生产场景下的产线自动化排产方法、装置、设备及介质与流程

本发明涉及产线排产，尤其涉及一种生产场景下的产线自动化排产方法、装置、设备及介质。

背景技术：

1、随着工业数字化进程的持续推进，制造企业均采用智能化系统来管理企业生产，在产品生产产线上的设备排产等方面，依旧存在需要进行智能优化的地方，特别在大型制造企业，工人多、工种多、产线多，使得在调度生产时面临着许多困难，产线效率始终无法达到工业排程的预期结果，平衡率较低等情况。

2、传统的人工排产效率较低，现有技术采用图优化算法的排产方式在产线和规模增大时，计算效率低下；并且现有生产流水线的任务排班表大多基于单个产品来确定，根据单个产品的生产约束条件进行模型优化求解，确定最优排班；但是，流水线批量生产产品，同时在流水线上生产的产品有多个，现有技术所生成的任务排产不能满足流水线上多个产品的生产需求，进而无法实现高效的流水化生产。

技术实现思路

1、本发明提供一种生产场景下的产线自动化排产方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质，其主要目的在于解决无法满足产线上多个产品的生产需求以及高效化流水线生产的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供的一种生产场景下的产线自动化排产方法，包括：

3、获取产线设备的保养要求，确定所述保养要求对应的产线开班规则；

4、获取所述产线设备的启停要求，根据所述启停要求以及所述产线开班规则进行启停分析，得到启停结果；

5、根据预设的生成交付限制以及所述产线设备的产能限制生成生产约束；

6、对所述产线设备的换型限制进行约束分析，得到换型结果；

7、根据预设的产品优先级规则、所述启停结果、所述生产约束以及所述换型结果构建目标函数；

8、获取生产交付需求，根据所述生产交付需求对所述目标函数进行求解，根据求解的结果生成所述产线设备的排产方案。

9、本发明一实施例中，所述确定所述保养要求对应的产线开班规则，包括：

10、根据所述保养要求分别设置保养日产线排班以及非保养日产线排班；

11、对所述保养日产线排班规则以及所述非保养日产线排班进行向量化表示，得到保养日产线排班规则以及非保养日产线排班规则，并将所述保养日产线排班规则以及所述非保养日产线排班规则作为产线开班规则。

12、本发明一实施例中，所述产线开班规则包括开班约束，所述开班约束表示为：

13、∑pcip,j≤1,j＝1,2,…,7

14、其中,cip,j为第i条产线第j天第p个排班向量代表的产线开班规则所对应的0-1人工变量，0表示不采用，1表示采用。

15、本发明一实施例中，所述根据所述启停要求以及所述产线开班规则进行启停分析，得到启停结果，包括：

16、根据启停要求以及产线开班规则构建启停约束；

17、根据启停约束确定启停次数，并将所述启停次数作为启停结果。

18、本发明一实施例中，所述启停约束表示为：

19、yj≤∑p∈ecpj

20、yj≤(1-∑p∈fcp，j-1)

21、yj≥∑p∈{1，3，5，6，7}cpj+(1-∑p∈{0，2，4，6，7}cp，j-1)-1

22、其中，yj表示为第j天对应的0-1人工启停变量，cpj为第p个排班向量第j天代表的开班规则对应的0-1人工变量，e、f是关于p的集合，cpj，p∈e以及cpj，p∈f用以表示指定排班规则对应的0-1人工变量。

23、本发明一实施例中，所述生产约束表示为：

24、

25、∑qxq，j≤v*worktimej

26、其中，xq，j表示为产线设备在第j天产品q的实际产量，aq，j表示为产线设备在第j天产品q的需求产量，n表示为产品的种类总数，v表示为产线设备处理产品的平均速度，worktimej表示为产线设备在第j天的开班时长。

27、本发明一实施例中，所述对所述产线设备的换型限制进行约束分析，得到换型结果，包括：

28、根据所述换型限制生成换型约束；

29、根据所述换型约束确定换型次数，并将所述换型次数作为换型结果。

30、本发明一实施例中，所述换型约束表示为：

31、xq，j≤dq，j*m+b

32、xq，j≥(dq，j-1)*m+b

33、其中，m表示为预设的极大正数，b∈(0，1)，xq，j表示为产线设备在第j天产品q的实际产量，dq，j表示为产线设备在第j天产品q的人工换型变量，xq，j＞0时，dq，j＝1；xq，j＝0时，dq，j＝0。

34、本发明一实施例中，所述目标函数包括优先级目标函数与无优先级函数约束，其中，所述优先级目标函数表示为：

35、objfunc＝∑i worktimej+α1*ssf+α2*ssd+α3*[wpre[1]*(∑j apre[1]，j-∑j xpre[1]，j)+wpre[2]*(∑j apre[2]，j-∑j xpre[2]，j)+…+wpre[-1]*(∑j apre[-1]，j-∑j xpre[-1]，j)]

36、其中，worktimej表示为产线设备在第j天的开班时长，ssf表示为启停结果，ssd表示为换型结果，wpre[1]表示为优先级排序最高的产品对应的权重，apre[1]，j表示为优先级排序最高的产品在第j天对应的需求产量，xpre[1]，j表示为优先级排序最高的产品在第j天对应的实际产量，wpre[2]表示为优先级排序次高的产品对应的权重，apre[2]，j表示为优先级排序次高的产品在第j天对应的需求产量，xpre[2]，j表示为优先级排序次高的产品在第j天对应的实际产量，wpre[-1]表示为优先级排序最低的产品对应的权重，apre[-1]，j表示为优先级排序最低的产品在第j天对应的需求产量，xpre[-1]，j表示为优先级排序最低的产品在第j天对应的实际产量，objfunc表示为目标函数的函数值；α1，α2，α3分别表示为预设的第一权重系数、第二权重系数以及第三权重系数；

37、所述无优先级函数约束表示为：

38、

39、其中，xq，j表示为产线设备在第j天产品q的实际产量，aq，j表示为产线设备在第j天产品q的需求产量，pre表示为优先级产品。

40、为了解决上述问题，本发明还提供一种生产场景下的产线自动化排产装置，所述装置包括：

41、产线第一约束生成模块，用于获取产线设备的保养要求，确定所述保养要求对应的产线开班规则；

42、产线第二约束生成模块，用于获取所述产线设备的启停要求，根据所述启停要求以及所述产线开班规则进行启停分析，得到启停结果；

43、产线第三约束生成模块，用于根据预设的生成交付限制以及所述产线设备的产能限制生成生产约束；

44、产线第四约束生成模块，用于对所述产线设备的换型限制进行约束分析，得到换型结果；

45、产线目标函数生成模块，用于根据预设的产品优先级规则、所述启停结果、所述生产约束以及所述换型结果构建目标函数；

46、排产方案生成模块，用于获取生产交付需求，根据所述生产交付需求对所述目标函数进行求解，根据求解的结果生成所述产线设备的排产方案。

47、为了解决上述问题，本发明还提供一种电子设备，所述电子设备包括：

48、至少一个处理器；以及，

49、与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

50、所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行上述所述的生产场景下的产线自动化排产方法的。

51、为了解决上述问题，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有至少一个计算机程序，所述至少一个计算机程序被电子设备中的处理器执行以实现上述所述的生产场景下的产线自动化排产方法。

52、本发明通过根据产线设备的保养要求、启停要求、产线限制等产线设备的固有性能生成对应的约束规则，进而在满足产线设备生产与运行的同时保证产品的排产规则指定；通过产品优先级规则、启停结果、生产约束以及换型结果构建而成目标函数进行求解，满足了产线上多个产品的生产需求，实现了高效化的流水线产品生产。因此本发明提出的生产场景下的产线自动化排产方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质，可以解决无法满足产线上多个产品的生产需求以及高效化流水线生产的问题。