TW202236036A - 產線排程方法、產線系統及電腦可讀取媒體 - Google Patents

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Abstract

一種產線排程方法，適用於訂單的多個工作，其中該些工作皆經過具有生產機台的瓶頸站點，且該些工作分別對應多個工作條件，產線排程方法包含：對該些工作執行多次的排程模擬演算以依序建構多個排程模擬樹，並基於排程模擬樹取得工作排程及每一該些工作的模擬完工時間，以及基於每一該些工作的模擬完工時間，計算出每一該些工作在所有站點的期望投入時間，其中每個排程模擬樹包含至少一排程路徑，且該至少一排程路徑的每一個係由一次的排程模擬演算所產生，排程模擬演算包含基於展點條件及該些工作條件執行展點階段以取得排程路徑。

Description

產線排程方法、產線系統及電腦可讀取媒體
本發明係關於一種產線排程方法、產線系統及電腦可讀取媒體，特別係關於一種可以有效率地得到全產線排程的產線排程方法、產線系統及電腦可讀取媒體。
在生產線的排程上，因產品料號、期望交期及可用機台等多種因素，使得排程更加複雜。尤其，在多個產品料號都會經過的加工站點，或是因機台或治具昂貴而導致存在機台或治具數量不足等問題的站點，更容易造成該站點（下稱「瓶頸站點」）的資源配置困難的現象產生。
為了使瓶頸站點的排程可以更加順暢，現行技術包含古羅比（Gurobi）的線性規劃、結合蒙地卡羅樹狀搜尋（Monte Carlo tree search，MCTS）與變鄰域下降演算法（Variable Neighborhood Descent Algorithm）等以推導出排程資料，然而不論是以何種方式，得到的排程解中的換線次數及達交率等仍然不盡理想。此外，儘管現行技術包含結合蒙地卡羅樹狀搜尋縮短排程總製造時間（Makespan），然因為過去的蒙地卡羅樹狀搜尋需要對所有可能的排列執行模擬（Simulation）才能獲得較客觀的排程結果，故在需要排程的作業數量較多時，將因而造成極大的排程運算量以及極長的排程時間，因此應該要設法改進排程效率。
鑒於上述，本發明提供一種以滿足上述需求的產線排程方法、產線系統及電腦可讀取媒體。
依據本發明一實施例的一種產線排程方法，適用於一訂單的多個工作，其中該些工作皆經過具有至少一生產機台的一瓶頸站點，且該些工作分別對應多個工作條件，該產線排程方法包含：對該些工作執行多次的一排程模擬演算以依序建構多個排程模擬樹，並基於該些排程模擬樹取得一工作排程及每一該些工作的一模擬完工時間，其中該些排程模擬樹的每一個包含至少一排程路徑，且該至少一排程路徑的每一個係由一次的該排程模擬演算所產生；以及基於每一該些工作的該模擬完工時間，計算出每一該些工作在包含該瓶頸站點的多個站點的多個期望投入時間，其中該排程模擬演算包含：基於至少一展點條件及該些工作條件執行一展點階段以取得該排程路徑。
依據本發明一實施例的一種產線系統，包含：一運算裝置，用以執行該產線排程方法以取得該工作排程；以及多個可用生產機台，通訊連接於該運算裝置，每一該些可用生產機台於完成一當前工作後，基於該工作排程從該運算裝置取得該些工作中的一待處理工作，每一該些可用生產機台更基於該待處理工作的一產品料號輸出一加工參數通知。
依據本發明一實施例的一種電腦可讀取媒體，包含一程序，由一運算裝置執行該程序以執行該產線排程方法。
綜上所述，依據本發明一或多個實施例所示的產線排程方法、產線系統及電腦可讀取媒體，可以有效率地執行蒙地卡羅樹狀搜尋中的展點（Expansion）階段，且可以提早計算蒙地卡羅樹狀搜尋的模擬分數，以縮短得到各個工作的排程解的時間。此外，依據本發明一或多個實施例所示的產線排程方法、產線系統及電腦可讀取媒體，可以基於各個工作在瓶頸站點的完工時間回推得到各個工作在各個站點的期望投入時間，以作為後續全產線排程的依據。
以上之關於本揭露內容之說明及以下之實施方式之說明係用以示範與解釋本發明之精神與原理，並且提供本發明之專利申請範圍更進一步之解釋。
以下在實施方式中詳細敘述本發明之詳細特徵以及優點，其內容足以使任何熟習相關技藝者了解本發明之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發明相關之目的及優點。以下之實施例係進一步詳細說明本發明之觀點，但非以任何觀點限制本發明之範疇。
需先特別說明的是，本發明的產線排程方法適用於一訂單的多個工作，其中該些工作皆經過具有至少一生產機台的一瓶頸站點，且該些工作分別對應多個工作條件，即此瓶頸站點具有至少一生產機台以執行這些工作在瓶頸站點的加工程序。舉例而言，訂單中的產品可以基於產品料號、加工工序、加工站點、可用機台、可用治具及標準工時等被前處理而建立如下的資源利用表A及B，並且在建立資源利用表A及B前，先扣除各站點中的在製品（Work In Progress，WIP）及庫存（Bank）量，其中瓶頸站點即例如為資源利用表A及B中的各站點的一或多者。
資源利用表A
產品料號 工序 站點 可用生產機台 可用治具 標準工時（秒）
AAA 1 站點1 機台1 F1 70
2 站點3 機台3、4 F3 65
3 站點5 機台6 F5 40
4 站點7 機台8~9 F6 85
5 站點10 機台12 F7 80
資源利用表B
產品料號 工序 站點 可用生產機台 可用治具 標準工時（秒）
BBB 1 站點1 機台1 F1 70
2 站點3 機台3、4 F3 65
3 站點8 機台10 F5 40
4 站點10 機台12 F4 85
如下的工作表所示，資源利用表A及B可進一步轉為瓶頸站點中對應產品料號AAA的工作A及對應產品料號BBB的工作B，且工作A及工作B分別具有產品料號、加工路徑、期望投入時間等工作條件。應注意的是，雖然以上及隨後內容僅就存在用於生產產品料號AAA的工作A及用於生產產品料號BBB的工作B的情況進行說明，惟上述的工作A及工作B並非用於限定本案可排程的工作數量，即本案可進行排程的工作數量可以為二個甚至更多。
工作表
工作 產品料號 加工路徑 起始工序→ 最後工序 交期（時） 期望投入時間（時） 片數
工作A AAA V1 1→5 360 0 120
工作B BBB V2 1→4 480 0 120
請接著參考圖1，圖1係依據本發明一實施例所繪示的產線排程方法的流程圖。
步驟S10：對該些工作執行多次的排程模擬演算以依序建構多個排程模擬樹，並基於該些排程模擬樹取得一工作排程及每一該些工作的模擬完工時間。
也就是說，每個排程模擬樹包含至少一排程路徑，且每個排程路徑係由一次的排程模擬演算所產生，而工作排程及每個工作在瓶頸站點的模擬完工時間即係基於該些排程模擬樹的結果而產生，其中排程模擬演算包含基於至少一展點條件及該些工作條件執行一展點階段以取得該排程路徑。以上述工作A及工作B為例，因其分別具有對應的工作條件，且該些工作條件包含與時間相關的工作條件（例如，交期及期望投入時間），因此運算裝置可以基於如上工作表所示的產品料號、加工路徑、交期及期望投入時間等的工作條件，對工作A及工作B執行多次的排程模擬演算以建構多個排程模擬樹，並基於該些排程模擬樹取得工作A及工作B的包含瓶頸站點的工作排程及工作A及工作B在瓶頸站點的模擬完工時間。
步驟S20：基於各工作的模擬完工時間，計算出每一該些工作在所有站點的期望投入時間。
運算裝置執行步驟S20即係計算出每個工作在包含瓶頸站點的所有站點的期望投入時間。舉例而言，當推估得工作A在瓶頸站點的模擬完工時間時，則運算裝置即可基於模擬完工時間及站點1、3、5、7及10的所需加工時間，判斷得產品料號AAA在上述各站點的期望投入時間，其中步驟S10及S20的詳細實施方式將於下說明。
請一併參考圖2A及圖3A，其中圖2A係依據本發明一實施例所繪示的產線排程方法的細部流程圖，且排程模擬演算例如是基於蒙地卡羅樹狀搜尋（Monte Carlo tree search，MCTS）的架構實現；而圖3A係依據本發明一實施例所繪示的執行上述樹狀搜尋過程中的排程模擬樹的示例圖。請先參考圖2A中示出排程模擬演算的步驟S101到S111，其中排程模擬演算係用於建構排程模擬樹，以將分別關聯於該些工作的多個工作對應的工作節點排程於排程模擬樹中的排程路徑，其中每一該些工作係對應於如前述的工作A或工作B等的一個工作，而排進排程模擬樹中的工作節點即包含一個工作及用於處理該工作的可用生產機台。為方便說明，尚未被排進排程模擬樹的工作將稱為候選工作。
換句話說，每個工作節點皆為一個工作及一或多個可用機台的組合，而所述的可用機台即係用於加工該工作所對應的料號。舉例而言，假設在某一瓶頸站點共有五台可用生產機台，且候選工作A及候選工作B皆會經過該瓶頸站點，則運算裝置可以依據展點條件判得候選工作A及候選工作B與其對應的生產機台並據以產生對應工作A及工作B的工作節點。假設運算裝置基於展點條件判斷候選工作A較佳是排程於候選工作B之前，以及基於展點條件判斷候選工作A的工作節點為工作A與所述五台機台的其中兩台的組合，則運算裝置產生候選工作B的工作節點的方式可以同樣是基於展點條件，判斷出其餘三台機台中可用於處理工作B的機台，並將工作B與用於處理工作B的機台組合成一個工作節點，本發明不以此為限。
步驟S101：選擇當前節點。
運算裝置係於此步驟S101中，從已列於排程模擬樹的節點中指定出一當前節點，以作為後續串接衍生預選節點的基礎。若此排程模擬樹乃是接續於一個選定節點，且此排程模擬樹中尚無其他節點，即指定此選定節點為當前節點，其係為此排程模擬樹的初始節點；而若此排程模擬樹中尚無任何節點，則可以隨機節點或空節點作為此排程模擬樹的初始節點。此外，此步驟S101中所選擇的當前節點也可以是在排程模擬樹中已存在的排程路徑中的預選節點。於此所述的當前節點、預選節點、選定節點及排程路徑之相關說明，將更進一步於後詳述。
舉例而言，假設工作的總數為100個工作，且其中5個工作的排程已選定，則運算裝置可選擇排程中已選定的第五個工作的工作節點（選定節點）和可用生產機台的組合作為排程模擬樹的當前節點（初始節點），即蒙地卡羅樹的根節點（root，如圖3A所示的節點R）；而其他尚未選定的95個工作則可視為候選工作。另外，若100個工作的排程皆未選定時，則初始節點可以是空（null）節點或是隨機選定的其中一個工作及可用生產機台的組合作為工作節點。
上述步驟S101即係本案之蒙地卡羅樹狀搜尋的選擇階段（Selection），隨後即以下列的步驟S103至步驟S107執行本案之蒙地卡羅樹狀搜尋的展點階段（Expansion），並以步驟S109執行本案之蒙地卡羅樹狀搜尋的模擬階段（Simulation）以取得在展點階段由當前節點直接或間接衍伸出的各預選節點的模擬分數，再由步驟S111完成本案之蒙地卡羅樹狀搜尋的回推階段（Backpropagation）更新連接於當前節點的各預選節點的模擬分數，藉以基於模擬分數由這些預選節點之中判斷出可做為下一個當前節點的選定節點。需先說明的是，展點階段係用以分別將該些候選工作排程於該排程路徑中，其中展點階段包含多個選點程序，且每一選點程序即包含下述的步驟S103至步驟S105（第一選點子程序）以及步驟S107（第二選點子程序）。上述步驟係將更進一步說明於後。
步驟S103：判斷該些工作之中的至少一者是否符合多個展點條件的至少一者。
因每個工作皆對應一或多個工作條件，故運算裝置可以基於工作條件及展點條件由候選工作中選擇適合接續於當前節點的節點，其中每一該些展點條件較佳包含一料號條件、一治具搬運條件及一生產起始時間條件的至少一者，但不限。舉例而言，料號條件可以為工作條件中的產品料號係相同於當前節點的當前料號，更可以為工作條件中的預計投入時間落於一第一門檻時間內且產品料號相同於當前節點的當前料號，其中所述的第一門檻時間例如為兩天；治具搬運條件可以為工作條件中的一機台治具相同於當前節點的當前機台治具；生產起始時間條件可以為該工作條件中的可用機台時間為該些工作條件中最早可以開始運作的一者，或者為期望投入時間係落在第二門檻時間內，且此第二門檻時間較佳比前述的第一門檻時間短。此外，展點條件更可以包含日產能條件及換線次數等因素，本發明不對展點條件予以限制。也就是說，藉由以展點條件作為篩選出適合的候選工作作為工作節點的依據，可以使排程模擬樹的建構更有效率。
步驟S104：隨機選擇候選工作作為預選節點。當運算裝置判斷該些工作條件皆不符合展點條件時，運算裝置可以隨機選擇其中一個候選工作作為接續當前節點的預選節點。
步驟S105：選擇工作條件符合展點條件的候選工作作為預選節點。當運算裝置判斷該些候選工作的該些工作條件的其中一者符合展點條件的至少一者時，即以符合展點條件的該候選工作及可用生產機台的組合基於該當前節點（如圖3A所示的節點R）作為接續於該當前節點的預選節點（如圖3A所示的預選節點（J1，M3），其中J1即為所述工作，M3即為在該站點中可以處理J1的可用生產機台）。此外，當該些候選工作中有多個皆符合一或多個展點條件時，運算裝置可以將具有最早需求投入時間的候選工作及可用生產機台的組合作為預選節點。
在於步驟S104或S105判定預選節點後，運算裝置可以接著執行步驟S107：判斷每個生產機台的工作時間是否皆達一第三門檻時間，或者是否所有的候選工作皆已為預選節點。
具體而言，因每個站點皆對應一或多個生產機台，故運算裝置可以基於預選節點及串接於預選節點的至少一當前節點，判斷對應於每台生產機台的每個工作時間是否皆達此第三門檻時間，例如兩天，其中串接於預選節點的該至少一當前節點係包含前述的當前節點。換言之，藉由判斷每個生產機台的工作時間是否皆達此第三門檻時間的機制，可以確保每個生產機台皆被分配到相等或相近的工作量，使產品料號在前一個生產機台完成加工後可以盡快進入下一個生產機台，以縮短產品料號的換線時間。此第三門檻時間較佳與第一門檻時間相同，然而本發明並不以此為限。
當並非每個生產機台的工作時間皆達第三門檻時間時，運算裝置可以定義該預選節點為另一當前節點，並基於該另一當前節點執行另一選點程序。亦即，以圖3A為例，運算裝置即係將前述的預選節點（J1，M3）定義為另一當前節點，並基於該另一當前節點（J1，M3）執行另一選點程序（即再次從步驟S103開始執行），進而從其餘未獲選的該些候選工作中選擇其工作條件符合展點條件的另一候選工作或者隨機選擇另一候選工作及可用生產機台，以作為接續於此另一當前節點的預選節點（如圖3A所示的節點（J3，M3））。詳言之，在首次執此步驟S107時，運算裝置係基於第一個當前節點（即初始節點）及接續於其下的預選節點進行判斷；然而，在後續執行步驟S107時，運算裝置則是基於所有當前節點（此係包含初始節點以及所有由預選節點定義為當前節點者）及接續於其下的預選節點進行判斷。換言之，步驟S107乃是基於預選節點及串接於預選節點的至少一當前節點來判斷瓶頸節點的每一生產機台的工作時間是否都已達第三門檻時間。
當運算裝置於步驟S107判斷每個生產機台的工作時間皆達第三門檻時間（或所有的候選工作皆已獲選為節點）時，即表示已完成一次本實施例之蒙地卡羅樹狀搜尋的展點階段，故運算裝置可以停止執行展點階段。此時，在停止執行展點階段後，運算裝置可以接著執行模擬階段，即執行步驟S109：計算包含預選節點及串接於預選節點的至少一當前節點的工作排程的模擬分數。
舉例而言，運算裝置可以是以一容許換線次數公式基於一容許換線次數計算模擬分數、以一期望產能公式基於一期望產出數量計算模擬分數及以一容許遲交數公式基於一容許遲交數計算包含預選節點及串接於預選節點的至少一當前節點的工作排程的模擬分數。
容許換線次數公式例如是如下的公式（1），其中期望產能公式中的
Figure 02_image001
係該模擬分數；
Figure 02_image003
較佳是相同於上述的第三門檻時間，然
Figure 02_image003
亦可以是其他門檻時間，用於評估在該門檻時間內的換線次數與容許換線次數之間的相對關係；
Figure 02_image005
係該容許換線次數；
Figure 02_image007
係在該門檻時間內的一總換線次數。
Figure 02_image009
－公式（1）
期望產能公式例如是如下的公式（2），其中
Figure 02_image011
係該模擬分數；
Figure 02_image013
係在該門檻時間內的一產出數量；；
Figure 02_image015
係該期望產出數量；
Figure 02_image003
較佳是相同於上述的第三門檻時間，然
Figure 02_image003
亦可以是其他門檻時間，用於評估在該門檻時間內的產出數量與期望產出數量之間的相對關係。
Figure 02_image017
－公式（2）
容許遲交數公式例如是如下的公式（3），其中
Figure 02_image019
係該模擬分數；
Figure 02_image021
係該容許遲交數；
Figure 02_image023
係在該門檻時間內的一總遲交數；
Figure 02_image003
較佳是相同於上述的第三門檻時間，然
Figure 02_image003
亦可以是其他門檻時間，用於評估在該門檻時間內的遲交數與容許遲交數之間的相對關係。
Figure 02_image025
此外，取得模擬分數的方式亦可以是將上述的模擬分數
Figure 02_image001
、模擬分數
Figure 02_image011
及模擬分數
Figure 02_image019
作為參考模擬分數並各別乘上對應的權重值，則乘上權重值的該些參考模擬分數的總和即為最終的模擬分數。亦即，依據使用需求，模擬分數可以是上述三個公式所計算出的模擬分數的任一者，亦可以是上述三個公式所計算出的模擬分數乘上各別的權重值之和，本發明不對模擬分數的實際計算參數予以限制。
在模擬階段結束後，可以執行回推階段，即步驟S111：將模擬分數疊加至預選節點的總分之中。另外，回推階段亦可以是將模擬分數疊加至第一預選節點（即如圖3A中的第一路徑r1的第一初始節點（J1，M3）或第二路徑r2的第一初始節點（J5，M2））。
在算出模擬分數後，運算裝置可以將模擬分數加至排程路徑上的每個節點的總分，即運算裝置可以將模擬分數加至在展點階段中所判得的所有預選節點個別的總分。簡言之，在執行完一次排程模擬演算後，會取得一條對應的排程路徑，且該排程路徑有對應的模擬分數，運算裝置執行回推階段（步驟S111）即是將該模擬分數各別疊加於該排程路徑上的所有節點的總分。
以圖3A為例，假設在選擇階段所選的初始節點為節點R，在展點階段產生的預選節點為節點（J1，M3）及（J3，M3），故在模擬階段中所計算的模擬分數即為包含節點R、（J1，M3）及（J3，M3）的排程路徑r1的分數。接著，在回推階段運算裝置即可將模擬分數疊加至預選節點（J1，M3）及（J3，M3），此即為完成一次排程模擬演算，而排程路徑r1即為此次排程模擬演算所產生的一個排程路徑。
請接著參考圖2B，圖2B係依據本發明一實施例所繪示的產線排程方法的細部流程圖。在執行完回推階段後，前述的對該些工作執行多次的該排程模擬演算以依序建構該些排程模擬樹，並基於該些排程模擬樹取得該工作排程及每一該些工作的該模擬完工時間還可以包含下述的步驟S113、S115及S117。
步驟S113：判斷包含初始節點的排程模擬樹是否達終止條件。
運算裝置係判斷執行多次排程模擬演算所建構的排程模擬樹是否達終止條件，其中終止條件例如為排程模擬演算的迭代次數已達上限次數，或排程模擬演算的總執行時間已達上限時間等，本發明不對終止條件的設定予以限制。
當運算裝置於步驟S113判斷排程模擬演算未達終止條件時，運算裝置可以執行另一次的排程模擬演算，即運算裝置可以再次執行步驟S101以進一步選擇接續於當前節點（其係可為步驟S107之後才定義為當前節點的預選節點或前述的初始節點）的另一候選工作（如圖3A所示的工作J4或工作J5）及可用生產機台的組合以作為串接於該當前節點的節點（如圖3A所示的節點（J4，M1/M7）或節點（J5，M2））。以節點R串接節點（J5，M2）的第二路徑r2為例，此即為執行該另一次的排程模擬演算所形成的另一條排程路徑。由圖3A示例的排程模擬樹觀之，以節點R為初始節點的排程模擬樹係包含由節點R經節點（J1，M3）至節點（J3，M3）的第一路徑r1、由節點R至節點（J5，M2）的第二路徑r2以及由節點R經節點（J1，M3）至節點（J4，M1/M7）的第三路徑r3。此外，當僅存一個候選工作尚未成為選定節點，因而僅須執行單次的排程模擬演算的情況下，一個排程模擬樹亦可以僅包含一條排程路徑，本發明不對排程模擬樹中的排程路徑的數量予以限制。
另一方面，當運算裝置於步驟S113判斷排程模擬演算已達終止條件時，運算裝置可以執行步驟S115：由連接於初始節點的多個第一預選節點之中擇一做為對應於排程模擬樹的選定節點，其中選定節點的總分高於選定節點以外的該些第一預選節點的總分。
舉例而言，若排程模擬演算達終止條件後得到的排程路徑為圖3A所示的第一路徑r1及第二路徑r2，則運算裝置可以比較第一路徑r1中的預選節點（J1，M3）及第二路徑r2中的預選節點（J5，M2）的總分，其中預選節點（J1，M3）及預選節點（J5，M2）均為串接於初始節點R之後的第一個預選節點。當運算裝置判斷預選節點（J1，M3）的總分高於預選節點（J5，M2）的總分時，則運算裝置可以選定預選節點（J1，M3）為一選定節點。
接著，運算裝置執行步驟S117：判斷該些候選工作是否皆已為選定節點。亦即，運算裝置判斷該些候選工作是否皆已獲選定分別為對應於該些排程模擬樹中的多個選定節點，當運算裝置判斷該些候選工作中尚有至少一個候選工作未獲選定為選定節點時，運算裝置可以再次執行排程模擬演算（即執行步驟S101）；而當運算裝置判斷該些候選工作皆已獲選為分別對應於該些排程模擬樹的該些選定節點時，運算裝置即可以包含該些選定節點的工作排程取得每個工作的模擬完工時間，並據以執行步驟S20。
以圖3A及3B為例，需排進工作排程的所有候選工作例如為工作J1～J5，則步驟S117即係判斷候選工作J1～J5是否均已列為選定節點。當運算裝置於步驟S117判斷並非所有候選工作J1～J5皆已為工作排程中的選定節點時，則運算裝置便重新執行步驟S101，並以最新選定的選定節點作為當前節點，並且可以對應更新第一至第三門檻時間（例如第一門檻時間從原本的兩天更新為三天）。
反之，請參考圖3B，其中圖3B係依據本發明另一實施例所繪示的排程模擬樹的示例圖，當運算裝置於步驟S117判斷所有候選工作J1～J5皆已為選定節點而排進工作排程（即所有的工作節點J1～J5皆已被分配到對應的可用生產機台而為排程路徑r1中的選定節點）時，則運算裝置可以輸出如圖3B所示的包含所有的工作節點（J1，M3）～（J5，M2）的工作排程並算出工作節點（J1，M3）～（J5，M2）在瓶頸站點的模擬完工時間。另需特別說明的是，圖3A及3B中所示的節點R可以為空節點，亦可以是一個工作節點，本發明不對節點R的設定予以限制。
在本實施例的步驟S20中，係在計算出模擬完工時間後，運算裝置可以進一步將每個工作的模擬完工時間扣除流動因數（Flow Factor）乘上每個工作的所需加工時間的值，進而取得每個工作在瓶頸站點的期望投入時間（
Figure 02_image027
），其中流動因數是每一該些工作的產品交付時間除以實際加工時間而取得的值，而所述的產品交付時間為產品從開始加工到完成加工的時間，實際加工時間則為產品交付時間扣除等待時間的時間。同理，以相同估算方式即可推算出瓶頸站點的各個工作在生產線上的其他站點所對應的期望投入時間，最後運算裝置即可輸出生產線的所有工作在各站點的期望投入時間。據此，具有最小期望投入時間、最短換線時間及/或前一道工序最早完成的工作可以被優先排進實際的產線排程中，然本發明不以此為限。
另外，在瓶頸站點的數量為多個的一實施例中，以圖4為例，假設生產工序為如圖4所示的站點1到站點10，且其中站點3及站點10皆為瓶頸站點，運算裝置可以先基於每個工作的需求交期以流動因數求得各個工作在站點10（最後一個瓶頸站點）的期望投入時間（即
Figure 02_image029
），並接著以排程模擬演算方式計算出每個工作在站點10的模擬完工時間，並以計算出的模擬完工時間判得每個工作在站點10的交期。接著，運算裝置依據每個工作在站點10的交期，以流動因數的方式回推每個工作在站點3的期望投入時間，並再以排程模擬演算方式計算出每個工作在站點3的模擬完工時間，並以此次計算出的模擬完工時間判得每個工作在站點3的交期。因此，運算裝置即可依據每個工作在站點3的交期，以流動因數的方式求得每個工作在每個站點的期望投入時間。
在瓶頸站點的數量為多個的另一實施例中，且同樣以站點3及站點10皆為瓶頸站點為例，運算裝置可以先基於每個工作的需求交期以流動因數求得各個工作在站點3及站點10的期望投入時間，並以上述相似的方式，分別計算出該些工作在站點3及站點10的模擬完工時間，並依該二模擬完工時間判得該些工作分別在站點3及站點10的交期。接著，運算裝置依據該些工作分別在站點3及站點10的交期以流動因數求得該些工作在各個站點的期望投入時間，運算裝置即可計算依據該些工作分別在站點3及站點10的交期而求得的期望投入時間的平均，並以求得的平均作為該些工作在各個站點的實際投入時間。
請接著一併參考圖2A及圖5，其中圖5係依據本發明另一實施例所繪示的產線排程方法的流程圖。即圖2A中判斷工作條件是否符合展點條件的步驟S103的詳細實現方式可以是如圖5所示的子步驟。
步驟S1031：判斷該些工作條件中的至少一者是否符合料號條件。當運算裝置判斷該些工作條件皆不符合料號條件時，可以接續執行步驟S1033：判斷該些工作條件中的至少一者是否符合治具搬運條件。當運算裝置判斷該些工作條件皆不符合治具搬運條件時，可以接續執行步驟S1035：判斷該些工作條件中的至少一者是否符合生產起始時間條件。
反之，當於步驟S1031判斷該些工作條件中的至少一者符合料號條件；於步驟S1033判斷該些工作條件中的至少一者符合治具搬運條件；或於步驟S1035判斷該些工作條件中的至少一者符合生產起始時間條件時，則運算裝置可以執行圖2A的步驟S105。
需特別說明的是，在步驟S1031所述的料號條件中，更可以包含在一個展點階段中取得的所有預選節點及串接於預選節點的當前節點的工作時間之和小於一連續執行時間，其中連續執行時間例如是兩天。也就是說，由於當前節點及預選節點通常是為同個料號而對應於同一個機台，故藉由設定連續執行時間的機制，可以使每個機台的工作時間更為平均（如圖3A所示的節點（J1，M3）及串接於其的節點（J3，M3））。
在上述的說明中，圖4所示的步驟S1031、S1033及S1035的順序僅為示例，該些展點條件的判斷優先順序可以依據使用需求進行調整，亦可以依據使用需求增加或刪減展點條件，本發明不以此為限。
請參考圖6，圖6係依據本發明一實施例所繪示的產線系統的方塊圖。以上所述的產線排程方法及其排程模擬演算較佳係由產線排程系統的運算裝置100執行，且適於實施在包含此運算裝置100及多個可用生產機台M1～M7的產線系統中。所述的運算裝置100例如是中央處理器等具有運算能力的裝置，本發明不對運算裝置100的類型予以限制；可用生產機台M1～M7係通訊連接於此運算裝置100。亦即，運算裝置100用於執行上述的產線排程方法以取得每個工作在瓶頸站點的期望投入時間，因此每個可用機台M1～M7在完成一當前工作後，即可基於工作排程從其餘的工作取得一待處理工作。以圖3B為例，當機台M3完成工作J1後，即可基於工作排程判知其餘的工作（J2～J5）中工作J3亦需由機台M3處理，故機台M3即可依據待處理工作J3進行加工參數的調整。
意即，在取得待處理工作後，每個可用生產機台M1～M7更可以基於該待處理工作的產品料號輸出對應的一加工參數通知，並於此可用生產機台的加工參數已設定對應於此待處理工作之後，開始處理該待處理工作。詳言之，在取得待處理工作後，每個可用生產機台可以判斷該待處理工作的產品料號是否相同於前一個工作的料號（即該當前工作的另一產品料號），當可用生產機台判斷該待處理工作的產品料號相同於前一個工作的料號時，即可輸出包含一參數沿用通知的加工參數通知；反之，當可用生產機台判斷該待處理工作的產品料號不同於前一個工作的料號時，則可輸出包含一參數更換通知的加工參數通知。據此，在產品料號改變時，此可用生產機台可另載入對應的加工參數，或者通知工廠人員進行加工參數的調整。
另外，本發明更包含一種電腦可讀取媒體，其包含一程序，由運算裝置執行該程序以執行上述的產線排程方法及其排程模擬演算。
綜上所述，依據本發明一或多個實施例所示的產線排程方法、產線系統及電腦可讀取媒體，可以有效率地執行蒙地卡羅樹狀搜尋中的展點（Expansion）階段，且可以提早計算蒙地卡羅樹狀搜尋的模擬分數，以縮短得到各個工作的排程解的時間。此外，依據本發明一或多個實施例所示的產線排程方法、產線系統及電腦可讀取媒體，可以基於各個工作在瓶頸站點的完工時間回推得到各個工作在各個站點的期望投入時間，以作為後續全產線排程的依據。
雖然本發明以前述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。在不脫離本發明之精神和範圍內，所為之更動與潤飾，均屬本發明之專利保護範圍。關於本發明所界定之保護範圍請參考所附之申請專利範圍。
r1:第一路徑 r2:第二路徑 R:節點 J1～J5:工作 M1～M7:可用生產機台 100:運算裝置
圖1係依據本發明一實施例所繪示的產線排程方法的流程圖。 圖2A及2B係依據本發明一實施例所繪示的產線排程方法的細部流程圖。 圖3A及3B係依據本發明多個實施例所繪示的排程模擬樹的示例圖。 圖4係繪示加工工序的示例圖。 圖5係依據本發明另一實施例所繪示的產線排程方法的流程圖。 圖6係依據本發明一實施例所繪示的產線系統的方塊圖。

Claims (24)

  1. 一種產線排程方法，適用於一訂單的多個工作，其中該些工作皆經過具有至少一生產機台的一瓶頸站點，且該些工作分別對應多個工作條件，該產線排程方法包含：對該些工作執行多次的一排程模擬演算以依序建構多個排程模擬樹，並基於該些排程模擬樹取得一工作排程及每一該些工作的一模擬完工時間，其中該些排程模擬樹的每一個包含至少一排程路徑，且該至少一排程路徑的每一個係由一次的該排程模擬演算所產生；以及基於每一該些工作的該模擬完工時間，計算出每一該些工作在包含該瓶頸站點的多個站點的多個期望投入時間，其中該排程模擬演算包含：基於至少一展點條件及該些工作條件執行一展點階段以取得該排程路徑。
  2. 如請求項1所述的產線排程方法，其中該至少一展點條件包含一料號條件、一治具搬運條件及一生產起始時間條件的至少一者。
  3. 如請求項1所述的產線排程方法，其中該排程模擬演算的該展點階段係用於將該些工作排程於該排程路徑中，其中該展點階段包含多個選點程序，且每一該些選點程序包含一選點子程序，其中該選點子程序包含：判斷該些工作條件中的至少一者是否符合該些展點條件的至少一者；當判斷該些工作條件的一者符合該些展點條件的至少一者時，選擇該工作條件符合該至少一展點條件的該工作及對應的一可用生產機台基於一當前節點作為接續於該當前節點的一預選節點；以及當判斷該些工作條件皆不符合該些展點條件時，隨機選擇該些工作的一者及對應的另一可用生產機台作為接續於該當前節點的該預選節點。
  4. 如請求項3所述的產線排程方法，其中該選點子程序是一第一選點子程序，且每一該些選點程序更包含一第二選點子程序，該第二選點子程序是執行於該第一選點子程序之後，其中該第二選點子程序包含：基於該預選節點及串接於該預選節點的至少一當前節點判斷分別對應於該至少一生產機台的至少一工作時間是否皆達一門檻時間，其中串接於該預選節點的該至少一當前節點係包含前述的當前節點；當判斷該至少一生產機台之一的該工作時間未達該門檻時間時，定義該預選節點為另一當前節點，並基於該另一當前節點執行另一選點程序；以及當判斷該至少一工作時間皆已達該門檻時間時，停止執行該些選點程序。
  5. 如請求項4所述的產線排程方法，其中該排程模擬演算更包含一模擬階段於停止該展點階段之後執行，該模擬階段包含：計算該排程模擬演算所對應的該排程路徑的一模擬分數。
  6. 如請求項5所述的產線排程方法，其中在該展點階段首次執行的選點程序中，該當前節點係為一初始節點，該預選節點係為一第一預選節點，且該排程模擬演算更包含一回推階段於該模擬階段之後執行，該回推階段包含：將該模擬分數疊加至該第一預選節點的一總分之中。
  7. 如請求項6所述的產線排程方法，其中對該些工作執行多次的該排程模擬演算以依序建構該些排程模擬樹包含：判斷包含該初始節點的該排程模擬樹是否已達一終止條件；當判斷該排程模擬樹未達該終止條件時，執行另一次的該排程模擬演算；以及當判斷該排程模擬樹已達該終止條件時，由連接於該初始節點的多個第一預選節點之中擇一做為對應於該排程模擬樹的一選定節點，其中該選定節點的總分高於該選定節點之外的該些第一預選節點的總分。
  8. 如請求項1所述的產線排程方法，其中對該些工作執行多次的該排程模擬演算以依序建構該些排程模擬樹，並基於該些排程模擬樹取得該工作排程及每一該些工作的該模擬完工時間係包含：判斷該些工作是否皆已獲選定為分別對應於該些排程模擬樹的多個選定節點；當判斷該些工作尚有至少一工作未獲選定為該選定節點時，再次執行該排程模擬演算；以及當判斷該些工作皆已獲選為分別對應於該些排程模擬樹的該些選定節點時，以包含該些選定節點的該工作排程取得每一該些工作的該模擬完工時間。
  9. 如請求項2所述的方法，其中該料號條件包含：該工作條件中的一產品料號相同於該當前節點的一當前料號。
  10. 如請求項9所述的方法，其中該料號條件更包含：該工作條件中的一預計投入時間落於該門檻時間。
  11. 如請求項2所述的方法，其中該治具搬運條件包含：該工作條件中的一機台治具相同於該當前節點的一當前機台治具。
  12. 如請求項2所述的方法，其中該生產起始時間條件包含：該工作條件中的一可用機台時間為該些工作條件中最早的一者。
  13. 如請求項4所述的方法，其中判斷該些工作條件中的至少一者是否符合該些展點條件的至少一者包含：判斷該些工作條件中的至少一者是否符合一料號條件；以及當判斷該些工作條件皆未符合該料號條件時，判斷該些工作條件中的至少一者是否符合一治具搬運條件；當判斷該些工作條件皆未符合該治具搬運條件時，判斷該些工作條件中的至少一者是否符合一生產起始時間條件；以及當判斷該些工作條件皆未符合該生產起始時間條件時，始隨機選擇該些工作中的另一者作為該預選節點。
  14. 如請求項4所述的方法，其中當該些工作條件中的多個符合該展點條件時，該排程模擬演算更包含：以該些工作條件中具有最早的一需求投入時間的該工作條件對應的該工作作為該預選節點。
  15. 如請求項4所述的方法，其中該些展點條件包含一料號條件，該料號條件包含：於該展點階段取得的該預選節點及串接於該預選節點的該至少一當前節點的一工作時間之和小於一連續執行時間，判斷該些工作條件中的至少一者是否符合該些展點條件的至少一者包含：基於該些工作條件判斷於該展點階段取得的該預選節點及串接於該預選節點的該至少一當前節點的該工作時間之和是否小於該連續執行時間；以及當判斷該工作時間之和不小於該連續執行時間時，判斷該些工作條件中的至少一者是否符合該些展點條件中的另一者。
  16. 如請求項5所述的方法，其中計算該排程模擬演算所對應的該排程路徑的該模擬分數包含：基於一容許換線次數、一期望產出數量及一容許遲交數計算該模擬分數。
  17. 如請求項16所述的方法，其中基於該容許換線次數計算該模擬分數係：基於該門檻時間、在該門檻時間內的該容許換線次數及在該門檻時間內的一總換線次數計算出該模擬分數。
  18. 如請求項16所述的方法，其中基於該期望產出數量計算該模擬分數係：基於該門檻時間、在該門檻時間內的一產出數量以及在該門檻時間內的該期望產出數量計算出該模擬分數。
  19. 如請求項16所述的方法，其中基於該容許遲交數計算該模擬分數係：基於該門檻時間、在該門檻時間內的該容許遲交數以及在該門檻時間內的一總遲交數。
  20. 如請求項16所述的方法，其中基於該容許換線次數、該期望產出數量及該容許遲交數計算該模擬分數係：計算該容許換線次數、該期望產出數量及該容許遲交數各別對應的一參考模擬分數；將該容許換線次數、該期望產出數量及該容許遲交數各別對應的該參考模擬分數乘上各別對應的一權重值；以及以乘上各別對應的該權重值的該些參考模擬分數的總和作為該模擬分數。
  21. 如請求項1所述的方法，其中計算出該些期望投入時間之一包含：以該些工作之一的一產品交付時間除以一實際加工時間以取得一流動因數；以及以該些工作之一的該模擬完工時間扣除該流動因數乘上該實際加工時間的值以取得該期望投入時間。
  22. 一種產線系統，包含：一運算裝置，用以執行請求項1所述的該產線排程方法以取得該工作排程；以及多個可用生產機台，通訊連接於該運算裝置，每一該些可用生產機台於完成一當前工作後，基於該工作排程從該運算裝置取得該些工作中的一待處理工作，每一該些可用生產機台更基於該待處理工作的一產品料號輸出一加工參數通知。
  23. 如請求項22所述的產線系統，其中每一該些可用生產機台基於該待處理工作的該產品料號輸出該加工參數通知包含：每一該些可用生產機台於判斷該產品料號不同於該當前工作的另一產品料號時，輸出的該加工參數通知包含一參數更換通知，每一該些可用生產機台於判斷該產品料號相同於該當前工作的該另一產品料號時，輸出的該加工參數通知包含一參數沿用通知。
  24. 一種電腦可讀取媒體，包含一程序，由一運算裝置執行該程序以執行請求項1所述的該產線排程方法。
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