用于最佳化人工装配线配置的方法及系统与流程

本发明涉及装配线(assembly line)配置技术，特别涉及用于最佳化人工装配线配置的方法及系统。

背景技术：

1、装配线是指让物件以一定的速度连续地通过一系列站点，并按照特定要求在各站点完成相应的组装操作。装配线的主要精神在于让一个生产单位(例如人或设备)只专注处理某个片段的工作，而非传统上让一个生产单位从上游到下游完整地完成一个产品。

2、对于以小量多样订单进行生产的组装厂家而言，其产线变化快速，因此会频繁地产生装配线配置的需求。良好的装配线配置应能尽量使单一站点的组装动作精简，并且平衡每一站点的工作负担，以提高良率及产能。

3、然而，现行的装配线配置技术，需由管理人员输入模拟生产状况的信息。囿于管理人员有限的知识及经验，其输入的模拟信息可能无法确实地反映实际的生产状况。举例来说，管理人员例如可能会低估特定站点的组装操作的复杂度，导致该站点实际的操作时间远大于其他站点，因而降低了产能。

4、此外，在人工装配线的场景中，装配员(assemblers)可以说是装配线配置最关键的考虑要素。然而，管理人员在短时间内可能难以掌握每一装配员的具体状况。举例来说，特定站点的装配员可能操作技术尚未熟练，或者有其他短期的生理或心理因素影响生产力，但管理人员可能难以即时地依据上述这些状况对装配线配置进行调整。

5、因此，需要一种方法及系统，能根据装配线的实地状况，即时地提供最佳化人工装配线配置的建议。

技术实现思路

1、本公开提供一种用于最佳化人工装配线配置的方法，由处理装置所执行，包含：基于一或多个装配员的操作信息，分析出每一装配员的组装操作及对应于组装操作的操作时间；基于组装操作及操作时间，以及多个条件参数，生成多个候选解，其中每一候选解指示将组装操作分配给多个站点的一种产线配置；从多个候选解中，基于每一候选解的工作负担平衡信息，选取至少一个候选解作为最佳解。

2、在某些实施例中，条件参数包含站点数量上限。站点的数量不大于站点数量上限。

3、在某些实施例中，条件参数还包含操作时间下限、操作时间上限、操作优先序规则及操作合并规则。所有候选解所指示将组装操作分配给站点的产线配置，皆符合操作优先序规则及操作合并规则。分配给每一站点的组装操作所对应的操作时间的总和不小于操作时间下限且不大于操作时间上限。

4、在某些实施例中，基于组装操作、操作时间及条件参数，生成候选解，包含：根据操作优先序规则，将组装操作分派给多个群组；对每一群组，根据操作合并规则，将群组内的组装操作分派给一或多个子群组；根据操作时间下限、操作时间上限及站点数量上限，判断是否将子群组的局部配置加入群组的局部解；组合所有群组的局部解，以生成候选解。

5、在某些实施例中，基于组装操作、操作时间及条件参数，生成候选解，还包含：对每一子群组，根据操作时间下限、操作时间上限及站点数量上限，判断子群组是否可分割；响应于子群组可分割，分割子群组，并将分割后的子群组的局部配置加入群组的局部解。

6、在某些实施例中，根据操作时间下限、操作时间上限及站点数量上限，判断是否将子群组的局部配置加入群组的局部解，包含：若子群组的数量不大于站点数量上限，且所有子群组内的组装操作所对应的操作时间的总和皆不小于操作时间下限且不大于操作时间上限，则判断将子群组的局部配置加入群组的局部解。

7、在某些实施例中，本公开提供的方法还包含基于物件工作区宽度、双手活动宽度及输送带速度范围，计算操作时间下限及操作时间上限。

8、在某些实施例中，本公开提供的方法还包含基于可容纳站点数及可派工人数，计算站点数量上限。

9、在某些实施例中，工作负担平衡信息包含单站最大动作种类及单站最大操作时间。

10、在某些实施例中，从多个候选解中，基于每一候选解的工作负担平衡信息，选取至少一个候选解作为最佳解，包含：从候选解中筛选出具有最少的单站最大动作种类数量者；若只有唯一一个候选解具有最少的单站最大动作种类数量，则将该唯一候选解作为最佳解；若有多个候选解具有最少的单站最大动作种类数量，则从这些候选解中选出具有最少的单站最大操作时间者，作为最佳解。

11、在某些实施例中，从多个候选解中，基于每一候选解的工作负担平衡信息，选取至少一个候选解作为最佳解，包含：基于每一候选解的单站最大动作种类数量及单站最大操作时间，使用评价函数，计算每一候选解的评价分数；从多个候选解中选取具有最高或最低的评价分数者，作为最佳解。

12、在某些实施例中，本公开提供的方法还包含基于最佳解的单站最大操作时间，以及物件工作区宽度及双手活动宽度，计算最佳解所对应的输送带速度。

13、在某些实施例中，本公开提供的方法还包含基于最佳解的单站最大操作时间，以及装配线长度、持续工作时间及输送带速度，计算最佳解所对应的预估产能。

14、在某些实施例中，基于一或多个装配员的操作信息，分析出每一装配员的组装操作及对应于组装操作的操作时间，包含：从每一装配员的操作信息中，分析出装配员的动作、手持物件及作用物件；基于动作、手持物件及作用物件，取得装配员的组装操作。

15、本公开亦提供一种用于最佳化人工装配线配置的系统，该系统包含信息搜集单元及运算单元。信息搜集单元设置以搜集一或多个装配员的操作信息。运算单元与信息搜集单元连接，包含处理装置，处理装置设置以接收信息搜集单元所搜集到的装配员的操作信息，并执行上述用于最佳化人工装配线配置的方法。

16、本公开所提供用于最佳化人工装配线配置的方法及系统，能根据装配线的实地状况，即时地提供最佳化人工装配线配置的建议，使得单一站点的组装动作精简，并且平衡每一站点的工作负担，装配线的良率及产能得以提升。

技术特征：

1.一种用于最佳化人工装配线配置的方法，由处理装置所执行，包括：

2.如权利要求1所述的方法，其中所述条件参数包括站点数量上限；以及

3.如权利要求2所述的方法，其中所述条件参数还包括操作时间下限、操作时间上限、操作优先序规则及操作合并规则；以及

4.如权利要求3所述的方法，其中基于所述组装操作及所述操作时间，以及所述条件参数，生成所述候选解，包括：

5.如权利要求4所述的方法，其中基于所述组装操作及所述操作时间，以及所述条件参数，生成所述候选解，还包括：

6.如权利要求4所述的方法，其中根据该操作时间下限、该操作时间上限及该站点数量上限，判断是否将该一或多个子群组的该局部配置加入该群组的该局部解，包括：

7.如权利要求3所述的方法，还包括：

8.如权利要求2所述的方法，还包括：

9.如权利要求2所述的方法，其中该工作负担平衡信息包括单站最大动作种类及单站最大操作时间。

10.如权利要求9所述的方法，其中从所述候选解中，基于每一所述候选解的该工作负担平衡信息，选取所述候选解的该至少一个作为该最佳解，包括：

11.如权利要求9所述的方法，其中从所述候选解中，基于每一所述候选解的该工作负担平衡信息，选取所述候选解的该至少一个作为该最佳解，包括：

12.如权利要求9所述的方法，还包括：

13.如权利要求12所述的方法，还包括：

14.如权利要求1所述的方法，其中基于该一或多个装配员的操作信息，分析出每一所述装配员的该组装操作及对应于该组装操作的该操作时间，包括：

15.一种用于最佳化人工装配线配置的系统，包括：

16.如权利要求15所述的系统，其中所述条件参数还包括站点数量上限、操作时间下限、操作时间上限、操作优先序规则及操作合并规则；以及

17.如权利要求16所述的系统，其中基于所述组装操作及所述操作时间，以及所述条件参数，生成所述候选解，包括：

18.如权利要求17所述的系统，其中根据该操作时间下限、该操作时间上限及该站点数量上限，判断是否将该一或多个子群组的该局部配置加入该群组的该局部解，包括：

19.如权利要求16所述的系统，其中该工作负担平衡信息包括单站最大动作种类及单站最大操作时间；以及

20.如权利要求16所述的系统，其中该工作负担平衡信息包括单站最大动作种类及单站最大操作时间；以及

21.如权利要求16所述的系统，其中该工作负担平衡信息包括单站最大动作种类及单站最大操作时间，且该处理装置更设置以执行以下操作：

技术总结
一种用于最佳化人工装配线配置的方法及系统。该方法由处理装置所执行，包含：基于一或多个装配员的操作信息，分析出每一装配员的组装操作及对应于组装操作的操作时间；基于组装操作及操作时间，以及多个条件参数，生成多个候选解；从多个候选解中，基于每一候选解的工作负担平衡信息，选取至少一个候选解作为最佳解。

技术研发人员：刘柏凯,姚昌皓,蔡依芸,林俊隆,林敬杰
受保护的技术使用者：财团法人工业技术研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13