[发明专利]一种面向制造物联的物料配送路径优化方法

说明书

本发明公开了一种面向制造物联的物料配送路径优化方法，首先针对装配车间物料特点，采用ABC分类法进行分类与统一编码，并按照不同物料不同分类将编码与RFID标签绑定，其次，建立基于无线射频识别技术的制造物联网，在每个装配工位的缓存区出入口分别布设RFID读写器，用于获得进入/移出缓存区的原始实时数据，最后，建立软时间窗约束的物理配送路径优化数学模型，并通过改进的蚁群算法进行求解，得到以总物流路径长度和超出时间窗产生的惩罚成本之和作为配送成本，且配送成本最小为约束的最优解。通过本发明的方法能够保障物料配送与现场执行两者的一致性，可有效提升物流配送效率和服务水平。

技术领域

本发明属于车间物料配送技术领域，具体涉及一种面向制造物联的物料配送路径优化方法。

背景技术

装配车间物料配送负责将装配所需的各类物料按时、准确的配送到现场工位，以保证装配过程的有序、平稳运行，一旦出现延迟将会影响现场进度，进而影响产品交付，为企业带来经济损失。特别是近年来在精益生产等先进制造模式影响下，企业为了进一步降低生产成本，采用非核心产品外包与第三方物流托管等方式来实现对于物料的零库存管理，对物料配送的实时性、敏捷性提出了更高的要求。但目前大多数装配车间主要利用扫描枪或人工输入等方式进行现场过程数据采集，装配过程数据仍大量通过纸质表单进行记录与传递，数据采集的准确性与实时性不强，难以准确获取现场实时装配进度，并且无法在现场状态发生变化、出现物料短缺或质量问题时，对物料配送进行相应的调整，无法保证物料配送与装配进度两者的一致性。

虽然目前对于车间物料配送优化的研究已取得较多研究成果，从配送数学模型、配送路径、求解算法等层面为提高物流系统效率和准确度提供了理论指导，但因无法获取车间各工位/设备的实时制造进度信息，在建立数学模型时无法根据现场进度确定配送任务的优先级，物料配送与生产计划执行之间存在脱节情况，导致紧急任务所需物料配送延迟、配送小车闲置等问题。

近年来随着计算机技术、网络技术与传感技术的发展，先进制造国家纷纷提出了智能制造战略，旨在通过建立融合物联网、服务网和信息网的信息物理系统(CyberPhysical Systems，CPS)实现更精确的过程状态跟踪和更完整的实时数据获取，并在科学决策支持下对生产制造过程进行更科学的管理，以实现更加灵活与柔性的过程控制。

针对现有车间物料配送方法存在的问题，本发明提出一种面向制造物联的物料配送路径优化方法，将制造物联技术应用到装配车间物料配送路径优化中，通过制造物联技术实现实时制造进度的感知。

发明内容

本发明的目的在于提供一种面向制造物联的物料配送路径优化方法，通过搭建基于实时制造状态信息的路径优化技术框架，利用制造物联技术实现实时制造进度的感知，在此基础上进行配送优先级计算和路径优化建模，以提高车间物流与现场情况两者的一致性，提升物料配送的实时性、敏捷性。

为实现本发明目的，本发明的技术解决方案为：

一种面向制造物联的物料配送路径优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：在装配车间，对物料进行分类和统一编码，并将不同物料种类编码与RFID标签进行绑定；

步骤2：在装配车间内的每个装配工位的缓存区出入口分别布设RFID读写器来获取装配工位和缓存区的实时物料消耗状态，并采用有线和无线结合的方式进行数据传输；

步骤3：考虑配送成本和配送约束条件，构建基于软时间窗约束的物料配送路径优化模型；

步骤4：通过改进蚁群算法进行间物料配送的优化求解，生成每辆配送小车辆的行驶路径方案以及配送成本。

进一步地，步骤3所述的基于软时间窗约束的物料配送路径优化模型的建立过程包括：