本技术涉及复杂产品装配,尤其涉及一种离散制造业复杂产品生产调度建模方法、设备和介质。
背景技术:
1、复杂产品生产调度是复杂产品整个制造过程的关键环节,对于离散制造业复杂产品,其生产流程复杂多变,在生产过程中也经常会出现紧急情况如紧急插单、人员班组短缺、物料供应不及时等,使得生产线的生产状态变化频繁且较难预测。传统的调度问题核心制约为设备资源、人力资源等。然而,复杂产品生产过程调度的核心制约因素与传统调度问题不同,生产过程中的核心制约因素为一些关键物料。
2、如果部分关键物料没有到达现场,则相关工作包不能进行作业。通常,这些物料由相应的供应商提供,大部分情況会按预计交货时间到达,但是因为特殊情况,部分物料无法按期到达,此时,就可能会严重影响生产进度。
3、上述内容仅用于辅助理解本技术的技术方案,并不代表承认上述内容是现有技术。
技术实现思路
1、本技术的主要目的在于提供一种离散制造业复杂产品生产调度建模方法,旨在减少出现部分物料无法按期到达的情况时对生产进度的影响。
2、一方面,本技术实施例提供了一种离散制造业复杂产品生产调度建模方法,包括:
3、确定复杂产品涉及的业务规则;其中,所述业务规则包括物料到达业务规则、班组资源业务规则、设备资源业务规则、工艺关系业务规则和站位数量业务规则;
4、建立复杂产品的装配集合;其中,所述装配集合包括产品批次集合、工作包集合、设备集合、班组集合和工作包紧前紧后关系集合;
5、设置复杂产品的调度模型输入参数;其中,所述调度模型输入参数包括指定物料到达时间、工作包装配用时、工作包设备关联关系和工作包班组关联关系;
6、确定复杂产品的调度模型的决策变量;其中,所述调度模型的决策变量包括工作包和班组的分配关系、工作包与设备的分配关系、班组分配的工作包的装配顺序、设备分配的工作包的装配顺序和开始装配时间;
7、建立复杂产品的调度约束关系;其中,所述调度约束关系包括班组约束、设备约束、工艺路线约束、物料约束、工作包班组能力约束、工作包设备能力约束、最长装配时间约束和站位约束;
8、建立复杂产品装配目标函数为最小化最大完工时间。
9、可选地,所述指定物料到达时间rj,i为批次j复杂产品工作包oi的物料到达时间;
10、所述工作包装配用时pj,i为批次j复杂产品工作包oi装配用时;
11、所述工作包设备关联关系mj,i为能完成批次j复杂产品工作包oi的设备集合;
12、所述工作包班组关联关系nj,i为能完成批次j复杂产品工作包oi的班组集合。
13、可选地,所述工作包和班组的分配关系xj,i,k为工作包oji是否选择班组k装配;
14、所述工作包和设备的分配关系yj,i,l为工作包oji是否选择设备l装配;其中,oji为批次j复杂产品的i工作包;
15、所述班组分配的工作包的装配顺序αji,j′i‘为对班组;
16、所述设备分配的工作包的装配顺序βji,j′i‘为对设备;
17、所述开始装配时间tj,i为工作包oji的开始装配时间。
18、可选地,所述班组约束为工作包oji必须选择一个可完成该装配任务的班组来装配,其表达式为:
19、
20、其中,j为飞机架次集合,oj为工作包集合,记oji为批次j复杂产品的i工作包。
21、可选地,所述设备约束为工作包oji必须选择一个可完成该装配任务的设备来装配,其表达式为:
22、
23、其中,j为飞机架次集合,oj为工作包集合,记oji为批次j复杂产品的i工作包。
24、可选地,所述工艺路线约束为如果工作包oj,i要在工作包oj,i’之后开始工作,则oj,i的开始装配时间不能早于oj,i’开始装配时间加上oj,i’的装配时间,其表达式为:
25、
26、其中,p为工作包紧前紧后关系集合,tj‘,i‘为工作包oj‘i’的开始装配时间,pj,i’为批次j复杂产品工作包oi‘装配用时。
27、可选地,所述物料约束为工作包oj,i开始装配时间不能早于其物料到达时间rj,i,其表达式为;
28、
29、可选地,所述工作包班组能力约束为排在后面的装配任务开始时间不能早于排在前面的装配任务开始时间加上对应的装配时间,其表达式为:
30、
31、其中,m为一个很大的数,作为惩罚项,tj,i为工作包oji的开始装配时间,tj‘,i‘为工作包oj‘i’的开始装配时间,pj‘,i’为批次j‘复杂产品工作包oi‘装配用时,xj‘,i‘,k为工作包oj‘i‘是否选择班组k装配,n为班组集合。
32、可选地,所述工作包设备能力约束为排在后面的装配任务开始时间不能早于排在前面的装配任务开始时间加上对应的装配时间,其表达式为:
33、
34、
35、其中,yj‘,i‘,l,工作包oj‘i‘为是否选择设备l装配。
36、可选地,所述最长装配时间约束位的表达式为:
37、
38、其中,cmax为约束函数的最大完工时间,为批次j复杂产品最后一项工作包|oj|装配用时,为批次j复杂产品最后一项工作包|oj|的开始装配时间。
39、可选地,所述站位约束为在同一时间段内最多只有r架复杂产品在进行装配任务,其计算公式为:
40、
41、其中,tj,b为批次j复杂产品第一个工作包的开始装配时间,tj,e为批次j复杂产品最后一个工作包的完成装配时间,tj-r,e为场地内批次j-r复杂产品第一个工作包的开始装配时间。
42、再一方面,本技术实施例还提供了一种电子设备,包括:存储器和处理器,所述存储器中存储有计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序,实现前述方法。
43、再一方面,本技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序,实现前述方法。
44、本技术实施例提出的一种离散制造业复杂产品生产调度建模方法、设备和介质,该方法通过确定复杂产品涉及的业务规则;其中,所述业务规则包括物料到达业务规则、班组资源业务规则、设备资源业务规则、工艺关系业务规则和站位数量业务规则;建立复杂产品的装配集合;其中,所述装配集合包括产品批次集合、工作包集合、设备集合、班组集合和工作包紧前紧后关系集合;设置复杂产品的调度模型输入参数;其中,所述调度模型输入参数包括指定物料到达时间、工作包装配用时、工作包设备关联关系和工作包班组关联关系;确定复杂产品的调度模型的决策变量;其中,所述调度模型的决策变量包括工作包和班组的分配关系、工作包与设备的分配关系、班组分配的工作包的装配顺序、设备分配的工作包的装配顺序和开始装配时间;建立复杂产品的调度约束关系。
45、其中,所述调度约束关系包括班组约束、设备约束、工艺路线约束、物料约束、工作包班组能力约束、工作包设备能力约束、最长装配时间约束和站位约束;建立复杂产品装配目标函数为最小化最大完工时间。
46、也即,该方法通过复杂产品涉及的业务规则、复杂产品的装配集合、复杂产品的调度模型输入参数、复杂产品的调度模型的决策变量和复杂产品的调度约束关系建立模型,用以获取复杂产品为最小化最大完工时间。
47、该方法不仅考虑了复杂产品过程中工作包间的紧前紧后工艺关系,还将工作包开工所需要的班组资源状,如何达到对应的技术效果设备资源状态、影响工作包开工的关键物料到达状态纳入了调度模型中,约束条件的选择和设置更符合实际的复杂产品调度业务情况,基于本方法构建的调度模型求解得到的调度结果能够同时满足班组资源约束、设备资源约束、工艺约束和物料到达约束,可以直接决策复杂产品工作包的班组分配、设备分配以及加工顺序,避免了因调度结果不满足上述约束条件而产生的迭代调整过程,能够有效减少生产调度时间,提高生产调度的作业效率。
1.一种离散制造业复杂产品生产调度建模方法,其特征在于,包括:
2.如权利要求1所述的离散制造业复杂产品生产调度建模方法,其特征在于:
3.如权利要求1所述的离散制造业复杂产品生产调度建模方法,其特征在于:
4.如权利要求1所述的离散制造业复杂产品生产调度建模方法,其特征在于,所述班组约束为工作包ojj必须选择一个可完成该装配任务的班组来装配,其表达式为:
5.如权利要求1所述的离散制造业复杂产品生产调度建模方法,其特征在于,所述设备约束为工作包oji必须选择一个可完成该装配任务的设备来装配,其表达式为:
6.如权利要求1所述的离散制造业复杂产品生产调度建模方法,其特征在于,所述工艺路线约束为如果工作包oj,i要在工作包oj,i’之后开始工作,则oj,i的开始装配时间不能早于oj,i’开始装配时间加上oj,i’的装配时间,其表达式为:
7.如权利要求1所述的离散制造业复杂产品生产调度建模方法,其特征在于,所述物料约束为工作包oj,i开始装配时间不能早于其物料到达时间rj,i,其表达式为;
8.如权利要求1所述的离散制造业复杂产品生产调度建模方法,其特征在于,所述工作包班组能力约束为排在后面的装配任务开始时间不能早于排在前面的装配任务开始时间加上对应的装配时间,其表达式为:
9.如权利要求1所述的离散制造业复杂产品生产调度建模方法,其特征在于,所述工作包设备能力约束为排在后面的装配任务开始时间不能早于排在前面的装配任务开始时间加上对应的装配时间,其表达式为:
10.如权利要求1所述的离散制造业复杂产品生产调度建模方法,其特征在于,所述最长装配时间约束位的表达式为:
11.如权利要求1所述的离散制造业复杂产品生产调度建模方法,其特征在于,所述站位约束为在同一时间段内最多只有r架复杂产品在进行装配任务,其计算公式为:
12.一种电子设备,其特征在于,该电子设备包括存储器和处理器,所述存储器中存储有计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序,实现如权利要求1-8中任一项所述的方法。
13.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序,处理器执行所述计算机程序,实现如权利要求1-8中任一项所述的方法。
