[发明专利]一种智能生产流水线调配系统

权利要求书

1.一种智能生产流水线调配系统，其特征在于，包括依次相连的流水线生产信息库、流水线调配模块和生产执行模块；其中，

所述流水线生产信息库包括企业能够生产的所有订单属性以及企业拥有的所有资源属性；

所述流水线调配模块，用于根据所述企业能够生产的所有订单属性以及企业拥有的所有资源属性，并依据预先设定的流水线调配模型，获得所有待生产订单的总流水线调配方案；

所述生产执行模块，用于执行所述所有待生产订单的总流水线调配方案；

所述智能生产流水线调配系统的流水线调配方法为：

S1.构建流水线生产信息库：包括企业能够生产的所有订单种类、每一类订单对应的最优流水线调配方案以及最优流水线调配方案对应的单位加工时间和单位加工成本，以及企业拥有的所有资源属性；每一个最优流水线调配方案包括流水线工序执行顺序表、工序执行时间表和资源使用时间表，按最优流水线调配方案生产该类订单时的单位加工时间最短；

S2.获得总流水线调配方案：流水线调配模块根据流水线生产信息库中最优流水线调配方案先确定待生产订单的工序执行顺序表，然后依据流水线调配模型，以最短完工时间和最低加工成本为调配目标，以完工时间约束、订单优先级约束和资源使用约束为约束条件，获得多订单同时在线生产时，每个订单的工序执行时间表和资源使用时间表；

设所有待生产订单为S′＝{S₁，S₂，…，S_n′}，n′≤n，对应的生产批量记为b₁，b₂，…，b_n′，则最小完工时间的调配目标函数和最低加工成本的调配目标函数如式(1)所示：

其中，x表示所有待生产订单为S′＝{S₁，S₂，…，S_n′}的总流水线调配方案，x＝{x₁，x₂，…，x_n′}，方案x_i′的工序执行顺序表通过流水线生产信息库中最优流水线调配方案确定，只需依据流水线调配模型确定多订单同时在线生产时，每个订单的工序执行时间表和资源使用时间表；T表示方案x下完成全部待生产订单的总时间，C表示方案x下完成全部待生产订单的总成本，针对特定的总流水线调配方案x，f₁(x)和f₂(x)的计算公式如式(2)所示：

其中，T_i′(x_i′)表示待生产订单Si′，i′＝1,2,…,n′完成所有工序总的单位加工时间；p_i′表示待生产订单Si′的工序数；PC_i′(k)表示订单Si′第k道工序的单位加工成本；T_i′(x_i′)的计算公式如式(3)所示：

其中，t_i′(k-1)表示第k-1道工序的完成时间，令t_i′(0)＝0，即从0时刻开始计时；DT_i′(k)表示订单Si′从第k-1道工序运输到第k道工序的时间；WT_i′(k)表示订单Si′到达第k道工序时的等待时间；PT_i′(k)表示订单Si′第k道工序的单位加工时间；

将每个待生产订单的每道工序到达下一道工序的时间进行比较，判断是否需要等待，计算等待时间WT_i′(k)；假设有两个待生产订单S_i′和S_j′，1≤i′,j′≤k，且i′≠j′，S_i′中的工序用a表示，S_j′中的工序用e表示，则有如下两种情况：

(1)如果工序a与工序e分配企业的相同资源

(11)当待生产订单S_i′先到达工序a，并且S_i′的工序a加工完成前待生产订单S_j′已到达工序e，即t_j′(e-1)+DT_j′(e)-PT_i′(a)＜t_i′(a-1)+DT_i′(a)＜t_j′(e-1)+DT_j′(e)时：

(12)当待生产订单S_i′先到达工序a，但S_i′的工序a加工完成时，待生产订单S_j′还没到达或刚到达工序e，即t_i′(a-1)+DT_i′(a)≤t_j′(e-1)+DT_j′(e)-PT_i′(a)时：

(13)当待生产订单S_i′和S_j′同时到达工序a和e，即t_i′(a-1)+DT_i′(a)＝t_j′(e-1)+DT_j′(e)时，等待时间计算公式与式(4)相同；

(14)当待生产订单S_j′先到达工序e，但S_j′的工序e加工完成前S_i′已到达工序a，即t_i′(a-1)+DT_i′(a)-PT_j′(e)＜t_j′(e-1)+DT_j′(e)＜t_i′(a-1)+DT_i′(a)时：

(15)当待生产订单S_j′先到达工序e，但S_j′的工序e加工完成时，待生产订单S_i′还没到达或刚到达工序a，即t_j′(e-1)+DT_j′(e)≤t_i′(a-1)+DT_i′(a)-PT_j′(e)时，等待时间计算公式与式(5)相同；

(2)如果工序a与工序e分配企业的不同资源，则不存在等待情况，等待时间计算公式与式(5)相同；

所述完工时间约束为确保所有待生产订单在其最迟交货期内完工，具体为：

T_i′(x_i′)≤RT_i′ (7)

其中，RT_i′表示订单Si′的最迟交货期；

所述订单优先级约束为确保所有待生产订单中最迟交货期在前的订单优先完工，具体为：

若RT_i′≤RT_j′，则T_j′(x_j′)≤T_j′(x_j′)；

所述资源使用约束为:

(1)确保资源被占用的总数量小于等于企业拥有的所有资源总数量，具体为：

Q′₁+Q′₂+…+Q′_m≤Q (8)

(2)确保每一道工序占用的资源总数量小于等于企业拥有的每一类资源总数量，具体为：

其中，Q′_m为同时在线生产的所有订单占用m类资源的总数量；

S3.流水线生产执行：生产执行模块根据流水线调配模块确定的每个订单的工序执行顺序表、工序执行时间表和资源使用时间表，进行流水线生产。