[发明专利]基于工位排序的车间物料动态配送模型设计及实现方法

说明书

本发明公开了一种基于工位排序的车间物料动态配送模型设计及实现方法。在考虑车载量约束和相关工位关联度的基础上确定配送工位，根据变动的时间窗，以配送距离成本和时间窗偏离成本最小为目标，采用系统动力学仿真和启发式算法寻优对模型求解，从而对工位配送顺序进行实时调整。结果表明：相比于物料静态配送策略，基于工位排序的物料动态配送策略使线边库存均值下降，配送成本有效降低，能够统筹各个工位的动态变化，实现了智能感知网环境下车间物料配送计划的实时动态自适应调整。

技术领域

本发明属于车间物料配送优化技术领域，涉及基于工位排序的车间物料动态配送模型的设计和实现。

背景技术

传统制造车间生产过程可视化程度低，缺少实时生产过程信息的支持而存在物料配送不准确、不及时的问题，影响生产加工进程，整个生产线加工效率和质量无法保证。工业4.0是大数据驱动的智能制造，其通过物物相连使得感知设备、生产装备、联网终端，以及生产者本身持续产生大量的数据，并通过构建智能化的车间物联网系统架构，对实时采集到的大量数据进行挖掘和诊断分析，将有助于降低制造企业供应链运营成本、优化其整个供应链。目前国内外物联网技术在制造业的应用总体还处于发展阶段，除了相关的理论，更多侧重于通过感知手段为车间中的人员、机器、物料、环境提供监控方法和触发手段。

针对车间物料配送问题，大部分研究关注于确定性配送路径优化问题，未全面考虑到车间实时生产状态，少部分研究对物料配送过程中物联网技术的应用进行了探索，但仅局限于对物联网数据的静态分析。而在实际情况中，存在许多随机因素的影响，如设备故障、配送路径堵塞、工件返工等，忽略这些因素的影响，往往会造成计算结果与实际不相符合，难以达到效益最大化。将物联网实时采集的数据与优化方法相结合，实现物料动态配送方案的自适应调整是一个新的研究方向。

目前因物联网在车间的搭建应用未成熟，数据获取难度较大，使得鲜有学者研究在车间实时生产状态下运用优化方法解决动态物料配送问题。中国专利CN110018672A提出了一种基于智能感知网的离散制造车间物料动态配送系统及方法，通过实时采集车间的物料信息、工位缓存区中物料的剩余量信息、单位时间内工位缓存区中物料的消耗量信息，和物料工装、配送人员、配送车辆的位置信息，并利用改进蚁群算法计算得到一组最佳配送路径，从而可以减少物料配送过程中的不确定因素、优化车间物料配送流程，以及提升车间应对物料弹性需求的响应能力、提高配送效率。但由于配送路径需要人工分配给不同的执行配送的车辆，故并不适合于自动化车间的配送任务的自动分配，且仅以优化配送路径为目标，难以实现配送顺序的实时自适应调整。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于工位排序的车间物料动态配送模型设计及实现方法，实现了实时感知网环境下物料的动态配送。

为达到以上目的，本发明采用了以下技术方案：

该车间物料动态配送的优化方法包括以下步骤：

在配送时间窗动态变化的情况下，通过对配送路径中除目标配送工位外的其他协同配送工位的配送顺序的实时动态调整，对完成车间物料配送任务产生的成本进行寻优，从而获得配送路径的优化结果。

优选的，所述车间物料动态配送的优化方法具体包括以下步骤：

1)将车间生产中物料消耗达到最小安全库存的工位作为目标配送工位，在首先完成目标配送工位的配送任务的前提下，根据AGV小车所剩余的车载量以及目标配送工位与车间其他工位的关联度，确定该AGV小车的协同配送工位；

2)根据所述AGV小车完成前一个工位(目标配送工位或某一个协同配送工位)的配送任务的时间点，对车间工位的时间窗进行更新，然后以AGV小车的配送距离成本和时间窗偏离惩罚成本最低为目标，采用启发式算法对剩余待配送的工位进行路径规划，并根据路径规划结果选择配送顺序排在第一的工位作为下一个待配送的工位。

优选的，所述AGV小车的协同配送工位的确定具体包括以下步骤：