CN116748447A - 一种用于全自动化锻造生产线的快速换模方法及系统 - Google Patents
一种用于全自动化锻造生产线的快速换模方法及系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种用于全自动化锻造生产线的快速换模方法及系统，该方法包括：获取可用的模具集合、待生产的产品集合和生产任务集合，其中，所述可用的模具集合包括：多个模具，所述待生产的产品集合包括：多个待生成的产品，所述生产任务集合包括：多个生产任务；设置快速换模模型，根据所述可用的模具集合、待生产的产品集合和生产任务集合，并通过整数规划或线性规划，计算最小化成本值，从而找到最优的模具更换方案和时间安排；获取使用某一模具生产相对应的待生产的产品时的成本，并对所述快速换模模型进行优化，以使所述快速换模模型更加完善。
Description
技术领域
本发明属于全自动化锻造生产线的快速换模技术领域，更具体地，涉及一种用于全自动化锻造生产线的快速换模方法及系统。
背景技术
全自动化锻造生产线的快速换模是指在生产过程中，迅速更换设备和工艺，以适应不同产品或规格的生产要求。下面是一些实现快速换模的常见方法：
1.标准化模具设计：采用标准化的模具设计，使得各种不同产品的模具可以共用部分结构或模块，减少更换模具的时间和成本。模具设计时考虑易拆装和快速调整，使用标准连接件和夹具，以便快速更换模具。
2.快速夹具系统：使用快速夹具系统可以提高模具更换的效率。这些夹具系统通常采用快速连接装置，如快速扣紧螺母、气动夹紧装置等，可以在短时间内完成夹具的固定和释放，以便更换模具。
3.自动化调整机构：在自动化锻造生产线上，可以采用自动化调整机构，通过电动或液压系统实现模具的快速调整。通过预先设置参数，可以在短时间内完成模具的调整和定位，以适应不同产品的生产需求。
4.并行操作：在生产线的设计中，可以考虑并行操作的方式，使得模具更换可以与其他生产环节同时进行。例如，在模具更换的同时，其他工序可以继续进行，从而减少生产线的停机时间。
现有技术当中，并没有一种通过设置计算模型，能够自动快速的进行换模。
发明内容
为解决以上技术问题，本发明提出一种用于全自动化锻造生产线的快速换模方法，包括：
获取可用的模具集合、待生产的产品集合和生产任务集合，其中，所述可用的模具集合包括：多个模具，所述待生产的产品集合包括：多个待生成的产品，所述生产任务集合包括：多个生产任务；
设置快速换模模型，根据所述可用的模具集合、待生产的产品集合和生产任务集合，并通过整数规划或线性规划，计算最小化成本值，从而找到最优的模具更换方案和时间安排；
获取使用某一模具生产相对应的待生产的产品时的成本，并对所述快速换模模型进行优化，以使所述快速换模模型更加完善。
进一步的，可用的模具集合、待生产的产品集合和生产任务集合为：
，
，
，
其中，M为可用的模具集合，P为待生产的产品集合，为第/>个模具，/>为第/>个待生成的产品，/>为第/>个生产任务，T为生产任务集合，其中，每个生产任务/>对应于将待生产的产品/>生产出来的一个具体工序。
进一步的，所述快速换模模型为：
,
其中，Z为最小化成本值，为调节换模时间的权重系数，/>为调节换模成本的权重系数，/>为二元变量，表示是否选择模具/>生产待生产的产品/>，/>为二元变量，表示是否在生产任务/>之前更换掉模具/>，/>为使用模具/>的成本，/>为在任务/>之前更换掉模具/>所需的时间。
进一步的，还包括设置约束条件：
每个待生产的产品只能选择一个模具；
仅在需要更换模具的生产任务之前进行模具更换；
每个生产任务之前只能更换一个模具。
进一步的，并对所述快速换模模型进行优化包括：
,
其中，为调节换模效率的权重系数，/>为在使用模具/>生产待生产的产品/>时的成本。
本发明还提出一种用于全自动化锻造生产线的快速换模系统，包括：
获取数据模块，用于获取可用的模具集合、待生产的产品集合和生产任务集合，其中，所述可用的模具集合包括：多个模具，所述待生产的产品集合包括：多个待生成的产品，所述生产任务集合包括：多个生产任务；
设置模型模块，用于设置快速换模模型，根据所述可用的模具集合、待生产的产品集合和生产任务集合，并通过整数规划或线性规划，计算最小化成本值，从而找到最优的模具更换方案和时间安排；
优化模块，用于获取使用某一模具生产相对应的待生产的产品时的成本，并对所述快速换模模型进行优化，以使所述快速换模模型更加完善。
进一步的，可用的模具集合、待生产的产品集合和生产任务集合为：
，
，
，
其中，M为可用的模具集合，P为待生产的产品集合，为第/>个模具，/>为第/>个待生成的产品，/>为第/>个生产任务，T为生产任务集合，其中，每个生产任务/>对应于将待生产的产品/>生产出来的一个具体工序。
进一步的，所述快速换模模型为：
,
其中，Z为最小化成本值，为调节换模时间的权重系数，/>为调节换模成本的权重系数，/>为二元变量，表示是否选择模具/>生产待生产的产品/>，/>为二元变量，表示是否在生产任务/>之前更换掉模具/>，/>为使用模具/>的成本，/>为在任务/>之前更换掉模具/>所需的时间。
进一步的，还包括设置约束条件：
每个待生产的产品只能选择一个模具；
仅在需要更换模具的生产任务之前进行模具更换；
每个生产任务之前只能更换一个模具。
进一步的，并对所述快速换模模型进行优化包括：
,
其中，为调节换模效率的权重系数，/>为在使用模具/>生产待生产的产品/>时的成本。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：
本发明通过获取可用的模具集合、待生产的产品集合和生产任务集合，其中，所述可用的模具集合包括：多个模具，所述待生产的产品集合包括：多个待生成的产品，所述生产任务集合包括：多个生产任务；设置快速换模模型，根据所述可用的模具集合、待生产的产品集合和生产任务集合，并通过整数规划或线性规划，计算最小化成本值，从而找到最优的模具更换方案和时间安排；获取使用某一模具生产相对应的待生产的产品时的成本，并对所述快速换模模型进行优化，以使所述快速换模模型更加完善。本发明通过设置快速换模模型，计算最小化成本值，从而找到最优的模具更换方案和时间安排。
附图说明
图1是本发明实施例1的方法的流程图；
图2是本发明实施例2的系统的结构图。
具体实施方式
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案做详细的说明。
本发明提供的方法可以在如下的终端环境中实施，所述终端可以包括一个或多个如下部件：处理器、存储介质和显示屏。其中，存储介质中存储有至少一条指令，所述指令由处理器加载并执行以实现下述实施例所述的方法。
处理器可以包括一个或者多个处理核心。处理器利用各种接口和线路连接整个终端内的各个部分，通过运行或执行存储在存储介质内的指令、程序、代码集或指令集，以及调用存储在存储介质内的数据，执行终端的各种功能和处理数据。
存储介质可以包括随机存储介质(Random Access Memory，RAM)，也可以包括只读存储介质(Read-Only Memory，ROM)。存储介质可用于存储指令、程序、代码、代码集或指令。
显示屏用于显示各个应用程序的用户界面。
本发明公式中所有下角标只为了区分个参数，并没有实际含义。
除此之外，本领域技术人员可以理解，上述终端的结构并不构成对终端的限定，终端可以包括更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。比如，终端中还包括射频电路、输入单元、传感器、音频电路、电源等部件，在此不再赘述。
实施例1
如图1所示，本发明实施例提供一种用于全自动化锻造生产线的快速换模方法，包括：
步骤101，获取可用的模具集合、待生产的产品集合和生产任务集合，其中，所述可用的模具集合包括：多个模具，所述待生产的产品集合包括：多个待生成的产品，所述生产任务集合包括：多个生产任务；
具体的，可用的模具集合、待生产的产品集合和生产任务集合为：
，
，
，
其中，M为可用的模具集合，P为待生产的产品集合，为第/>个模具，每个模具/>对应于不同的产品或规格，/>为第/>个待生成的产品，每个产品/>需要选择合适的模具进行生产，/>为第/>个生产任务，每个任务/>对应于将产品/>生产出来的一个具体工序，T为生产任务集合，其中，每个生产任务/>对应于将待生产的产品/>生产出来的一个具体工序。
步骤102，设置快速换模模型，根据所述可用的模具集合、待生产的产品集合和生产任务集合，并通过整数规划或线性规划，计算最小化成本值，从而找到最优的模具更换方案和时间安排；
具体的，所述快速换模模型为：
,
其中，Z为最小化成本值，为调节换模时间的权重系数，/>为调节换模成本的权重系数，/>为二元变量，表示是否选择模具/>生产待生产的产品/>，/>为二元变量，表示是否在生产任务/>之前更换掉模具/>，/>为使用模具/>的成本，/>为在任务/>之前更换掉模具/>所需的时间，/>表示模具更换时间的成本，通过将每个任务之前的模具更换时间累加，并乘以对应的权重系数/>，可以计算出总的换模时间成本，表示模具使用成本，通过将每个选择的模具的成本累加，并乘以对应的权重系数/>，可以计算出总的模具使用成本。
还包括设置约束条件：
每个待生产的产品只能选择一个模具；
仅在需要更换模具的生产任务之前进行模具更换；
每个生产任务之前只能更换一个模具；
其他生产线约束条件：例如产能、工艺限制等。
步骤103，获取使用某一模具生产相对应的待生产的产品时的成本，并对所述快速换模模型进行优化，以使所述快速换模模型更加完善。
具体的，并对所述快速换模模型进行优化包括：
,
其中，为调节换模效率的权重系数，/>为在使用模具/>生产待生产的产品/>时的成本，这个指标可以是各种相关因素的综合体现，例如生产速度、质量指标、资源消耗等，通过将每个使用模具/>生产产品/>的成本或效率指标累加，并乘以权重系数/>，可以计算出总的模具使用效率或成本。
实施例2
如图2所示，本发明实施例还提供一种用于全自动化锻造生产线的快速换模系统，包括：
获取数据模块，用于获取可用的模具集合、待生产的产品集合和生产任务集合，其中，所述可用的模具集合包括：多个模具，所述待生产的产品集合包括：多个待生成的产品，所述生产任务集合包括：多个生产任务；
具体的，可用的模具集合、待生产的产品集合和生产任务集合为：
，
，
，
其中，M为可用的模具集合，P为待生产的产品集合，为第/>个模具，每个模具/>对应于不同的产品或规格，/>为第/>个待生成的产品，每个产品/>需要选择合适的模具进行生产，/>为第/>个生产任务，每个任务/>对应于将产品/>生产出来的一个具体工序，T为生产任务集合，其中，每个生产任务/>对应于将待生产的产品/>生产出来的一个具体工序。
设置模型模块，用于设置快速换模模型，根据所述可用的模具集合、待生产的产品集合和生产任务集合，并通过整数规划或线性规划，计算最小化成本值，从而找到最优的模具更换方案和时间安排；
具体的，所述快速换模模型为：
,
其中，Z为最小化成本值，为调节换模时间的权重系数，/>为调节换模成本的权重系数，/>为二元变量，表示是否选择模具/>生产待生产的产品/>，/>为二元变量，表示是否在生产任务/>之前更换掉模具/>，/>为使用模具/>的成本，/>为在任务/>之前更换掉模具/>所需的时间，/>表示模具更换时间的成本，通过将每个任务之前的模具更换时间累加，并乘以对应的权重系数/>，可以计算出总的换模时间成本，表示模具使用成本，通过将每个选择的模具的成本累加，并乘以对应的权重系数/>，可以计算出总的模具使用成本。
还包括设置约束条件：
每个待生产的产品只能选择一个模具；
仅在需要更换模具的生产任务之前进行模具更换；
每个生产任务之前只能更换一个模具；
其他生产线约束条件：例如产能、工艺限制等。
优化模块，用于获取使用某一模具生产相对应的待生产的产品时的成本，并对所述快速换模模型进行优化，以使所述快速换模模型更加完善。
具体的，并对所述快速换模模型进行优化包括：
,
其中，为调节换模效率的权重系数，/>为在使用模具/>生产待生产的产品/>时的成本，这个指标可以是各种相关因素的综合体现，例如生产速度、质量指标、资源消耗等，通过将每个使用模具/>生产产品/>的成本或效率指标累加，并乘以权重系数/>，可以计算出总的模具使用效率或成本。
实施例3
本发明实施例还提出一种存储介质，存储有多条指令，所述指令用于实现所述的一种用于全自动化锻造生产线的快速换模方法。
可选地，在本实施例中，上述存储介质可以位于计算机网络中计算机终端群中的任意一个计算机终端中，或者位于移动终端群中的任意一个移动终端中。
可选地，在本实施例中，存储介质被设置为存储用于执行实施例1方法的程序代码。
实施例4
本发明实施例还提出一种电子设备，包括处理器和与所述处理器连接的存储介质，所述存储介质存储有多条指令，所述指令可被所述处理器加载并执行，以使所述处理器能够执行所述的一种用于全自动化锻造生产线的快速换模方法。
具体的，本实施例的电子设备可以是计算机终端，所述计算机终端可以包括：一个或多个处理器、以及存储介质。
其中，存储介质可用于存储软件程序以及模块，如本发明实施例中的一种用于全自动化锻造生产线的快速换模方法，对应的程序指令/模块，处理器通过运行存储在存储介质内的软件程序以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现上述的一种用于全自动化锻造生产线的快速换模方法。存储介质可包括高速随机存储介质，还可以包括非易失性存储介质，如一个或者多个磁性存储系统、闪存、或者其他非易失性固态存储介质。在一些实例中，存储介质可进一步包括相对于处理器远程设置的存储介质，这些远程存储介质可以通过网络连接至终端。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
处理器可以通过传输系统调用存储介质存储的信息及应用程序，以执行实施例1方法的步骤；
在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
在本发明所提供的几个实施例中，应所述理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者所述技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，所述计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储介质(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储介质(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种用于全自动化锻造生产线的快速换模方法，其特征在于，包括：
获取可用的模具集合、待生产的产品集合和生产任务集合，其中，所述可用的模具集合包括：多个模具，所述待生产的产品集合包括：多个待生成的产品，所述生产任务集合包括：多个生产任务；
设置快速换模模型，根据所述可用的模具集合、待生产的产品集合和生产任务集合，并通过整数规划或线性规划，计算最小化成本值，从而找到最优的模具更换方案和时间安排；
获取使用某一模具生产相对应的待生产的产品时的成本，并对所述快速换模模型进行优化，以使所述快速换模模型更加完善。
2.如权利要求1所述的一种用于全自动化锻造生产线的快速换模方法，其特征在于，可用的模具集合、待生产的产品集合和生产任务集合为：
，
，
，
其中，M为可用的模具集合，P为待生产的产品集合，为第/>个模具，/>为第/>个待生成的产品，/>为第/>个生产任务，T为生产任务集合，其中，每个生产任务/>对应于将待生产的产品/>生产出来的一个具体工序。
3.如权利要求2所述的一种用于全自动化锻造生产线的快速换模方法，其特征在于，所述快速换模模型为：
,
其中，Z为最小化成本值，为调节换模时间的权重系数，/>为调节换模成本的权重系数，/>为二元变量，表示是否选择模具/>生产待生产的产品/>，/>为二元变量，表示是否在生产任务/>之前更换掉模具/>，/>为使用模具/>的成本，/>为在任务/>之前更换掉模具/>所需的时间。
4.如权利要求3所述的一种用于全自动化锻造生产线的快速换模方法，其特征在于，还包括设置约束条件：
每个待生产的产品只能选择一个模具；
仅在需要更换模具的生产任务之前进行模具更换；
每个生产任务之前只能更换一个模具。
5.如权利要求3所述的一种用于全自动化锻造生产线的快速换模方法，其特征在于，并对所述快速换模模型进行优化包括：
,
其中，为调节换模效率的权重系数，/>为在使用模具/>生产待生产的产品/>时的成本。
6.一种用于全自动化锻造生产线的快速换模系统，其特征在于，包括：
获取数据模块，用于获取可用的模具集合、待生产的产品集合和生产任务集合，其中，所述可用的模具集合包括：多个模具，所述待生产的产品集合包括：多个待生成的产品，所述生产任务集合包括：多个生产任务；
设置模型模块，用于设置快速换模模型，根据所述可用的模具集合、待生产的产品集合和生产任务集合，并通过整数规划或线性规划，计算最小化成本值，从而找到最优的模具更换方案和时间安排；
优化模块，用于获取使用某一模具生产相对应的待生产的产品时的成本，并对所述快速换模模型进行优化，以使所述快速换模模型更加完善。
7.如权利要求6所述的一种用于全自动化锻造生产线的快速换模系统，其特征在于，可用的模具集合、待生产的产品集合和生产任务集合为：
，
，
，
其中，M为可用的模具集合，P为待生产的产品集合，为第/>个模具，/>为第/>个待生成的产品，/>为第/>个生产任务，T为生产任务集合，其中，每个生产任务/>对应于将待生产的产品/>生产出来的一个具体工序。
8.如权利要求7所述的一种用于全自动化锻造生产线的快速换模系统，其特征在于，所述快速换模模型为：
,
其中，Z为最小化成本值，为调节换模时间的权重系数，/>为调节换模成本的权重系数，/>为二元变量，表示是否选择模具/>生产待生产的产品/>，/>为二元变量，表示是否在生产任务/>之前更换掉模具/>，/>为使用模具/>的成本，/>为在任务/>之前更换掉模具/>所需的时间。
9.如权利要求8所述的一种用于全自动化锻造生产线的快速换模系统，其特征在于，还包括设置约束条件：
每个待生产的产品只能选择一个模具；
仅在需要更换模具的生产任务之前进行模具更换；
每个生产任务之前只能更换一个模具。
10.如权利要求8所述的一种用于全自动化锻造生产线的快速换模系统，其特征在于，并对所述快速换模模型进行优化包括：
,
其中，为调节换模效率的权重系数，/>为在使用模具/>生产待生产的产品/>时的成本。
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