CN112801503A - 一种待加工区位分配方法及辅助装置 - Google Patents

一种待加工区位分配方法及辅助装置 Download PDF

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Abstract

本发明属于智能生产领域，公开了一种待加工区位分配方法，用于为预定待加工物品在传送网络中分配待加工区位，传送网络包括多个传送带和多个转运机构，传送带分为输入传送带和输出传送带，本方法首先基于输入传送带、转运机构以及输出传送带分别建立输入时间模型、转运时间模型以及得到调整时间，然后将输入时间模型、转运时间模型以及得到调整时间进行加权求和得到总传送时间模型，最后，基于总传送时间模型遍历所有输入传送带和所有输出传送带为预定待加工物品分配待加工区位。本发明还提供了一种待加工区位分配辅助装置，用于实施待加工区位分配方法，从而能够大大提高传送网络的工作效率。

Description

一种待加工区位分配方法及辅助装置
技术领域
本发明属于智能生产领域，具体一种待加工区位分配方法及辅助装置。
背景技术
随着科学技术的不断发展，智能生产的应用越来越趋于完善，其重要意义在于一方面大大降低了企业的人力成本，另一方面，能够对生产过程进行远程控制、操作以及监视，因此，越来越多的工厂企业将智能生产纳入了发展规划中。
目前，中小型工厂企业中的智能生产的传送网络由数量不多的传送设备构成，传送设备间为线性连接关系，在这种传送网络中的传送设备之间的组织和协同都很简单，只需关注传送设备间的动作关系即可，这种传送网络在以往大量的中小型工厂企业的智能生产实践中已经发展的非常成熟，也被证明是达到了预期的效果的。
但是，在大型工厂企业进行智能物流的实践时，由于大型工厂企业中的传送网络较之中小工厂企业来说，复杂度大大提高，传送设备数量多且之间为网络连接关系，这时，传送设备间合理地组织好协同对提供传送网络的工作效率就显得非常重要，因此，在大型工厂企业的智能物流实践中，如何提高传送网络的工作效率就日益成为一个亟需解决的问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种待加工区位分配方法及辅助装置，通过待加工区位分配方法辅助装置实施待加工区位分配方法，能够对传送网络进行很好地组织和协同，从而大大提高传送网络的工作效率。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案为：
本发明提供了一种待加工区位分配方法，用于为预定待加工物品在传送网络中分配待加工区位，传送网络包括多个传送带和多个转运机构，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：基于传送带在传送网络中的位置将多个传送带分为输入传送带和输出传送带；
步骤S2：基于输入传送带和转运机构建立输入时间模型；
步骤S3：基于输入传送带、转运机构以及输出传送带建立转运时间模型；
步骤S4：基于输出传送带得到调整时间；
步骤S5：基于传送带的承载容量对输入时间模型、转运时间模型以及调整时间分别赋予不同的传送权重值，并将输入时间模型、转运时间模型以及调整时间加权求和得到总传送时间模型；
步骤S6：基于总传送时间模型遍历所有输入传送带和所有输出传送带为预定待加工物品分配待加工区位。
优选地，多个输入传送带和多个输出传送带均平行设置且传送速度均相同，转运机构能够沿垂直于传送带的方向移动，并且转运机构具有输送带，输送带用于向传送带传送预定待加工物品。
进一步地，多个转运机构包括输入转运机构和中间转运机构，多个输入传送带的一端均通过输入转运机构连通，多个输入传送带的另一端均通过中间转运机构与多个输出传送带的一端连通。
进一步地，多个输入传送带的间距均相等，将多条输入传送带依次顺序编号得到输入传送带编号序列{I1,I2,I3,……}，预定待加工物品通过具有最小编号的输入传送带所对应的输入转运机构上的位置进入输入传送带，输入时间模型T1(Ii)为：
T1(Ii)＝t1+t2+(Ii-I1)*d1/v1；
t1为将预定待加工物品装载上具有最小编号的输入传送带所对应的输入转运机构上的位置所耗费的时间，t2为将预定待加工物品从输入转运机构传送至输入传送带所耗费的时间，Ii为待选择的输入传送带编号，d1为相邻的输入传送带的间距，v1为输入转运带的传送速度。
进一步地，多个输出传送带的间距均相等，将多条输出传送带依次顺序编号得到输出传送带编号序列{O1,O2,O3,……}，具有最小编号的输出传送带与具有最小编号的输入传送带相邻，转运时间模型T2(Oi)为：
T2(Oi)＝t3+t4+((Ii-I1)*d1+(Oi-O1)*d2)+D/v2；
t3为将预定待加工物品从输入传送带传送至中间转运机构所耗费的时间，t4为将预定待加工物品从中间转运机构传送至输出传送带所耗费的时间，D为具有最小编号的输出传送带至具有最小编号的输入传送带的距离，Oi为待选择的输出传送带编号，d2为相邻的输出传送带的间距，v2为中间转运机构的传送速度。
进一步地，待加工区位对应设置在输出传送带上，待加工区位用于自输出传送带的一端至另一端依次存放待加工物品，调整时间T3为：
T3＝Ni*W；
Ni为Oi对应的待加工区位中已存在的待加工物品的数量，W为将待加工区位中的一个待加工物品进行移除所耗费的时间。
优选地，传送权重值通过遗传算法的权重系数法得到，传送权重值大于等于“0”且小于等于“1”，所有传送权重值之和等于“1”，遍历所有遍历所有输入传送带和所有输出传送带，通过以爬山算法为算子的遗传算法求解具有最小值的总传送时间模型，得到对应的输入传送带和对应的输出传送带，并将输出带对应的待加工区位分配给预定待加工物品。
本发明还提供了一个用于实施待加工区位分配方法的待加工区位分配方法辅助装置，其特征在于，包括：存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的处理程序，存储器存储有输入传送带、输出传送带的间距和传送速度，以及转运机构的速度、从输出传送带移除一个待加工物品所耗费的时间，处理程序包括输入时间模型构建程序、转运时间模型构建程序以及调整时间计算程序，输入时间模型构建程序用于建立输入时间模型，转运时间模型构建程序用于建立转运时间模型，调整时间计算程序用于计算调整时间。
进一步地，待加工区位分配方法辅助装置还包括：传感单元、控制器以及驱动器，传感单元用于对预定待加工物品的尺寸进行检测并向处理程序反馈，并且处理程序从外部库存系统得到所有待加工区位内已存在的待加工物品的数量，控制器根据处理程序的处理结果控制驱动器驱动转运机构对预定待加工物品进行移动。
进一步地，传感单元包括多个长度传感器，长度传感器对应安装在传送带的一端，用于检测进入传送带的预定待加工物品的长度，以便通过传送带的承载容量和预定待加工物品的长度计算得到传送带的剩余容量。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.因为本发明的待加工区位分配方法首先基于输入传送带、转运机构以及输出传送带分别建立输入时间模型、转运时间模型以及得到调整时间，然后将输入时间模型、转运时间模型以及得到调整时间进行加权求和得到总传送时间模型，最后，基于总传送时间模型遍历所有输入传送带和所有输出传送带为预定待加工物品分配待加工区位，因此，本发明通过加权算法能够为预定待加工物品以时间最短原则动态地分配待加工区位，从而对传送网络进行很好地组织和协同，从而大大提高传送网络的工作效率。
2.因为本发明的待加工区位分配方法辅助装置的传感单元用于对预定物品的尺寸进行检测并向所述处理程序反馈，并且处理程序从外部库存系统得到所有待加工区位内已存在的待加工物品的数量，控制器根据处理程序的处理结果控制驱动器驱动转运机构对预定待加工物品进行移动，因此，本发明能够通过待加工区位分配方法辅助装置待加工区位分配方法辅助装置更好地实施待加工区位分配方法。
附图说明
图1为本发明的实施例的待加工区位分配方法的步骤示意图；以及
图2为本发明的实施例的传送网络的结构示意图。
图中：A、待加工区位，B、待加工物品，C预定加工物品，100、传送网络，10、传送带，11、输入传送带,12、输出传送带,20、转运机构，21、输入转运机构,22、中间转运机构。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本发明的一种待加工区位分配方法及辅助装置作具体阐述，需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。
如图1和图2所示，本实施例中的传送网络100传送网络用于将预定待加工物品C进行传送，包括多个传送带10和多个转运机构20。
多个传送带10均平行设置且传送速度均相同，转运机构20能够沿垂直于传送带10的方向移动，并且转运机构20具有输送带(附图中未标出)，输送带用于向传送带10传送预定待加工物品C，在本实施例中，传送带10为固定网带机，中转机构20为沿与传送带10的长度方向垂直的预设轨道进行移动的移动网带机，移动网带机的输送带的传送方向朝向传送带10。
多个转运机构20包括输入转运机构21和中间转运机构22，在本实施例中，输入转运机构21的一侧与多个传送带10连通，中间转运机构22的两侧均与多个传送带10连通。
本实施例中的一种待加工区位分配方法100，用于为预定待加工物品C在传送网络100中分配待加工区位A，包括以下步骤：
步骤S1：基于传送带10在传送网络100中的位置将多个传送带10分为输入传送带11和输出传送带12。
输入传送带11的一端均通过输入转运机构21连通，输入传送带11的另一端均通过中间转运机构22与输出传送带12的一端连通，输出传送带12的另一端连接加工设备，多个待加工物品B自输出传送带12的一端至另一端依次存放，并对应输出传送带12沿输出传送带12的长度方向形成待加工区位A，待加工区位A内的多个待加工物品B以先进先出的方式向加工设备传送。
预定待加工物品C被传送至被分配的待加工区位A后成为待加工物品B，在本实施例中，待加工区位A的承载容量根据对应得输出传送带12的长度确定，每个待加工物品B的尺寸规格不一，从而每个待加工区位A的承载容量不同，并且每个待加工区位A能够承载的待加工物品B的数量也不同。
多个输入传送带11的间距均相等，将多条输入传送带11依次顺序编号得到输入传送带编号序列{I1,I2,I3,……}，预定待加工物品C通过具有最小编号的输入传送带11所对应的输入转运机构21上的位置进入输入传送带11，即进入传送网络100。
多个输出传送带12的间距均相等，将多条输出传送带12依次顺序编号得到输出传送带编号序列{O1,O2,O3,……}，具有最小编号的输出传送带12与具有最小编号的输入传送带11相邻。
步骤S2：基于输入传送带11和转运机构20建立输入时间模型T1(Ii)，输入时间模型T1(Ii)为：
T1(Ii)＝t1+t2+(Ii-I1)*d1/v1；
t1为将预定待加工物品C装载上具有最小编号的输入传送带11所对应的输入转运机构21上的位置所耗费的时间，t2为将预定待加工物品C从输入转运机构21传送至输入传送带11所耗费的时间，Ii为待选择的输入传送带11编号，d1为相邻的输入传送带11的间距，v1为输入转运带11的传送速度。
步骤S3：基于输入传送带11、转运机构20以及输出传送带12建立转运时间模型T2(Oi)，转运时间模型T2(Oi)为：
T2(Oi)＝t3+t4+((Ii-I1)*d1+(Oi-O1)*d2)+D/v2；
t3为将预定待加工物品C从输入传送带11传送至中间转运机构22所耗费的时间，t4为将预定待加工物品C从中间转运机构22传送至输出传送带12所耗费的时间，D为具有最小编号的输出传送带12至具有最小编号的输入传送带11的距离，Oi为待选择的输出传送带12编号，d2为相邻的输出传送带12的间距，v2为中间转运机构22的传送速度。
步骤S4：基于输出传送带12得到调整时间T3，调整时间T3为：
T3＝Ni*W；
Ni为Oi对应的待加工区位A中已存在的待加工物品B的数量，W为将待加工区位中的一个待加工物品B进行移除所耗费的时间。
与输出传送带12对应的待加工区位A中已存在的待加工物品B的数量可以通过外部库存系统(附图中未标出)得到。
在本实施例中，移除待加工物品B是指加工设备对待加工物品进行加工操作，从而使得待加工区位A内的待加工物品B减少，或者通过在输出传送带12的另一端设置移动网带机将待加工物品B从输出传送带12的另一端进行移除，从而使得待加工区位A内的待加工物品B减少。
步骤S5：基于传送带10的承载容量对输入时间模型T1(Ii)、转运时间模型T2(Oi)以及调整时间T3分别赋予不同的传送权重值，并将输入时间模型T1(Ii)、转运时间模型T2(Oi)以及调整时间T3加权求和得到总传送时间模型T(Ii，Oi)，总传送时间模型T(Ii，Oi)为：
T(Ii，Oi)＝P1 T1(Ii)+P2 T2(Oi)+P3T3；
P1，P2，P3均为传送权重值，传送权重值通过遗传算法的权重系数法得到，传送权重值大于等于“0”且小于等于“1”，所有传送权重值之和等于“1”，即：
P1+P2+P3＝1，0<＝P1<＝1，0<＝P2<＝1，0<＝P3<＝1；
在本实施例中，当Ii对应的输入传送带11上已经在传送别的预定待加工物品C时，或者当Oi对应的输出传送带12上的待加工区位A的承载容量的剩余小于预定待加工物品C的尺寸时，则直接为总传送时间模型T(Ii，Oi)赋予轮空时间值，轮空时间值始终大于P1 T1(Ii)+P2 T2(Oi)+P3T3，即排除对该输出传送带12的选择。
步骤S6：基于总传送时间模型遍历所有输入传送带和所有输出传送带为预定待加工物品分配待加工区位。
遍历所有输入传送带11和所有输出传送带12，通过以爬山算法为算子的遗传算法求解具有最小值的总传送时间模型T(Ii，Oi)，得到对应的输入传送带Ii编号和对应的输出传送带Oi编号，并将输出带对应的待加工区位A分配给预定待加工物品C。
本发明还提供了一种用于实施上述待待加工区位分配方法的待加工区位分配方法辅助装置(附图中未标出)，包括传感单元、存储器、处理器、控制器、驱动器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的处理程序。
传感单元用于对预定待加工物品C的尺寸进行检测并向处理程序反馈，并且处理程序从外部库存系统得到所有待加工区位内已存在的待加工物品的数量，
传感单元包括多个长度传感器，长度传感器对应安装在输出传送带12的一端，用于检测进入输出传送带12的预定待加工物品C的长度，以便通过输出传送带12对应的待加工区位A的承载容量和预定待加工物品C的长度计算得到输出输出传送带12上的待加工区位A的剩余容量。
存储器存储有输入传送带11、输出传送带12的间距和传送速度，以及转运机构20的移动速度、从输出传送带12移除一个待加工物品B所耗费的时间W。
处理程序包括输入时间模型构建程序、转运时间模型构建程序以及调整时间计算程序，输入时间模型构建程序用于建立输入时间模型T1(Ii)，转运时间模型构建程序用于建立转运时间模型T2(Oi)，调整时间计算程序用于计算调整时间T3，在本实施例中，处理程序最终得出的处理结果为经由Ii、中间转运机构20以及与分配的待加工区位对应的Oi的路径数据，该条路径为传送网络100中所有可选用的路径中耗时最短的一条路径。
控制器根据处理程序的处理结果控制驱动器驱动转运机构20沿上述路径对预定待加工物品C进行移动，最终将待加工物品C分配到待加工区位A中。
上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围，本领域普通技术人员在所附权利要求范围内不需要创造性劳动就能做出的各种变形或修改仍属本专利的保护范围。

Claims (10)

1.一种待加工区位分配方法，用于为预定待加工物品在传送网络中分配待加工区位，所述传送网络包括多个传送带和多个转运机构，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：基于所述传送带在所述传送网络中的位置将所述多个传送带分为输入传送带和输出传送带；
步骤S2：基于所述输入传送带和所述转运机构建立输入时间模型；
步骤S3：基于所述输入传送带、所述转运机构以及所述输出传送带建立转运时间模型；
步骤S4：基于所述输出传送带得到调整时间；
步骤S5：基于传送带的承载容量对所述输入时间模型、所述转运时间模型以及所述调整时间分别赋予不同的传送权重值，并将所述输入时间模型、所述转运时间模型以及所述调整时间加权求和得到总传送时间模型；
步骤S6：基于所述总传送时间模型遍历所有所述输入传送带和所有所述输出传送带为所述预定待加工物品分配所述待加工区位。
2.根据权利要求1所述的待加工区位分配方法，其特征在于：
其中，多个所述输入传送带和多个所述输出传送带均平行设置且传送速度均相同，所述转运机构能够沿垂直于传送带的方向移动，并且所述转运机构具有输送带，该输送带用于向传送带传送所述预定待加工物品。
3.根据权利要求2所述的待加工区位分配方法，其特征在于：
其中，所述多个转运机构包括输入转运机构和中间转运机构，
所述多个输入传送带的一端均通过所述输入转运机构连通，所述多个输入传送带的另一端均通过所述中间转运机构与所述多个输出传送带的一端连通。
4.根据权利要求3所述的待加工区位分配方法，其特征在于：
其中，所述多个输入传送带的间距均相等，将所述多条输入传送带依次顺序编号得到所述输入传送带编号序列{I1,I2,I3,……}，所述预定待加工物品通过具有最小编号的所述输入传送带所对应的输入转运机构上的位置进入所述输入传送带，所述输入时间模型T1(Ii)为：
T1(Ii)＝t1+t2+(Ii-I1)*d1/v1；
t1为将所述预定待加工物品装载上具有最小编号的所述输入传送带所对应的输入转运机构上的位置所耗费的时间，t2为将所述预定待加工物品从所述输入转运机构传送至所述输入传送带所耗费的时间，Ii为待选择的所述输入传送带编号，d1为相邻的所述输入传送带的间距，v1为所述输入转运带的传送速度。
5.根据权利要求4所述的待加工区位分配方法，其特征在于：
其中，所述多个输出传送带的间距均相等，将所述多条输出传送带依次顺序编号得到所述输出传送带编号序列{O1,O2,O3,……}，具有最小编号的所述输出传送带与具有最小编号的所述输入传送带相邻，所述转运时间模型T2(Oi)为：
T2(Oi)＝t3+t4+((Ii-I1)*d1+(Oi-O1)*d2)+D/v2；
t3为将所述预定待加工物品从所述输入传送带传送至所述中间转运机构所耗费的时间，t4为将所述预定待加工物品从所述中间转运机构传送至所述输出传送带所耗费的时间，D为具有最小编号的所述输出传送带至具有最小编号的所述输入传送带的距离，Oi为待选择的所述输出传送带编号，d2为相邻的所述输出传送带的间距，v2为所述中间转运机构的传送速度。
6.根据权利要求5所述的待加工区位分配方法，其特征在于：
其中，所述待加工区位对应设置在所述输出传送带上，所述待加工区位用于自所述输出传送带的一端至另一端依次存放待加工物品，所述调整时间T3为：
T3＝Ni*W；
Ni为Oi对应的所述待加工区位中已存在的所述待加工物品的数量，W为将所述待加工区位中的一个所述待加工物品进行移除所耗费的时间。
7.根据权利要求1所述的待加工区位分配方法，其特征在于：
其中，所述传送权重值通过遗传算法的权重系数法得到，所述传送权重值大于等于“0”且小于等于“1”，所有所述传送权重值之和等于“1”，
遍历所有遍历所有所述输入传送带和所有所述输出传送带，通过以爬山算法为算子的遗传算法求解具有最小值的所述总传送时间模型，得到对应的所述输入传送带和对应的所述输出传送带，并将所述输出带对应的所述待加工区位分配给所述预定待加工物品。
8.用于实施权利要求1-7任意一项所述的待加工区位分配方法的待加工区位分配方法辅助装置，其特征在于，包括：
存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的处理程序，
所述存储器存储有所述输入传送带、所述输出传送带的间距和传送速度，以及所述转运机构的速度、从所述输出传送带移除所述一个所述待加工物品所耗费的时间，
所述处理程序包括输入时间模型构建程序、转运时间模型构建程序以及调整时间计算程序，
所述输入时间模型构建程序用于建立所述输入时间模型，
所述转运时间模型构建程序用于建立所述转运时间模型，
所述调整时间计算程序用于计算所述调整时间。
9.根据权利要求8所述的待加工区位分配方法辅助装置，其特征在于，还包括：
传感单元、控制器以及驱动器，
所述传感单元用于对所述预定待加工物品的尺寸进行检测并向所述处理程序反馈，并且所述处理程序从外部库存系统得到所有所述待加工区位内已存在的所述待加工物品的数量，
所述控制器根据所述处理程序的处理结果控制所述驱动器驱动所述转运机构对所述预定待加工物品进行移动。
10.根据权利要求8所述的待加工区位分配方法辅助装置，其特征在于：
其中，所述传感单元包括多个长度传感器，
所述长度传感器对应安装在传送带的一端，用于检测进入传送带的所述预定待加工物品的长度，以便通过传送带的承载容量和所述预定待加工物品的长度计算得到传送带的剩余容量。
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