。
背景技术
目前，许多计量中心已建成投产的生产设施包括一个立体仓库、4条单相表检定线、2条三相表检定线、1条互感器检定线和1条采集终端检定线，实现了验收、检定、配送等生产过程的自动化执行。
当前采用的生产管理模式是由业务管理人员直接控制生产设施执行生产任务，新购验收的设备入库由仓储管理人员手动控制，检定线的上下料由检定人员手动控制，资产配送的设备出库由配送人员手动控制，缺少生产出入库任务执行过程的全局自动化调度。
仓储管理人员、检定管理人员以及配送管理人员只能了解到各自业务处理的生产需求，不能纵观全局，并且人工触发时机受制于现场人员的各方面素质，时机不好把控，在业务处理过程中经常出现生产设施和计量资产的资源争抢，例如检定要料时不可避免的会与其他检定线或与验收入库和配送出库任务的资源需求产生冲突。当验收、检定、配送的出入库任务汇总到立体仓库后，仓库在设备出入库任务的执行和调度过程中必然产生任务冲突和执行无序，导致整个生产过程中断和阻塞，从而影响中心整体生产效率。
发明内容
基于上述背景技术中所提到的现有技术中的不足之处，为此本发明提供了一种电力计量生产并发智能调度方法。
本发明通过采用如下技术方案克服以上技术问题，具体为：
一种电力计量生产并发智能调度方法，包括如下步骤：
步骤一，计量生产效能测算，包括立体仓库出入库效能测算和自动化检定线要料及检定效能测算两部分，分别测算立体仓库出入库效能和自动化检定线要料及检定效能；
步骤二，并发智能调度计算，所述并发智能调度计算包括算法设计，所述算法设计分为两部分，分别是：
出库任务生成，根据业务进度自动调度生成出入库任务，避免人工编制出入库任务并控制任务执行；
生产任务切片，根据立体仓储和自动化检定流水线的生产效能，将业务级生产任务拆分为作业级生产作业执行。
作为本发明进一步的方案：所述步骤一中，立体仓库出入库效能测算包括如下顺序：
顺序一，在计量中心建立并投产立体仓库，立体仓库由货架、储位、巷道、堆垛机、输送线组成硬件结构；
顺序二，立体仓库设备及通道设计，将立体仓库分为7个巷道，并设计7个堆垛机，每个堆垛机可对其临近的2排货架上的储位进行取/放货操作
顺序三，立体仓库分布设计，将立体仓库的站台分布在1楼至5楼，通过钢平台与各楼层线/台体对接。
作为本发明再进一步的方案：所述顺序三中，站台分为两类：堆垛机取/放货站台、出入口站台，每楼层都有对应的两类站台；设备出库时，从堆垛机放货到各检定线缓冲区。
作为本发明再进一步的方案：所述步骤一中，测定自动化检定线要料及检定效能包括在已建成并投产的计量中心中设置单向测定线4条，分别为1#至4#单相检定线；三相检定线有2条，分别为1#和2#三相检定线；互感器和终端检定线各有1条。
作为本发明再进一步的方案：所述步骤二中，出库任务生成包括通过定频时长（△t1）监测各线体的缓冲区当前容量、出库任务的工单数量、在途的设备垛数，生成相应检定出库任务，其中：△t1<自动化检定流水线消费缓冲区设备平均时长。
作为本发明再进一步的方案：所述出库任务生成分为四个内容；
内容一，线体未申请设备时，任务出库垛数为检定线缓冲区容量减去缓冲区当前设备数；
内容二，线体已申请设备时，若校验已申请设备已全部上料，即未出库设备数为0，则任务出库垛数为检定线缓冲区容量减去缓冲区当前设备数，否则跳过本次调度；
内容三，配置检定线出库任务上限和下限，当达到检定线出库任务上限时停止调度，达到工单下限时开始调度；
内容四，按照出库任务队列中的任务垛数进行倒序排序，其中同一个周期时出库任务优先级高于检定任务。
作为本发明再进一步的方案：所述生产任务切片包括通过定频时长（△t2）对工单池队列进行轮循切片，定频时长为堆垛机单次把设备从货架输出到辊道的时长；
切片长度（△L）按照仓储各堆垛机单次能输出的设备垛数作为长度，每次切片时采用先进先出的原则，查找最接近于切片长度（△L）的任务数量下发任务到仓库管理系统，依次调度执行出库作业。
采用以上方法后，本发明相较于现有技术，具备以下优点：通过计量生产并发智能调度算法的应用，实现了计量生产任务的自动分配和自动执行，解决了自动化检定流水线自主（人工/自动）要料引起的要料不及时、仓储资源争抢/浪费、生产效率难以提升等问题，大大提高了计量生产的自动化、智能化水平，将生产人员从繁杂的设备调度管理工作中释放出来，同时协调智能仓储、检定设施之间无缝、有序、高效合作，保证各类型任务连续作业合理调度，避免资源争抢浪费，保障计量生产稳定、有序、高效开展。
本方法的应用使单相电能表自动化检定效率平均日提升15%，三相电能表自动化检定效率平均日提升10%，互感器自动化检定效率平均日提升18%，采集终端自动化检定效率平均日提升9%，智能仓储出库效率平均日提升20%，综合生产效率平均日提升12%。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关实施例对本发明进行更全面的描述。实施例中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以多种不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
另外，本发明中的元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
本发明实施例中，一种电力计量生产并发智能调度方法，包括如下步骤：
步骤一，计量生产效能测算，电力计量生产过程主要涉及立体仓储的出入库以及自动化检定流水线的上下料和检定，因此，所述计量生产效能测算包括立体仓库出入库效能测算和自动化检定线要料及检定效能测算两部分，分别测算立体仓库出入库效能和自动化检定线要料及检定效能；
步骤二，并发智能调度计算，所述并发智能调度计算包括算法设计，所述算法设计分为两部分，分别是：
出库任务生成，根据业务进度自动调度生成出入库任务，避免人工编制出入库任务并控制任务执行；
生产任务切片，根据立体仓储和自动化检定流水线的生产效能，将业务级生产任务拆分为作业级生产作业执行，降低生产任务执行过程中生产资源的占用周期，提高生产任务执行的并发程度。
计量生产并发智能调度方法由生产任务生成和生产任务切片两个核心构成，本方法通过模拟仓储出入库的并发工作流程以及测算各生产实施的工作效率，建立一套计量设备调度动态规划模型，结合生产设施的当前工作状态，研判未来一段时间内的生产设施的工作强度，实现计量生产资源的自动分配，达到管理与执行解耦的管理目的；基于“时间切片的多线程调度”方法，建立一套计量生产任务作业级调度机制，实现生产任务的细粒度分解与并发调度执行，实现计量生产任务的自动执行，达到无人化自动生产的生产目的。
在本发明的一个实施例中，所述步骤一中，立体仓库出入库效能测算包括如下顺序：
顺序一，在计量中心建立并投产立体仓库，立体仓库由货架、储位、巷道、堆垛机、输送线组成硬件结构；
顺序二，立体仓库设备及通道设计，将立体仓库分为7个巷道，并设计7个堆垛机，每个堆垛机可对其临近的2排货架上的储位进行取/放货操作，每排货架有24层、56排，计1344个储位；
其中，储位总数为7*2*1344=18816个，堆垛机同时最多可存取2垛设备；
顺序三，立体仓库分布设计，将立体仓库的站台分布在1楼至5楼，通过钢平台与各楼层线/台体对接；
通过三个顺序将整个立体仓库对应设置为多个空间，方便货物的运输出库与堆垛。
在本发明的另一个实施例中，所述顺序三中，站台分为两类：堆垛机取/放货站台、出入口站台，每楼层都有对应的两类站台；
堆垛机取/放货站台共计5*7对，其中，出/入各1个，每楼层的堆垛机取/放货站台与堆垛机数量对应，即每楼层7对；出入口站台共计14个，其中：1楼为出入库站台共计6个；2楼至5楼为检定站台，各包括1个上料站台和1个下料站台；
设备出库时，从堆垛机放货到各检定线缓冲区，设备从1~7#堆垛机取货站台传输到检定线缓冲区的时长（单位：秒）为：
1#：20+40+50+90=200
2#：20+15+40+50+90=215
3#：20+15+15+40+50+90=230
4#：20+50+90=160
5#：20+15+50+90=175
6#：20+15+15+50+90=190
7#：20+15+15+15+50+90=205
堆垛机在巷道中横移1排需0.5S，上升一层需1S，堆垛机启动及停止响应时间1S，故堆垛机运行时间以2S起，堆垛机运行为水平、竖直同时进行，堆垛机定位到指定储位的时长为水平和竖直位移时长的较大值。
堆垛机在每个储位取货、放货的平均时间为19S；各楼层平均时间为1楼/16S、2楼/17S、3楼/18S、4楼/21S、5楼/24S。
在本发明的又一个实施例中，所述步骤一中，测定自动化检定线要料及检定效能包括在已建成并投产的计量中心中设置单向测定线4条，分别为1#至4#单相检定线；三相检定线有2条，分别为1#和2#三相检定线；互感器和终端检定线各有1条；
影响自动化检定线检定效能的因素主要是各检定单元的检定时长以及上下料缓冲区的大小。检定线上下料缓冲区的大小在线体构建时已固化，各检定线缓冲区容量；
其中，缓冲区容量以垛为单位，1垛=6箱，1箱=12只单相=12只I型采集器=12只II型集中器=12只低压电流互感器=4只三相电能表=4只终端=4只I型集中器。
在本发明的又一个实施例中，所述步骤二中，出库任务生成包括通过定频时长（△t1）监测各线体的缓冲区当前容量、出库任务的工单数量、在途的设备垛数，生成相应检定出库任务，其中：△t1<自动化检定流水线消费缓冲区设备平均时长，具体定频时长根据各检定线消耗时长确定。
在本发明的又一个实施例中，所述出库任务生成分为四个内容；
内容一，线体未申请设备时，任务出库垛数为检定线缓冲区容量减去缓冲区当前设备数；
内容二，线体已申请设备时，若校验已申请设备已全部上料，即未出库设备数为0，则任务出库垛数为检定线缓冲区容量减去缓冲区当前设备数，否则跳过本次调度；
内容三，配置检定线出库任务上限和下限，当达到检定线出库任务上限时停止调度，达到工单下限时开始调度；
内容四，按照出库任务队列中的任务垛数进行倒序排序，其中同一个周期时出库任务优先级高于检定任务。
在本发明的又一个实施例中，所述生产任务切片包括通过定频时长（△t2）对工单池队列进行轮循切片，定频时长为堆垛机单次把设备从货架输出到辊道的时长；
切片长度（△L）按照仓储各堆垛机单次能输出的设备垛数作为长度，每次切片时采用先进先出的原则，查找最接近于切片长度（△L）的任务数量下发任务到仓库管理系统，依次调度执行出库作业。
以上仅就本发明的最佳实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本发明不仅限于以上实施例，其具体方案允许有变化。但凡在本发明独立权利要求的保护范围内所作的各种变化均在本发明的保护范围内。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

Claims (5)

1.一种电力计量生产并发智能调度方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，计量生产效能测算，包括立体仓库出入库效能测算和自动化检定线要料及检定效能测算两部分，分别测算立体仓库出入库效能和自动化检定线要料及检定效能；
步骤二，并发智能调度计算，所述并发智能调度计算包括算法设计，所述算法设计分为两部分，分别是：
出库任务生成，根据业务进度自动调度生成出入库任务，避免人工编制出入库任务并控制任务执行；
生产任务切片，根据立体仓储和自动化检定流水线的生产效能，将业务级生产任务拆分为作业级生产作业执行；
所述生产任务切片包括通过定频时长(△t2)对工单池队列进行轮循切片，定频时长为堆垛机单次把设备从货架输出到辊道的时长；
切片长度(△L)按照仓储各堆垛机单次能输出的设备垛数作为长度，每次切片时采用先进先出的原则，查找最接近于切片长度(△L)的任务数量下发任务到仓库管理系统，依次调度执行出库作业；
所述出库任务生成分为四个内容；
内容一，线体未申请设备时，任务出库垛数为检定线缓冲区容量减去缓冲区当前设备数；
内容二，线体已申请设备时，若校验已申请设备已全部上料，即未出库设备数为0，则任务出库垛数为检定线缓冲区容量减去缓冲区当前设备数，否则跳过本次调度；
内容三，配置检定线出库任务上限和下限，当达到检定线出库任务上限时停止调度，达到工单下限时开始调度；
内容四，按照出库任务队列中的任务垛数进行倒序排序，其中同一个周期时出库任务优先级高于检定任务。
2.根据权利要求1所述的一种电力计量生产并发智能调度方法，其特征在于，所述步骤一中，立体仓库出入库效能测算包括如下顺序：
顺序一，在计量中心建立并投产立体仓库，立体仓库由货架、储位、巷道、堆垛机、输送线组成硬件结构；
顺序二，立体仓库设备及通道设计，将立体仓库分为7个巷道，并设计7个堆垛机，每个堆垛机可对其临近的2排货架上的储位进行取/放货操作
顺序三，立体仓库分布设计，将立体仓库的站台分布在1楼至5楼，通过钢平台与各楼层线/台体对接。
3.根据权利要求2所述的一种电力计量生产并发智能调度方法，其特征在于，所述顺序三中，站台分为两类：堆垛机取/放货站台、出入口站台，每楼层都有对应的两类站台；设备出库时，从堆垛机放货到各检定线缓冲区。
4.根据权利要求1所述的一种电力计量生产并发智能调度方法，其特征在于，所述步骤一中，测定自动化检定线要料及检定效能包括在已建成并投产的计量中心中设置单向测定线4条，分别为1#至4#单相检定线；三相检定线有2条，分别为1#和2#三相检定线；互感器和终端检定线各有1条。
5.根据权利要求1所述的一种电力计量生产并发智能调度方法，其特征在于，所述步骤二中，出库任务生成包括通过定频时长(△t1)监测各线体的缓冲区当前容量、出库任务的工单数量、在途的设备垛数，生成相应检定出库任务，其中：△t1<自动化检定流水线消费缓冲区设备平均时长。
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