CN112320263A - 工位分配方法及柔性智能加工生产线 - Google Patents

工位分配方法及柔性智能加工生产线 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种工位分配方法，包含循环输送线的加工生产线上，按如下方法进行工位分配:S100.测定每个作业工序的标准工时；S200.确定参与该产品生产的工位；S300.确定起始工位和末端工位，将第一道作业工序安排在起始工位，最后一道作业工序安排在末端工位；S400.按第一策略安排其余作业工序，所述第一策略为，为每个工位分配1个或多个作业工序，直到全部作业工序分配完毕；本发明将传统生产线被加工物料按工位顺序流转改为按作业工序流转，实现了一个工位可以安排多个非连续的作业工序，解决了当前工业生产线可设置的工位数少于作业工序数时的工位安排问题。本发明还提供一种柔性智能加工生产线及柔性智能加工生产线组合。

Description

工位分配方法及柔性智能加工生产线
技术领域
本发明涉及加工生产线技术领域，尤其是一种工位分配方法及柔性智能加工生产线。
背景技术
工序，指一个或一组工人，在一个固定的工作地点，对产品连续完成的那部分工艺过程，称为工序；
工业生产线的发明是工业上的一大进步。工业生产线将传统上一个人从头到尾完成几十道专门工序，改为每道工序有专一的一个人来完成，而这几十道专门工序就组成几十个相应的工位。
工位，完成一个作业工序的作业位置；工位是工业生产线的基本生产单元。一个产品的制造，先通过把产品分解成最基本的原件，根据生产制造顺序，把原件装配分配到各个工位。各个工位把原件组装或把原件组成的部件组装成产品。
但传统工业生产线流水作业也存在缺陷：
1、传统生产线以空间顺序定义工位(按顺序排列工位号)，一个工序配一个工位，一个工位配一人，当工序很多时，流水线占地面积大，配置工人多，若工人人数不足时，生产线开线受到限制；
2、每个工位完成对应工序需要的时间长短不一，很难均衡，经常导致前工序/前工位产品堆积、而后述前工序/后工位无事可做的现象，导致生产线效率最终由最慢的工位决定的，不能充分发挥效率。
3、传统生产线无论产线多长、工位多少，一种生产线在同一时间只能从事一种产品生产，若从事多品种、小批量生产时，需要频繁改动生产线，灵活性差、生产成本高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种工位分配方法，解决当前工业生产线可设置的工位数少于作业工序数时的工位安排问题和前后工位作业时间难于均衡的问题，以及在同一条生产线不能同时从事多种产品生产问题。同时提供一种实现上述工位分配方法的柔性智能加工生产线。
为了解决上述技术问题,本发明提供一种工位分配方法，在包含循环输送线的加工生产线上，按如下方法进行工位分配:
S100.测定每个作业工序的标准工时；
S200.确定参与该产品生产的工位；
S300.确定起始工位和末端工位，将第一道作业工序安排在起始工位，最后一道作业工序安排在末端工位；
S400.按第一策略安排其余作业工序，所述第一策略为，为每个工位分配1个或多个作业工序，直到全部作业工序分配完毕。
上述方案有益效果是，将传统的按空间顺序定义工位变为按逻辑顺序定义工位，逻辑顺序工位时，工位号不需要按顺序设置，而是由管理人员设定，这宋，可充分利用循环输送线可循环传输物料的特点，将传统生产线被加工物料按空间顺序流转改为按作业工序流转，实现了一个工位可以安排多个非连续的作业工序，解决了当前工业生产线可设置的工位数少于作业工序数时的工位安排问题。
进一步，步骤S400还包括，为工位分配作业工序依据的条件为，耗时最长的工位与耗时最短的工位之间的耗时差T最小，其中T＝Tmax-Tmin，Tmax为耗时最长的工位的各作业工序标准工时之和，Tmin为耗时最短的工位的各作业工序标准工时之和。
上述方案有益效果是，充分利用循环输送线，通过工位复用(即每个工位可承担多个工序)，对每个工位作业时间之和进行均衡，解决前后工位作业难于均衡的问题。
进一步，还包括步骤S5.按第二策略安排每个工位要进行的作业工序，所述第二策略为，当作业工序实际耗时与标准工时的差异超过设定值的时，以实际耗时代替标准工时计算所述Tmax和Tmin值，重新为每个工位分配作业工序。
上述方案有益效果是，由于作业人员操作生熟程序不同，当实际耗时与标准工时有偏差时的，进行适当调整以保证效率的问题。
进一步，在一条所述加工生产线同时生产二种或二种以上的产品时，所述确定参与该产品生产的工位的步骤S200还包括，按产品划分将参与生产的工位分组，每种产品生产对应一组工位，每组工位视同独立生产线进行工位安排。
上述方案有益效果是，由于按产品划分将参与生产的工位分组，从而可以在实现在同一条物理生产线上，划分多条逻辑上独立生产线，通过共享循环输送线，实现一种加工生产线同时生产二种或二种以上的产品。
本发明还提供一种柔性智能加工生产线，其特征在于，包括加工工位、载物盘、循环输送线；
所述载物盘用于装载待加工产品及前工序标识；
所述循环输送线用于循环运送载物盘；
所述加工工位设置在循环输送线一侧。
进一步，还包括电子识别模块，所述电子识别模块固定设置于每个加工工位对应的循环输送线一侧，用于识别前工序标识并向所在工位作业人员发出信息提示。
上述方案有益效果是：
1、工位设置可以非常灵活，改变了传统生产线工位排列和物料流转必须按空间顺序安排或进行的缺陷，通过循环输送线、前工序标识和电子识别模块，生产线工位按逻辑顺序安排，物料流转可以按逻辑顺序进行，被加工物料在循环输送线运送时，可以根据设定的作业工序与工位的对应关系，通过电子识别模块进行提示；
2、解决了传统生产线前工序产品堆积问题(本实施例中，若前工序未及时从载物盘取出待加工产品，由于待加工产品前工序标识示不变，待加工产品会在循环输送线循环流转，不会在生产线堆积，也不会造成后作业工序混淆)；
3、实现在一条生产线上，同时生产二个或二个以上产品。
进一步，还包括终端电脑，所述终端电脑用于存储工位分配信息、向电子识别模块发送工位分配信息并接收电子识别模块读取到的前工序标识信息。
上述方案有益效果是，通过终端电脑，作业工序与工位的对应信息可以自动传送到生产线上，进行快速设置，同时，通过电脑收集起始工位和末端工位的数据，同时可以实现生产数据自动采集生产投料数据和产品完成数据；通过统计物料在各个工位的停留时间，可以统计各个作工位的作业时间，与标准作业工时比较，还可以各个工位的作业效率。
进一步，所述前工序标识为RFID卡,所述电子识别模块为RFID读写器。
上述方案有益效果是，实现前工序标识和电子识别模块的电子化和智能化，如，对RFID卡进行读写操作时，会产生按顺序流水号，将此流水号与前工序标识结合，可以实行前工序标识卡信息的自动更新。
进一步，所述载物盘包括自动移出装置，所述自动移出装置用于接受电子识别模块或终端电脑指令，将待加工产品从载物盘移出到指定工位待加工区。
本柔性智能加工生产线方案有益效果是，被加工物料在循环输送线是运送时，可以根据设定的作业工序与工位的对应关系，运转到指定工位时，自动进行信息提示或自动移出，增加生产线智能程度。
本发明还提供一种柔性智能加工生产线组合，其特征在于，包括物流传送线和至少二条上述的柔性智能加工生产线；
所述物流传送线用于在所述的柔性智能加工生产线之间传送物料，所述物流传送线上设有载物架、下料指示装置。
上述方案的有益效果是，以每条柔性智能加工生产线为加工分区，实现各加工分区的物流对接。
附图说明
图1为本发明实施例1工位分配方法流程图；
图2为本发明实施例1另一工位分配方法流程图；
图3为本发明实施例1的工位分配图；
图4为本发明实施例2的工位分配图；
图5为本发明实施例一种柔性智能加工生产线；
图6是本发明实施例自动移出装置的结构关系示意图；
图7为本发明实施例一种柔性智能加工生产线组合的结构图。
附图标记说明：10-加工工位，20-载物盘，21-前工序标识，22-自动移出装置，30-循环输送线，40-电子识别模块，50-终端电脑，60-物流传送线，61-载物架，62-下料指示装置。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
下面以具体实施例进一步详细地阐述本发明：
实施例1
附图1为一种实施例的工位分配方法流程图，在包含循环输送线的加工生产线上，有哪按如下方法进行工位分配:
S100.测定每个作业工序的标准工时；
S200.确定参与该产品生产的工位；
S300.确定起始工位和末端工位，将第一道作业工序安排在起始工位，最后一道作业工序安排在末端工位；
S400.按第一策略安排其余作业工序，所述第一策略为，为每个工位分配1个或多个作业工序，直到全部作业工序分配完毕。
以下述某产品皮手袋A的生产线为例，皮手袋A在经开料(将皮料和里布裁成合适尺寸和形状)和铲皮(将皮料削至合适厚度)工序完成后，制作皮具的各个部件会分类批量送到台布车间，进行台面制作为手袋。台面制作包括投料、压唛、车线、上五金、油边、品检、清洁、打包8个工序，按现有生产线流水作业模式，应设置8个工位。但限于员工人数及场地限制，参与生产的工位只为4个，可以在包含循环输送线的加工生产线上，对工位作如下安排：
表1
作业工序 标准工时(秒) 工位
工序1(投料)起始工位 5 工位①
工序2(压唛) 12 工位②
工序3(车线) 20 工位③
工序4(上五金) 8 工位②
工序5(油边) 12 工位④
工序6(清洁) 8 工位④
工序7(品检) 5 工位①
工序8(打包)、末端工位 10 工位①
附图2在一个实施例中，根据上述工位分配方法进行的工位分配结果，①②③④为工位编号。
特别说明是，起始工位与末端工位仅时逻辑上的工位设定，起始工位与末端工位可以设在循环输送线的任何位置，也可以合并在同一个工位，只要物流方便就行，并不一定要在生产线的起始或末端。
本方案有益效果是，充分利用循环输送线，将传统生产线被加工物料按工位顺序流转改为按作业工序流转，实现了一个工位可以安排多个非连续的作业工序，解决了当前工业生产线可设置的工位数少于作业工序数时的工位安排问题。
进一步，步骤S400还包括，为工位分配作业工序依据的条件为，耗时最长的工位与耗时最短的工位之间的耗时差T最小，其中T＝Tmax-Tmin，Tmax为耗时最长的工位的各作业工序标准工时之和，Tmin为耗时最短的工位的各作业工序标准工时之和。
同样与手袋A的生产线为准，根据表1，可得出：
表2
作业工位号 标准工时之和(秒)
工位一 20
工位二 20
工位三 20
工位四 20
本方案有益效果是，充分利用循环输送线，对每个工位作业时间进行均衡，解决前后工位作业难于均衡的问题。
附图2所示是另一个实施例中，工位分配方法流程图，还包括步骤S5.按第二策略安排每个工位要进行的作业工序，所述第二策略为，当作业工序实际耗时与标准工时的差异超过设定值的时，以实际耗时代替标准工时计算所述Tmax和Tmin值，重新为每个工位分配作业工序。
本方案有益效果是，由于作业人员操作生熟程序不同，当实际耗时与标准工时有偏差时的，进行适当调整以保证效率的问题。
实施例2
在一条循环输送线上同时生产二种或二种以上的产品的工位安排方法为，在实施1的基础了。确定参与该产品生产的工位的步骤S200还包括，按产品划分将参与生产的工位分组，每种产品生产对应一组工位，每组工位视同独立生产线进行工位安排。
以在一条生产线上同时生产手袋A和皮手袋B为例：
表3某含循环输送线生产线，同时生产工序皮手袋A和皮手袋B，其中，皮手袋A为8个作业工序，安排4个工位；皮手袋B为10个作业工序，安排5个工位，工位①至工位④皮手袋A生产工位组，工位⑤至工位⑨为皮手袋B生产工位组安排如下
表3
Figure BDA0002742035120000071
附图4为一个实施例中，根据上述工位分配方法进行的工位分配结果，①②③④为皮手袋A生产工位组编号，⑤⑥⑦⑧⑨为皮手袋B生产工位组。
特别说明是，皮手袋A生产工位组与皮手袋B生产工位组也是逻辑分工，在有需要的情况下，二者的工位可以交叉。例如，在皮手袋A和皮手袋B压唛工序操作很接近，也可以设置某工位同时负责皮手袋A和皮手袋B压唛工序，即该工位同时属于皮手袋A生产工位组与皮手袋B生产工位组，此时，计算作业工序标准工时之和时，应合并计算在二个产品作业中的标准工序之和。
本方案有益效果是，改变了传统生产线在同一时间只能从事一种产品生产的缺陷，通过同一生产线进行作业工位分组设置，不同产品可以在同一生产线上同时进行生产。
实施例3
见附图5，一种柔性智能加工生产线，包括加工工位10、载物盘20、循环输送线30；
所述载物盘20用于装载待加工产品及前工序标识21，前工序标识可以更换或改写内容；
所述循环输送线30用于循环运送载物盘20；
所述加工工位设置在循环输送线30一侧。
作业时，起始工位进行投料，带有待加工产品及前工序标识21的载物盘20在循环输送线循环30流转，作工工人根据前工序标识21，获得物料到达本工位的信息，将待加工产品取出进行加工，加工完毕，将已加工产品和本工序标识21置入循环输送线30的空置载物盘20，已加工产品进入下一个作工工序(非下一个工位)，直至末端工位作业完毕，产品加工完成，移出循环输送线30。
在一个实施例中，还所括电子识别模块40，所述电子识别模块40固定设置于每个加工工位10对应的循环输送线30一侧，不随载物盘20移动，电子识别模块40用于识别前工序标识21并向所在下一作业工序作业人员自动发出信息提示。
特别说明是，电子识别模块21是向下一作业工序号作业人员自动发出信息提示，而非向下一位作业工位号发出信息提示，是因为作业工序序号是连续的，而下一作业工位序号是根据作业工序与作业工号对应表(例如上表1、表2)，作业工位序号不一定连续。
前工序标识可以是视觉图片、条码、二维码或电子标签，电子识别模块可以是摄像头或电子标签读写模块与灯光信号、图像信号或声音信号功能模块的结合。
在一个实施例中，前工序标识为RFID卡,所述电子识别模块40为RFID读写器。
在一个实施例中，所述柔性智能加工生产线用于二个或二个以上的产品在同一条生产线上的生产，通过逻辑工位设置，及按产品区分的前工序标识，不同产品作业工位人员可以识别是否为本工位作业。
在一个实施例中，上述柔性智能加工生产线还包括终端电脑50，所述终端电脑50用于存储工位分配信息、向电子识别模块40发送存储工位分配信息并接收电子识别模块40读取到的前工序标识卡21信息；
如图6，在一个实施例中，所述载物盘20还包括自动移出装置22，所述自动移出装置22用于接受电子识别模块40或终端电脑50指令，将待加工产品从载物盘20移出到指定工位待加工区。
自动移出装置22结构可以参考现有技术中物流分拣系统的分拣模块结构，是一种成熟技术。
本柔性智能加工生产线方案有益效果是，被加工物料在循环输送线是运送时，可以根据设定的作业工序与工位的对应关系，运转到指定工位时，自动进行信息提示或自动移出到所在工位待加工区。同时，通过终端电脑，作业工序与工位的对应信息可以自动传送到生产线上，并通过生产线上电子识别模块回传的信息，统计出加工投料数、产品加工进度、产品完成数。
实施例4
如图7，一种柔性智能加工生产线组合，包括物流传送线60和至少二条上述的柔性智能加工生产线；
所述物流传送线用于在所述的柔性智能加工生产线之间，传送物料，所述物流传送线60上设有载物架61、下料指示装置62。
本方案的有益效果是，以每条柔性智能加工生产线为加工分区，实现各加工分区的物流对接。
实施例5
在本实施例中，将实施例1和2的工位分配方法分别应用于实施例3的智能加工生产线和实施例4的柔性智能加工生产线组合。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，本发明尽管只给出了以上实施例，但也给出诸多不需要经过创造性劳动而得出的可能的变体，虽依然无法穷举，但本领域内普通技术人员在通读本说明书后，结合公知常识，应能联想到更多的具体实施方式，此类具体实施方式并不超脱本发明权利要求的精神，任何形式的等同替换或若干改进和润饰均应视为被本发明所包括的实施例，属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种工位分配方法，其特征在于，在包含循环输送线的加工生产线上，按如下方法进行工位分配:
S100.测定每个作业工序的标准工时；
S200.确定参与该产品生产的工位；
S300.确定起始工位和末端工位，将第一道作业工序安排在起始工位，最后一道作业工序安排在末端工位；
S400.按第一策略安排其余作业工序，所述第一策略为，为每个工位分配1个或多个作业工序，直到全部作业工序分配完毕。
2.如权利要求1所述的工位分配方法，其特征在于，步骤S400还包括，为工位分配作业工序依据的条件为，以标准工时之和计，耗时最长的工位与耗时最短的工位之间的耗时差T最小，其中T＝Tmax-Tmin，Tmax为耗时最长的工位的各作业工序标准工时之和，Tmin为耗时最短的工位的各作业工序标准工时之和。
3.如权利要求2所述的工位分配方法，其特征在于，还包括步骤：
S500.按第二策略安排每个工位要进行的作业工序，所述第二策略为，当作业工序实际耗时与标准工时的差异超过设定值的时，以实际耗时代替标准工时计算所述Tmax和Tmin值，重新为每个工位分配作业工序。
4.如权利要求1-3任一权利要求所述的工位分配方法，其特征在于，在一条所述加工生产线同时生产二种或二种以上的产品时，所述确定参与该产品生产的工位的步骤S200还包括，按产品划分将参与生产的工位分组，每种产品生产对应一组工位，每组工位视同独立生产线进行工位安排。
5.一种柔性智能加工生产线，其特征在于，包括加工工位、载物盘、循环输送线；
所述载物盘用于装载待加工产品及前工序标识；
所述循环输送线用于循环运送载物盘；
所述加工工位设置在循环输送线一侧。
6.如权利要求5所述的柔性智能加工生产线，其特征在于，还包括电子识别模块，所述电子识别模块固定设置于每个加工工位对应的循环输送线一侧，用于识别前工序标识并向所在工位作业人员发出信息提示。
7.如权利要求6所述的柔性智能加工生产线，其特征在于，所述前工序标识为RFID卡,所述电子识别模块为RFID读写器。
8.如权利要求6所述的柔性智能加工生产线，其特征在于，还包括终端电脑，所述终端电脑用于存储工位分配信息、向电子识别模块发送工位分配信息并接收电子识别模块读取到的前工序标识信息。
9.如权利要求6-8任一所述的柔性智能加工生产线，其特征在于，所述载物盘包括自动移出装置；
所述自动移动装置用于接受电子识别模块或终端电脑指令，将待加工产品从载物盘移出到指定工位待加工区。
10.一种柔性智能加工生产线组合，其特征在于，包括物流传送线和至少二条如权利要求5-9任一权利要求所述的柔性智能加工生产线；
所述物流传送线用于在所述的柔性智能加工生产线之间传送物料，所述物流传送线上设有载物架、下料指示装置。
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