[发明专利]一种流水车间控制方法及装置

说明书

本发明提供了一种流水车间控制方法及装置，该方法包括：获取流水车间的第一预设数目的目标设备的加工日历；获取第二预设数目的工件在目标设备上，具有最短总加工时间的目标加工次序；根据加工日历和目标加工次序，确定各个工件在各个目标设备上进行零空闲加工的目标开始时间和目标结束时间，其中，目标开始时间和目标结束时间均位于加工日历范围之内；根据目标开始时间和目标结束时间，控制各个目标设备对各个工件进行加工。因此，本发明的方案，能够根据不同设备的不同加工日历以及最优加工次序，确定各个工件在各个设备上进行零空闲加工的开始时间和结束时间，从而实现差异性设备工作日历下的流水车间设备工作的连续性。

技术领域

本发明涉及制造技术领域，尤其涉及一种流水车间控制方法及装置。

背景技术

流水车间调度问题(FSP)是研究最广泛的生产调度问题之一，具有很强的工程应用背景。研究表明：约有25％的生产制造系统、组装线和信息服务设施可简化为FSP模型。流水生产方式由于其按一定节拍进行的连续式生产过程，以及其任务工序间加工零件规律性传递的生产机制，能够大幅度提升生产任务的生产效率和质量。在传统的置换流水车间调度问题中，流水线生产过程的单个零件在一道工序加工完毕后，立即转移到下道工序继续加工，避免了任务零件在成批加工和流转过程中浪费大量的等待时间，从而实现任务加工效率的提升。然而，传统的置换流水车间这种以零件个体为单位的单件传递流水机制，由于后续工序需要等待前驱工序加工完毕后才能开始生产，因此如果零件前后工序加工时间存在差异，尤其是在后续工序加工时间快于前驱工序的情况下，相邻工序间就会出现一定的时间间隔。这种时间间隔会造成设备的频繁启停，对于一些特殊产品如集成电路、纺织和陶瓷等的生产制造过程，会增加设备使用成本，因此不允许机器停止运转，即形成所谓的零空闲调度问题。零空闲流水车间调度问题的求解核心为确定各工件的生产次序，即一个加工序列，使得某项生产指标最优。问题通常假设所有机器上工件的加工次序相同，即总共需要考虑n！(n为工件的个数)个不同的排列。

当给定工件加工次序，传统的零空闲流水车间调度问题的解码思路通常为，首先根据工件加工次序完成置换流水车间的调度，再根据置换流水车间的调度结果，从第二台设备开始，依次将相关工序的开始时间后移，消除设备内空闲时间并满足工序间约束，最后得到零空闲流水车间的调度结果。其中，工序后移的过程即为压件缓冲的过程，即单个零件在一道工序加工完毕后，不是立即转移到下道工序加工，而是被暂时存储在工序之间形成缓存，当缓存积累到一定量后再开始下道工序的加工，以保证下道工序设备的持续运行。因此，传统的零空闲流水车间调度问题的解码核心是工序间压件量的计算。

然而，在实际生产中，由于设备的加工日历不同，不同的设备每天或每周的加工时间存在差异，故对于零空闲流水车间调度问题，其调度结果无法用传统的甘特图形式表示，甘特图上每台设备对应的区域应分为可占用区域和不可占用区域。此外，压件量的计算也因为设备的工作时间差异比传统的零空闲流水车间调度问题复杂。

此外，对于零空闲流水车间调度问题，虽然已有大量的研究，但往往存在以下不足：

1、目前研究的零空闲流水车间调度问题所涉及的设备加工日历都相同，其调度算法尤其是解码算法简单，直接在时间轴上将相关工序后移，无法应对实际生产中的涉及到具有差异性加工日历的设备的调度问题；

2、传统的用于产生工件加工次序的参照最近插入规则所提出的启发式算法(Saadani-Guinet-Moalla，SGM)、改进贪心算法(important greedy algorithm，IGA)等启发式算法，以及差分进化算法等智能优化算法，都是以工序的工时为依据，以设备加工日历相同为基础，不适用于设备加工日历不同的实际生产情况。

发明内容

为了克服现有技术中存在的上述问题，本发明的实施例提供了一种流水车间控制方法及装置，能够根据不同设备的不同加工日历以及最优加工次序，确定各个工件在各个设备上进行零空闲加工的开始时间和结束时间，从而实现差异性设备工作日历下的流水车间设备工作的连续性。