CN112836976A - 一种缝制流水线的智能平衡方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于服装加工技术领域,公开一种缝制流水线的智能平衡方法,首先,根据预设的目标平衡率,计算出各工位的相对最优工序组合方案,实现工位平衡;然后,匹配掌握工位工序技能的最优员工,实现产线员工排位平衡。本发明的方法能够自动编排出生产线能够做到的相对最优平衡率,减少工位空闲浪费,从产线整体上提升效率;让编排流水线变得非常简单,摆脱了对排线人员技能的依赖;将组长从繁重的产线编排中解脱出来,让其有能力看管多条生产线,还有精力将瓶颈工位的部分作业分担到较空闲工位,以提高产线平衡率。
Description
技术领域
本发明涉及服装加工技术领域,特别涉及一种缝制流水线的智能平衡方法。
背景技术
服装、家纺、毛绒玩具、鞋、帽、箱包等行业都有缝制流水线,其流水线是在进行了细分之后的多工序流水化连续作业生产线。由于作业分工,简化了作业难度,然而,经过了这样的作业细分化之后,各工序的作业时间在理论上、实际上都不能完全相同,这就势必存在工序间节拍不一致,闲忙不均,出现瓶颈的现象。除了造成无谓的工时损失外,还造成大量的工序堆积发生,因此,缝制流水线的编排(即排线)是一项非常繁琐的工作,目前主要还是靠人工进行估算、拼凑,这种方法既费时间又很难做到相对最优,往往导致流水线不均衡,生产设备和劳动力得不到充分的利用,而且,这样的作业只能依靠企业中少数实践经验极为丰富的技术人员(现场IE、组长)来完成,流水线平衡率的高低,完全依赖他们的经验,很难适应“多品种、少批量、短周期、高品质”的快返订单要求。
因此,如何科学、合理地进行生产调度,高效地组织缝制生产,使各工位的作业时间尽量相等或接近平均节拍倍数,减少工位空闲浪费时间,解决好流水线平衡,成为缝制生产亟待解决的问题。
发明内容
本发明实施例提供了一种缝制流水线的智能平衡方法,以解决现有技术中缝制流水线工序间节拍不一致的问题。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解,下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述,也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念,以此作为后面的详细说明的序言。
根据本发明实施例的第一方面,提供了一种缝制流水线的智能平衡方法。
在一些可选实施例中,缝制流水线的智能平衡方法,包括:
首先,根据预设的目标平衡率,计算出各工位的相对最优工序组合方案,实现工位平衡;
然后,匹配掌握工位工序技能的最优员工,实现产线员工排位平衡。
可选地,所述根据预设的目标平衡率,计算出各工位的相对最优工序组合方案,实现工位平衡的步骤,包括:
步骤a:获取排线设置的一类参数,一类参数包括用于计算目标平衡率的平均节拍参数及上下限参数,以及用于设置工位工序组合时的限制条件;
步骤b:获取工序顺序:根据标准工时的工序列表、工艺流程图,计算每道工序的阶位值,生成整个款式的工序加工顺序表,按照工序加工顺序表将工序分配给工位;
步骤c:根据预设的一个或多个目标平衡率,计算出每个目标平衡率的各工位相对最优工序组合方案;
步骤d:根据每个工位的人均时间、工序数量、工序难度,给工位进行优先级排序。
可选地,所述步骤c包括:
步骤c1,根据排线设置一类参数,先求出平均节拍,再求出每个目标平衡率的平均节拍上下限时间及对应人数,向工位累加分配工序时,使人均工位时间保持在平均节拍上下限范围内;
步骤c2,按工序加工顺序,依次将工序分配给工位,触发工位工序组合的限制条件时,本工位中止分配工序,进行下一工位的工序分配,直至所有工序都分配到工位为止,最终使各工位的作业时间尽量相等或接近平均节拍倍数。
可选地,所述步骤c1中计算平均节拍的步骤,包括:
以人排工,直接用录入的作业人员数M进行计算平均节拍,计算过程如下:平均节拍=单件产品标准工时T÷作业人员数M;
以工排人,需要先计算产距时间、目标平衡率人员配置数N,再计算平均节拍,计算过程如下:
产距时间=每天的有效工作时间÷计划日产量;
目标平衡率人员配置数N=T/(P×E);
其中,[]符号表示大于或等于T/(P×E)的最小整数,T为单件产品标准工时,P为产距时间,E为目标平衡率;
平均节拍=单件产品标准工时T÷目标平衡率人员配置数N,线内工序;
对排线设置中每一个预设的目标平衡率,计算对应的平均节拍上下限时间、理论人数的步骤,包括:
平均节拍上限时间=平均节拍÷目标平衡率;
平均节拍下限时间=2×平均节拍-平均节拍上限时间;
平均节拍下限时间理论人数=平均节拍下限时间/平均节拍;
平均节拍上限时间理论人数=平均节拍上限时间/平均节拍;
平均节拍倍率区间:向工位累加分配工序时,累加工序时间、工序理论人数,判断其处于n倍率的平均节拍上下限数值范围,n倍率则本次就分配n个人。
可选地,所述向工位累加分配工序的步骤,包括:
第一步:进行一新工位工序分配;
第二步:按顺序,取阶位值最高的工序,向工位分配,计算其累加时间、累加人数;
第三步:进行结束条件判断,结束条件包括:平均节拍区间倍率>最大平行工位,或者,机器>最大设备数,或者,工序数>最大工序数;
<,可以继续累加,转到第二步,继续累加下一工序;
>,不能继续累加,转到第四步。
第四步:结束本次分配,如还有未分配工序,转到第一步。
可选地,当一个目标平衡率有多个工位工序组合方案时,按照排线工位平衡率最高、围绕平均节拍波动最小、工位数量最多的优先级顺序选取一组作为本目标平衡率的相对最优工序组合方案。
可选地,如设置的是平衡率区间,给出多个目标平衡率的工位相对最优工序组合方案,标记线外工序,不参与分配到工位。
可选地,缝制流水线的智能平衡方法还包括获取排线工位平衡率的步骤,计算公式如下:
排线工位平衡率=(各工序时间总和/(生产线总人数*瓶颈工位时间))*100%
其中,Pt为瓶颈工位时间;
Tx为工序标准时间,线内工序;
S为生产线总人数。
可选地,所述匹配掌握工位工序技能的最优员工,实现产线员工排位平衡的步骤,包括:
步骤e:选择要匹配的员工,选择的人数≥排线设置中的人数;
步骤f:按工位优先级顺序,从高到低,在未分配员工中,挑选技能工时最短的员工,技能工时=标准工时/技能度,依次自动匹配到工位,最终完成排线。
可选地,缝制流水线的智能平衡方法还包括获取员工技能平衡率的步骤,员工技能平衡率计算公式如下:
员工技能平衡率=(各工序员工技能时间总和/(生产线总人数*瓶颈工位技能时间))*100%
Ti为工序标准时间/员工技能度,一道工序如有多人做,取Ti均值,线内工序;
Ct为瓶颈工位技能时间,即工位用时最长的员工技能时间;
S为生产线总人数。
本发明实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果:
(1)自动编排出生产线能够做到的相对最优平衡率,减少工位空闲浪费,从产线整体上提升效率;
(2)让编排流水线变得非常简单,摆脱了对排线人员技能的依赖;
(3)将组长从繁重的产线编排中解脱出来,让其有能力看管多条生产线,还有精力将瓶颈工位的部分作业分担到较空闲工位,以提高产线平衡率。
应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本发明。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本发明的实施例,并与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1是根据一示例性实施例示出的一种缝制流水线的智能平衡方法的流程图;
图2是根据一示例性实施例示出的工位平衡步骤的流程图;
图3是根据一示例性实施例示出的排位平衡步骤的流程图。
具体实施方式
以下描述和附图充分地示出本文的具体实施方案,以使本领域的技术人员能够实践它们。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本文的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围,以及权利要求书的所有可获得的等同物。本文中,术语“第一”、“第二”等仅被用来将一个元素与另一个元素区分开来,而不要求或者暗示这些元素之间存在任何实际的关系或者顺序。实际上第一元素也能够被称为第二元素,反之亦然。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的结构、装置或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种结构、装置或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的结构、装置或者设备中还存在另外的相同要素。本文中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
本文中的术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本文和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。在本文的描述中,除非另有规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是机械连接或电连接,也可以是两个元件内部的连通,可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
本文中,除非另有说明,术语“多个”表示两个或两个以上。
本文中,字符“/”表示前后对象是一种“或”的关系。例如,A/B表示:A或B。
本文中,术语“和/或”是一种描述对象的关联关系,表示可以存在三种关系。例如,A和/或B,表示:A或B,或,A和B这三种关系。
图1示出了本发明的缝制流水线的智能平衡方法的一个可选实施例。
本发明公开了一种缝制流水线的智能平衡方法,包括:首先,根据预设的目标平衡率,计算出各工位的相对最优工序组合方案,实现工位平衡;然后,匹配掌握工位工序技能的最优员工,快速实现相对最优的生产线平衡,实现产线员工排位平衡。
其中,根据预设的目标平衡率,计算出各工位的相对最优工序组合方案,如图2所示,包括:
步骤a:获取排线设置的一类参数,一类参数包括用于计算目标平衡率的平均节拍参数及上下限参数,以及用于设置工位工序组合时的限制条件。其中,用于计算目标平衡率的平均节拍参数及上下限参数包括:生产模式、平衡率区间、人数、有效工作时间、计划产量;用于设置工位工序组合时的限制条件包括:最大设备数、最大平行工位、最大工序数。
本发明实施例进行排线参数设置,支持以人排工、以工排人,两种生产模式。
生产模式:选择以人排工,是根据填写的人数,进行生产线编排。
目标平衡率:表示流水线的目标平衡率,填写一个目标平衡率值;或选平衡率区间,填写一个目标平衡率区间值。
最大设备数:一个工位允许摆放的最大设备数量。
最大平行工位:一个工位允许的最多人数。
最大工序数:一个工位可分配的最大工序数,如果不做限制,则填0。
人数:本次排线的实际人数。
生产模式:选择以工排人,是根据填写的计划日产量、有效工作时间,先计算出产距时间,再计算出目标效率人员配置数,然后计算出平均节拍及上下限时间,进行生产线编排。
目标平衡率:表示流水线的目标平衡率,填写一个目标平衡率值;或选平衡率区间,填写一个目标平衡率区间值。
最大设备数:一个工位允许摆放的最大设备数量。
最大平行工位:一个工位允许的最多人数。
最大工序数:一个工位可分配的最大工序数,如果不做限制,则填0。
有效工作时间:一天的有效工作时间数量。
计划日产量:一天的计划产量数量。
步骤b:获取工序顺序:根据标准工时(或手工录入、导入的工时数据)的工序列表、工艺流程图,系统自动计算每道工序的阶位值,自动生成整个款式的工序加工顺序表。工序加工是有先后顺序关系的,工序加工顺序表是确定工序加工先后顺序的,按此顺序将工序分配给工位。
本发明实施例的方法根据标准工时的工序列表信息、工艺流程图中定义的部件组装关系,计算每道工序的阶位值,阶位值=工序时间及后续所有工序的时间之和,生成整个款式的工序加工顺序表。其中,标准工时也可以是手工录入、导入的工时数据。工序列表信息包括:部件、工序编码、工序名称、工序标准时间、工序等级、工序类别、机器类型、是否“线外”等。
本发明实施例的方法允许手动调整工序顺序位置,并可组合工序、拆分工序,允许修改标准时间。
步骤c:根据预设的一个或多个目标平衡率,计算出每个目标平衡率的各工位相对最优工序组合方案。
上述步骤c具体包括:步骤c1,根据排线设置一类参数,先求出平均节拍,再求出每个目标平衡率的节拍上下限时间及对应人数,确定工位组合工序的大致范围,向工位累加分配工序时,使人均工位时间保持在平均节拍上下限范围内。步骤c2,按工序加工顺序,依次将工序分配给工位,触发工位工序组合的限制条件时,本工位中止分配工序,进行下一工位的工序分配,直至所有工序都分配到工位为止,最终使各工位的作业时间尽量相等或接近平均节拍倍数,减少工位空闲浪费时间,达到整条流水线相对最优平衡率。
可选地,工位工序组合的限制条件包括:最大设备数、最大平行工位、最大工序数。
智能排线最关键的问题是:将工序组合分配给工位,使各工位的作业时间尽量相等或接近平均节拍倍数,减少工位空闲浪费时间,达到整条流水线相对最优平衡率。
本发明实施例的方法先用排线设置参数计算出平均节拍、平均节拍上下限时间、平均节拍上下限时间对应人数,确定工位组合工序的大致时间范围,向工位累加分配工序时,使人均工位时间尽量保持在平均节拍上下限范围内,具体步骤如下:
计算平均节拍的步骤,包括:
生产模式为以人排工,根据填写的人数,进行生产线编排,直接用录入的作业人员数M进行计算平均节拍,平均节拍计算过程如下:
平均节拍=单件产品标准工时T÷作业人员数M
生产模式为以工排人,先计算产距时间、目标平衡率人员配置数,再计算平均节拍,计算过程如下:
产距时间=每天的有效工作时间÷计划日产量;
其中,[]符号表示大于或等于T/PE的最小整数,T为单件产品标准工时,P为产距时间,E为目标平衡率。
平均节拍=单件产品标准工时T÷目标平衡率人员配置数N,线内工序;
对排线设置中每一个预设的目标平衡率,计算对应的平均节拍上下限时间、理论人数,计算过程如下:
平均节拍上限时间=平均节拍÷目标平衡率;
平均节拍下限时间=2×平均节拍-平均节拍上限时间;
平均节拍下限时间理论人数=平均节拍下限时间/平均节拍;
平均节拍上限时间理论人数=平均节拍上限时间/平均节拍;
平均节拍倍率区间:向工位累加分配工序时,累加工序时间、工序理论人数,判断其处于n倍率的平均节拍上下限数值范围,n倍率,本次就分配n个人,n≥1。
向工位累加分配工序的步骤具体包括:
第一步:进行一新工位工序分配。
第二步:按顺序,取阶位值最高的工序,向工位分配,计算其累加时间、累加人数。
第三步:进行结束条件判断,结束条件包括:平均节拍区间倍率>最大平行工位,或者,机器>最大设备数,或者,工序数>最大工序数;
<,可以继续累加,转到第二步,继续累加下一工序;
>,不能继续累加,转到第四步。
第四步:结束本次分配,如还有未分配工序,转到第一步。
可选地,当一个目标平衡率有多个工位工序组合方案时,按照排线工位平衡率最高、围绕平均节拍波动最小、工位数量最多的优先级顺序选取一组作为本目标平衡率的相对最优工序组合方案。例如,当一个目标平衡率有多个工位工序组合方案时,取排线工位平衡率最高的一组,当排线工位平衡率相同,取围绕平均节拍波动最小的一组,如果上述两个条件都相同,优先取工位数量多的一组(工位数量更多,单个工位的复杂度就更低),作为本平衡率的相对最优工序组合方案。
可选地,如设置的是平衡率区间,会给出多个目标平衡率的工位相对最优工序组合方案,标记线外工序,在此,不参与分配到工位。
本发明实施例的方法每一组目标平衡率的相对最优工序组合方案,允许手动对工位工序进行合并、拆分,工位人均时间不能超平均节拍上限。
本发明实施例的方法还输出工位平衡柱状图,下方显示工位序号、上方显示工位人数,中间三根横线分别为上限、平均节拍、下限,并显示排线工位平衡率,通过排线工位平衡率柱状图可快速识别瓶颈工位,帮助快速、准确做出决策,在多组方案中,选择能够做到的相对最优工位工序组合方案。
将工序组合分配给工位,实现相对最优的工位平衡,在排线工位平衡表、柱状图中都会显示排线工位平衡率,获取排线工位平衡率的计算公式如下:
排线工位平衡率=(各工序时间总和/(生产线总人数*瓶颈工位时间))*100%
其中,Pt为瓶颈工位时间,即最长工位人均时间;
Tx为工序标准时间,线内工序;
S为生产线总人数。
上述匹配掌握工位工序技能的最优员工,实现相对最优的生产线平衡,实现产线员工排位平衡,具体包括如下步骤:
步骤d:根据每个工位的人均时间、工序数量、工序难度,给工位进行优先级排序。在分配员工时,按工位优先级顺序,从高到低,在未分配员工中挑选技能工时最短的员工,依次分配到工位。步骤c中获得了最优工序组合方案,可是,员工掌握的技能多少不同,每种技能的水平又不同,必须先按重要程度给工位排序,先排瓶颈工位,再排次重要工位,避免不重要的工位先占用了高技能员工。
可选地,步骤d可通过人工调整工位顺序。
选择了目标平衡率的各工位相对最优工序组合方案,本发明实施例的方法再匹配掌握工位工序技能的最优员工,快速实现相对最优的生产线平衡,实现产线员工排位平衡,如图3所示,步骤如下:
步骤e:选择要匹配的员工,可选择多个班组、员工,选择的人数≥排线设置中的人数。该步骤需要人工从基础资料中选择产线、员工,编排哪条生产线,就选择哪条生产线的生产员工。
步骤f:按工位优先级顺序,从高到低,在未分配员工中,挑选技能工时最短的员工(技能工时=标准工时/技能度),依次自动匹配到工位,最终完成排线。在此,可手动替换分配的员工,可查看员工技能平衡率柱状图,快速找到产线瓶颈员工,进行平衡改善。
对每个工位智能匹配掌握工位工序技能的最优员工,快速实现相对最优的生产线平衡,在员工排位平衡表、柱状图中都会显示排线员工技能平衡率,获取员工技能平衡率计算公式如下:
员工技能平衡率=(各工序员工技能时间总和/(生产线总人数*瓶颈工位技能时间))*100%
Ti为工序员工技能时间,即工序标准时间/员工技能度,一道工序如有多人做,取Ti均值,线内工序;
Ct为瓶颈工位技能时间,即工位用时最长的员工技能时间;
S为生产线总人数。
每个员工掌握的工序有多有少,水平有高有低,根据上述员工技能平衡率将员工技能跟工位要求进行最佳匹配,让每个员工的工位技能生产时间尽可能的一样,按此给员工分配工序、产线排位,才能保证生产线投产时最大的产线平衡。
当某个工位有多个技能工时相同的员工时,掌握技能类别少的员工先分配。标识为“提前下班”的员工,最后分配。
本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的结构,并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (10)
1.一种缝制流水线的智能平衡方法,其特征在于,包括:
首先,根据预设的目标平衡率,计算出各工位的相对最优工序组合方案,实现工位平衡;
然后,匹配掌握工位工序技能的最优员工,实现产线员工排位平衡。
2.如权利要求1所述的一种缝制流水线的智能平衡方法,其特征在于,
所述根据预设的目标平衡率,计算出各工位的相对最优工序组合方案,实现工位平衡的步骤,包括:
步骤a:获取排线设置的一类参数,一类参数包括用于计算目标平衡率的平均节拍参数及上下限参数,以及用于设置工位工序组合时的限制条件;
步骤b:获取工序顺序:根据标准工时的工序列表、工艺流程图,计算每道工序的阶位值,生成整个款式的工序加工顺序表,按照工序加工顺序表将工序分配给工位;
步骤c:根据预设的一个或多个目标平衡率,计算出每个目标平衡率的各工位相对最优工序组合方案;
步骤d:根据每个工位的人均时间、工序数量、工序难度,给工位进行优先级排序。
3.如权利要求2所述的一种缝制流水线的智能平衡方法,其特征在于,
所述步骤c包括:
步骤c1,根据排线设置一类参数,先求出平均节拍,再求出每个目标平衡率的平均节拍上下限时间及对应人数,向工位累加分配工序时,使人均工位时间保持在平均节拍上下限范围内;
步骤c2,按工序加工顺序,依次将工序分配给工位,触发工位工序组合的限制条件时,本工位中止分配工序,进行下一工位的工序分配,直至所有工序都分配到工位为止,最终使各工位的作业时间尽量相等或接近平均节拍倍数。
4.如权利要求3所述的一种缝制流水线的智能平衡方法,其特征在于,
所述步骤c1中计算平均节拍的步骤,包括:
以人排工,直接用录入的作业人员数M进行计算平均节拍,计算过程如下:
平均节拍=单件产品标准工时T÷作业人员数M;
以工排人,需要先计算产距时间、目标平衡率人员配置数N,再计算平均节拍,计算过程如下:
产距时间=每天的有效工作时间÷计划日产量;
目标平衡率人员配置数N=T/(P×E);
其中,[]符号表示大于或等于T/(P×E)的最小整数,T为单件产品标准工时,P为产距时间,E为目标平衡率;
平均节拍=单件产品标准工时T÷目标平衡率人员配置数N,线内工序;
对排线设置中每一个预设的目标平衡率,计算对应的平均节拍上下限时间、理论人数的步骤,包括:
平均节拍上限时间=平均节拍÷目标平衡率;
平均节拍下限时间=2×平均节拍-平均节拍上限时间;
平均节拍下限时间理论人数=平均节拍下限时间/平均节拍;
平均节拍上限时间理论人数=平均节拍上限时间/平均节拍;
平均节拍倍率区间:向工位累加分配工序时,累加工序时间、工序理论人数,判断其处于n倍率的平均节拍上下限数值范围,n倍率则本次就分配n个人。
5.如权利要求4所述的一种缝制流水线的智能平衡方法,其特征在于,
所述向工位累加分配工序的步骤,包括:
第一步:进行一新工位工序分配;
第二步:按顺序,取阶位值最高的工序,向工位分配,计算其累加时间、累加人数;
第三步:进行结束条件判断,结束条件包括:平均节拍区间倍率>最大平行工位,或者,机器>最大设备数,或者,工序数>最大工序数;
<,可以继续累加,转到第二步,继续累加下一工序;
>,不能继续累加,转到第四步。
第四步:结束本次分配,如还有未分配工序,转到第一步。
6.如权利要求2所述的一种缝制流水线的智能平衡方法,其特征在于,
当一个目标平衡率有多个工位工序组合方案时,按照排线工位平衡率最高、围绕平均节拍波动最小、工位数量最多的优先级顺序选取一组作为本目标平衡率的相对最优工序组合方案。
7.如权利要求2所述的一种缝制流水线的智能平衡方法,其特征在于,
如设置的是平衡率区间,给出多个目标平衡率的工位相对最优工序组合方案,标记线外工序,不参与分配到工位。
9.如权利要求1所述的一种缝制流水线的智能平衡方法,其特征在于,
所述匹配掌握工位工序技能的最优员工,实现产线员工排位平衡的步骤,包括:
步骤e:选择要匹配的员工,选择的人数≥排线设置中的人数;
步骤f:按工位优先级顺序,从高到低,在未分配员工中,挑选技能工时最短的员工,技能工时=标准工时/技能度,依次自动匹配到工位,最终完成排线。
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