CN113554292A - 一种循环节拍规划的方法和数字化平台 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种循环节拍规划的方法和数字化平台，该方法包括：将线体中不同设备的动作进行工序分解，然后进行模块化封装，将封装后得到的设备工序模块添加至工序数据库中，设备工序模块中封装有设备名称、工序名称、工序需要的时间；按照线体的工艺流程将不同工序的设备工序模块进行串行或并行连接，形成模块化工序流程图，其中，不同工序的设备工序模块从工序数据库中调用；将模块化工序流程图转为初始节拍表，并且对初始节拍表进行校验，并将校验后的节拍表作为线体的节拍表进行输出。本发明在快速生成循环节拍的同时，能自动识别逻辑错误，提醒规划人员进行工序步骤的调整，避免规划失误，导致工艺方案不可行。
Description
技术领域
本发明涉及一种循环节拍规划的方法和数字化平台。
背景技术
焊装线规划时，为了提升设备利用率，方案规划人员往往考虑将同一个设备布局在不同的工位，即提升连接设备的工艺时间，减少其辅助时间或等待时间，一般规划人员会在Excel中以线体的第一个工位开始，将其中的一个工序动作为起始点，编制出一个循环内的工序步骤，在利用Excel图表公式手动生成甘特图。
规划人员编制Excel节拍表时，以工位为单位，且每个工位都是从零时刻起始，且工位之间是独立的，不连续，实际生产线体中工位与工位之间存在相互串联或并联的关系，采用编制Excel的方法不能很清晰、明确地显示同一时间段，同一设备在不同工位的运行状态；针对同一设备在不同工位的运行往往容易出现逻辑错误，且不易被规划人员识别。
现有线体节拍规划措施有以下特点和不足：
1、现有技术是通过Excel表格的形式来显示循环节拍。往往涉及的工位和设备众多，耗时较长，且不容易识别风险，如可能存在同一设备在同一时间段在不同工位运行的状态的逻辑错误；
2、循环节拍涉及的人工、设备等众多人机交互的情况，需要经验丰富的人员来进行编制，耗时长且不能快速高效的完成某个线体的循环节拍编制；
3、应用Excel不能自动将不同工位设备进行区分，涉及复杂线体时，往往需要人工在Excel中进行颜色标注区分。
发明内容
本发明的目的在于提供一种循环节拍规划的方法，以快速生成循环节拍，同时能自动识别逻辑错误。
本发明的目的在于提供一种快速编制循环节拍的数字化平台，以供规划人员在该平台上快速生成循环节拍，同时能自动识别逻辑错误。
为此，本发明一方面提供了一种循环节拍规划的方法，包括以下步骤：将线体中不同设备的动作进行工序分解后，对分解后的各工序进行模块化封装，将封装后得到的设备工序模块添加至工序数据库中，设备工序模块中封装有设备名称、工序名称、工序需要的时间，所述设备名称包含设备所属工位；按照线体的工艺流程将不同工序的设备工艺模块进行串行或并行连接，形成模块化工序流程图，其中，不同工序的设备工艺模块从工序数据库中调用；将模块化工序流程图转为初始节拍表，并且对线体的不同工位、以及不同工位中使用的同一设备分别进行节拍校验，并将通过校验后的节拍表作为线体的节拍表进行输出。
根据本发明的另一方面，提供了一种快速编制循环节拍的数字化平台，包括：工序分解封装程序模块，用于将线体中不同设备的动作进行工序分解后，对分解后的各工序进行模块化封装，将封装后得到的设备工序模块添加至工序数据库中，设备工序模块中封装有设备名称、工序名称、工序需要的时间，所述设备名称包含设备所属工位；线体工序规划程序模块，用于按照线体的工艺流程将不同工序的设备工艺模块进行串行或并行连接，形成模块化工序流程图，其中，不同工序的设备工艺模块从工序数据库中调用；节拍表校验程序模块，用于将模块化工序流程图转为初始节拍表，并且对线体的不同工位、以及不同工位中使用的同一设备分别进行节拍校验，并将通过校验后的节拍表作为线体的节拍表进行输出。
本发明通过将工序模块化，将不同的设备的动作工序进行分解，形成工序数据库，借助数字化平台，形成统一的节拍标准。将不同的工序按照工艺流程图进行关联，借助数字化平台，自动生成线体的节拍表，进而提高了规划人员输出工艺方案的效率。
本发明在快速生成循环节拍的同时，能自动识别逻辑错误，提醒规划人员进行工序步骤的调整，避免规划失误，导致工艺方案不可行。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明的循环节拍规划的方法的流程图；
图2是根据本发明的方法中对设备工艺进行模块化的实例；
图3是根据本发明的方法中按照工艺流程对模块化工序进行连接的示意图；
图4示出了由模块化连接的工序转成的甘特图形式；
图5示出了工位满足节拍要求的一个实例；
图6示出了机器人辅助时间超出上限值的一个实例；
图7以图解方式给出了同一设备在不同工位中满足节拍要求的情形；以及
图8示出了根据本发明的快速编制循环节拍的数字化平台的架构图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
本发明提供一种循环节拍规划的方法，并能自动识别逻辑错误，提醒规划人员进行工序步骤的调整；避免规划失误，导致工艺方案不可行。
本发明是应用于线体节拍规划中的一种模块化、自动生成循环节拍方法。如图1所示，本循环节拍规划的方法包括以下步骤：
S1、将线体中不同设备的动作进行工序分解后，对分解后的各工序进行模块化封装，将封装后得到的设备工序模块添加至工序数据库中，设备工序模块中封装有设备名称、工序名称、工序需要的时间，所述设备名称包含设备所属工位；
S2、按照线体的工艺流程和模块化工序流程图组织规则将不同工序的设备工艺模块进行串行或并行连接，形成模块化工序流程图，其中，不同工序的设备工艺模块从所述工序数据库中调用；
S3、将模块化工序流程图转为初始节拍表，并且对线体的不同工位、以及不同工位中使用的同一设备分别进行节拍校验，并将通过校验后的节拍表作为线体的节拍表进行输出。
在步骤S2中，由于线体的模块化工序流程图很长，这里截取了流程图的一部分作为示例说明。如图7所示，在设备工序模块‘BSO010_RB01机器人放件6S’中，BSO010_RB01为机器人名称，该机器人名称由工位名称BSO010和机器人识别名称RB01组成；机器人放件为工序名称；6s为工序需要的时间。
模块化工序流程图组织规则作为绘制流程图和解读流程图的依据。工艺人员遵照模块化工序流程图组织规则来安排设备工序模块之间的流转关系例如串行或并行，此时绘制出的模块化工序流程图根据模块化工序流程图组织规则也可解析出各设备工序模块及其相互的连接关系，本步骤S2在计算机软件平台上实现。
图7所示的模块化工序流程图介绍如下：开始，BSO010_RB01机器人放件至BSO015-1或BSO015-2工位夹具上，由BSO015-1或BSO015-2工位夹具夹紧工件，BSO020_RB01对BSO015-1或BSO015-2工位夹具上的工件进行机器人焊接，BSO015-1或BSO015-2工位夹具上的工件由BSO025_RB01机器人抓件至BSO030_1工位夹具上，由BSO030_1工位夹具夹紧，然后由BSO030_RB01机器人焊接，结束，参考各主机厂对工序时间的要求，根据生产节拍要求，对BSO020RB01的焊接时间赋值60s。
本发明通过将工序模块化，将不同的设备的动作工序进行分解，形成工序数据库，借助数字化平台，形成统一的节拍标准。
本发明将不同的工序按照工艺流程图进行关联，借助数字化平台，自动生成线体的节拍表，提高了规划人员输出工艺方案的效率。
对初始节拍表进行校验包括：
从模块化工序流程图中提取各工位所属的所有工序，设工位节拍上限值为e，上工位放件时间为a，本工位机器人作业时间为b，下工位取件时间为c，本工位机器人辅助时间为d，判断该工位是否满足节拍要求：
(1)从零时刻开始，若d≥a+c，则工位节拍为b+d，且b+d<e，判断该工位满足节拍要求，否则提醒规划人员对节拍表进行调整，并重新校验；
(2)从零时刻开始，若d<a或d<c，则工位节拍为a+b+c，且a+b+c<e，判断该工位满足节拍要求，否则提醒规划人员对节拍表进行调整，并重新校验；
从模块化工序流程图中提取不同工位中使用的同一设备，判断同一设备在不同工位中是否满足节拍要求：
(3)同一设备在不同工位中的工序使用时间总和不超出节拍上限值，否则提醒规划人员对节拍表进行调整，并重新校验；
(4)从中间某一时刻开始a1，若同一设备出现在某一工位的某一工序段时间截止点a2，a2超过节拍上限值e，则将超出的部分(a2-e)，从零开始计时，再判断同一设备在其他工位的工序段时间a3是否位于从零开始计时的超出部分(a2-e)至a1之间，即判断(a2-e+a3≤a1)，若是判断同一设备在不同工位中满足节拍要求，否则提醒规划人员对节拍表进行调整，并重新校验。
上述所有校验均通过，则认为规划的线体的节拍表可行，将作为线体的节拍表进行输出，例如以甘特图的形式输出。
下面结合附图2-6对本发明的各步骤进行详细说明。
如图2所示，将线体中设备的工序，进行模块化，将工序需要的时间填写中封装的模块中。
如图3所示，按照线体的工艺流程将设备工序模块进行串行或并行连接。
如图4所示，将模块化的工序转为甘特图形式，且将不同工位，设备自动显示不同的颜色，通过设置节拍上限值，对于工序超出节拍上限值的情况，甘特图将从零开始。
(1)假设工位节拍上限值为e。上工位放件时间为a，本工位机器人连接时间为b，下工位取件时间为c，本工位机器人辅助时间为d。
(2)从零时刻开始，若d≥a+c，则工位节拍为b+d，且b+d<e，判断该工位满足节拍要求，见图4。
(3)从零时刻开始，若d<a或d<c，则工位节拍为a+b+c，且a+b+c<e，判断该工位满足节拍要求，见图5。
(4)从中间某一时刻开始，若出现某一工序段时间超过节拍上限值，则将超出的部分，从零开始计时，如图所示。机器人辅助时间d＝d1+d2，其中d2超出了节拍上限值，则自动将d2部分的值从零时刻开始，见图6。
本发明还提供了一种快速编制循环节拍的数字化平台，如图8所示，该数字化平台为计算机系统，其存储有相应的线体循环节拍编制程序，该程序包括工序分解封装程序模块、线体工序规划程序模块、节拍表校验程序模块。
工序分解封装程序模块用于将线体中不同设备的动作进行工序分解后，对分解后的各工序进行模块化封装，将封装后得到的设备工序模块添加至工序数据库中，设备工序模块中封装有设备名称、工序名称、工序需要的时间，所述设备名称包含设备所属工位。
线体工序规划程序模块用于按照线体的工艺流程和模块化工序流程图组织规则将不同工序的设备工艺模块进行串行或并行连接，形成模块化工序流程图，其中，不同工序的设备工艺模块从所述工序数据库中调用。
节拍表校验程序模块，用于将模块化工序流程图转为初始节拍表，并且对线体的不同工位、以及不同工位中使用的同一设备分别进行节拍校验，并将通过校验后的节拍表作为线体的节拍表进行输出。
借助本数字化平台，能够快速编制线体循环节拍，进而提高了规划人员输出工艺方案的效率，同时能自动识别逻辑错误，提醒规划人员进行工序步骤的调整；避免规划失误，导致工艺方案不可行。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种循环节拍规划的方法，其特征在于，包括以下步骤：
将线体中不同设备的动作进行工序分解后，对分解后的各工序进行模块化封装，将封装后得到的设备工序模块添加至工序数据库中，设备工序模块中封装有设备名称、工序名称、工序需要的时间，所述设备名称包含设备所属工位；
按照线体的工艺流程将不同工序的设备工艺模块进行串行或并行连接，形成模块化工序流程图，其中，不同工序的设备工艺模块从所述工序数据库中调用；
将模块化工序流程图转为初始节拍表，并且对线体的不同工位、以及不同工位中使用的同一设备分别进行节拍校验，并将通过校验后的节拍表作为线体的节拍表进行输出。
2.根据权利要求1所述的循环节拍规划的方法，其特征在于，对初始节拍表进行校验包括：
从模块化工序流程图中提取各工位所属的所有工序，设工位节拍上限值为e，上工位放件时间为a，本工位机器人作业时间为b，下工位取件时间为c，本工位机器人辅助时间为d，判断该工位是否满足节拍要求：
(1)从零时刻开始，若d≥a+c，则工位节拍为b+d,且b+d<e，判断该工位满足节拍要求，否则提醒规划人员对节拍表进行调整，并重新校验；
(2)从零时刻开始，若d<a或d<c，则工位节拍为a+b+c,且a+b+c<e，判断该工位满足节拍要求，否则提醒规划人员对节拍表进行调整，并重新校验；
从模块化工序流程图中提取不同工位中使用的同一设备，判断同一设备在不同工位中是否满足节拍要求：
(3)同一设备在不同工位中的工序使用时间总和不超出节拍上限值，否则提醒规划人员对节拍表进行调整，并重新校验；
(4)从中间某一时刻开始，若同一设备出现在某一工位的某一工序段时间超过节拍上限值，则将超出的部分，从零开始计时，判断同一设备在其他工位的工序段时间是否位于从零开始计时的超出部分和所述中间某一时刻之间，若是判断同一设备在不同工位中满足节拍要求，否则提醒规划人员对节拍表进行调整，并重新校验，
将上述所有校验通过后的节拍表作为线体的节拍表进行输出。
3.根据权利要求1所述的循环节拍规划的方法，其特征在于，在设备工艺参数变动时对工序数据库中对应的设备工序模块的参数进行调整。
4.一种快速编制循环节拍的数字化平台，其特征在于，包括：
工序分解封装程序模块，用于将线体中不同设备的动作进行工序分解后，对分解后的各工序进行模块化封装，将封装后得到的设备工序模块添加至工序数据库中，设备工序模块中封装有设备名称、工序名称、工序需要的时间，所述设备名称包含设备所属工位；
线体工序规划程序模块，用于按照线体的工艺流程将不同工序的设备工艺模块进行串行或并行连接，形成模块化工序流程图，其中，不同工序的设备工艺模块从工序数据库中调用；
节拍表校验程序模块，用于将模块化工序流程图转为初始节拍表，并且对线体的不同工位、以及不同工位中使用的同一设备分别进行节拍校验，并将通过校验后的节拍表作为线体的节拍表进行输出。
5.根据权利要求1所述的快速编制循环节拍的数字化平台，其特征在于，所述节拍表校验模块用于对初始节拍表进行以下校验：
从模块化工序流程图中提取各工位所属的所有工序，设工位节拍上限值为e，上工位放件时间为a，本工位机器人作业时间为b，下工位取件时间为c，本工位机器人辅助时间为d，判断该工位是否满足节拍要求：
(1)从零时刻开始，若d≥a+c，则工位节拍为b+d,且b+d<e，判断该工位满足节拍要求，否则提醒规划人员对节拍表进行调整，并重新校验；(2)从零时刻开始，若d<a或d<c，则工位节拍为a+b+c,且a+b+c<e，判断该工位满足节拍要求，否则提醒规划人员对节拍表进行调整，并重新校验；
从模块化工序流程图中提取不同工位中使用的同一设备，判断同一设备在不同工位中是否满足节拍要求：
(3)同一设备在不同工位中的工序使用时间总和不超出节拍上限值，否则提醒规划人员对节拍表进行调整，并重新校验；(4)从中间某一时刻开始，若同一设备出现在某一工位的某一工序段时间超过节拍上限值，则将超出的部分，从零开始计时，判断同一设备在其他工位的工序段时间是否位于从零开始计时的超出部分和中间某一时刻之间，若是判断同一设备在不同工位中满足节拍要求，否则提醒规划人员对节拍表进行调整，并重新校验。
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