一种多目标协同控制的定制式混流装配生产方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种多目标协同控制的定制式混流装配生产方法及装置，首先获取拖拉机的生产参数；然后按照交货期时间从小到大对每种机型进行排序；再以交货准时性为约束条件，确定每种机型的计划期，以产能为约束条件进行均衡化生产排序，得到生产的机型和日产量，最后建立关于机型计划期和每种机型的日产量的目标函数，以交货期响应差异和均衡性生产离差同时最小为目标求解，得到计划期内各机型的日产量及各机型的生产顺序，实现了混流装配生产的多目标协同智能排序、均衡生产、计划快速生成与实时变更，为提高制造企业的市场响应速度和精益生产水平提供有效方法。

【技术实现步骤摘要】
一种多目标协同控制的定制式混流装配生产方法及装置
本专利技术属于拖拉机混流装配生产
，特别涉及一种多目标协同控制的定制式混流装配生产方法及装置。
技术介绍
小批量定制式生产(SmallBatchandCustomizedProduction,SBCP)是当前很多企业为了适应市场环境变化、快速响应客户个性化需求而采用的主要生产方式。相对于大批量定制而言，SBCP管理复杂度急剧增加，其生产优化问题是个更加困难的NP问题。混流装配生产(Mixed-modelAssemblyProduction，MAP)是为满足客户个性化定制需求，将装配工艺相似而机型不相同的产品在一条生产线上进行装配，实现生产的低成本、高质量和高效率的柔性化生产方式。小批量定制式混流装配生产(SBC-MAP)的难点及其复杂性在于订单随机不确定、多品种并行、产量不稳定、物料变化多、生产不均衡、资源易冲突、瓶颈会漂移、插单和撤单随机因素多等方面，由此导致当前多数企业存在市场响应速度慢、生产过程与物料难控制、交货期难保证等问题。究其根本原因是多品种小批量定制式装配生产的精益性和协同性不足。生产精益性内涵包括JIT(Just-in-time)准时化的拉动式生产，按客户需求的时间、地点、质量与数量进行产品或零部件准时交付；作业负荷均衡式分配；瓶颈物料的自动识别与防错，预防缺料导致停线等。生产协同性是指生产系统多要素之间的协调、有序和稳定，产生系统整体多目标优化效应。由此可见，SBC-MAP问题是个多学科多目标的复杂优化问题，由于现有技术中的研究大部分是以单目标进行优化来展开的，未考虑多目标协同优化，所以，传统生产方式方法难以实现装配生产的精益性和协同性，这已成为制约企业提升生产效率效益的重要瓶颈。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种多目标协同控制的定制式混流装配生产方法及装置，用于解决现有技术中只对单目标进行优化造成拖拉机生产效率低的问题。为实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一种多目标协同控制的定制式混流装配生产方法，包括如下步骤：1、一种多目标协同控制的定制式混流装配生产方法，包括如下步骤：1)获取最大日产能Q，机型种类数n，订单号P，每种机型需求量Qi，产品编号m，每种机型订单号为p(p∈P)的交货期Dip，每种机型的日产量qit；2)按照交货期时间从小到大对每种机型进行排序；3)以交货准时性为约束条件，确定每种机型的计划期，以产能为约束条件进行均衡化生产排序，得到生产的机型和日产量，均衡化生产包括每种机型的日产量均衡与机型均衡；4)建立关于机型计划期和每种机型的日产量的目标函数，以交货期响应差异和均衡性生产离差同时最小为目标求解，得到计划期内各机型的生产顺序及其日产量；其中，以交货期时间和计划期时间之间的差异表示交货期相应差异，以日产量标准差与日产量均值之间的差异、机型标准差与机型复杂程度均值之间的差异表示均衡化生产离差。进一步地，所述的目标函数为：f(Ti,qit)＝γSd+δ(αcvi+βcvt)其中，Ti为每种机型的计划期，qit为每种机型的日产量，Sd为交货期响应差异，γ、δ、α、β分别为权重系数，cvi为每种机型均衡离差，cvt为每种机型日产量均衡离差。进一步地，交货期响应差异为：其中，n为机型种类数，P为机型订单编号，Dip为第i种订单号为p的机型的交货期，Tip为第i种订单号为p的机型的计划期。进一步地，对应的机型均衡离差为：其中，T为计划期，ui为计划期T内机型复杂程度均值，表示为it为第t天所排计划的第i种机型。进一步地，对应的机型日产量均衡离差表示为：其中，T为计划期，ut为计划期T内机型日产量均值，qit为每种机型的日产量，x为0或1，当x为0时表示机型不被安排，当x为1时表示机型被安排。进一步地，所述的产能约束条件为：其中，qit为每种机型的日产量，Q为生产线的最大日产能。进一步地，所述的交货准时性约束条件为：Tip+ε≤Dip其中，Tip为第i种订单号为p的机型的计划期，Dip为第i种订单号为p的机型的交货期，ε为随机因素的宽放时间。进一步地，步骤2)中若交货期要求时间一样，则按照机型编码从小到大对机型重新进行排序。进一步地，步骤4)中若需要的物料到达生产线的时间大于机型的计划期，则重新确定每种机型的计划期和日产量。本专利技术还提供了一种多目标协同控制的定制式混流装配生产装置，在拖拉机生产系统中，包括如下单元：参数获取单元：用于获取最大日产能Q，机型种类数n，订单号P，每种机型需求量Qi，产品编号m，每种机型订单号为p(p∈P)的交货期Dip，每种机型的日产量qit；交货期排序单元：用于按照交货期时间从小到大对每种机型进行排序；生产均衡化排序单元：用于以交货准时性为约束条件，确定每种机型的计划期，以产能为约束条件进行均衡化生产排序，得到生产的机型和日产量，均衡化生产包括每种机型的日产量均衡与机型均衡；求解单元：用于建立关于机型计划期和每种机型的日产量的目标函数，以交货期响应差异和均衡性生产离差同时最小为目标求解，得到计划期内各机型的生产顺序及其日产量；其中，以交货期时间和计划期时间之间的差异表示交货期相应差异，以日产量标准差与日产量均值之间的差异、机型标准差与机型复杂程度均值之间的差异表示均衡化生产离差。本专利技术的有益效果是：本专利技术提供的多目标协同控制的定制式混流装配生产方法，首先获取拖拉机的生产参数；然后按照交货期时间从小到大对每种机型进行排序；再以交货准时性为约束条件，确定各机型的计划期，以产能为约束条件进行均衡化生产排序，得到生产的机型和日产量，最后建立关于机型计划期和每种机型的日产量的目标函数，以交货期响应差异和均衡性生产离差同时最小为目标求解，得到计划期内各机型的生产顺序及其日产量，实现了混流装配生产的多目标协同智能排序、均衡生产、计划快速生成与实时变更，为提高制造企业的市场响应速度和精益生产水平提供有效方法。附图说明图1为本专利技术的多目标协同控制的定制式混流装配生产方法流程图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步的说明：拖拉机是一种在复杂工况下的非道路作业机械，一般采用订单装配型(AssembleToOrder，ATO)生产模式。同一个产品系列结构基本相同，都由若干基本组件和一些通用件组成。每项基本组件又有多种可选项，从而可形成一系列多种规格的变形产品。拖拉机生产的一般流程是：销售预测计划导入ERP系统；ERP依据产品BOM(BillofMaterials)信息和库存信息进行MRP运算，生成主生产计划MPS(MasterProductionSchedule)；客户订单确定后，制定最终装配顺序计划FAS(FinalAssembleSchedule)，进行拉动式生产。实施MES的企业，可以通过MES制造执行系统(ManufacturingExecutionSyetem)平台设计生产智能优化算法程序，实现装配生产的优化排序、计划的自动生成、实时调整与共享。本专利技术提供了一种多目标协同控制的定制式混流装配生产方法，多目标协同优化(Multi-objectiveCoordinationOptimization，MCO)是一种解决复杂系统问题的优化方法，并通过系统约束条件协调各变量之间的共享和耦本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多目标协同控制的定制式混流装配生产方法，其特征在于，包括如下步骤：1)获取最大日产能Q，机型种类数n，订单号P，每种机型需求量Qi，产品编号m，每种机型订单号为p(p∈P)的交货期Dip，每种机型的日产量qit；2)按照交货期时间从小到大对每种机型进行排序；3)以交货准时性为约束条件，确定每种机型的计划期，以产能为约束条件进行均衡化生产排序，得到生产的机型和日产量，均衡化生产包括每种机型的日产量均衡与机型均衡；4)建立关于机型计划期和每种机型的日产量的目标函数，以交货期响应差异和均衡性生产离差同时最小为目标求解，得到计划期内各机型的生产顺序及其日产量；其中，以交货期时间和计划期时间之间的差异表示交货期相应差异，以日产量标准差与日产量均值之间的差异、机型标准差与机型复杂程度均值之间的差异表示均衡化生产离差。

【技术特征摘要】
1.一种多目标协同控制的定制式混流装配生产方法，其特征在于，包括如下步骤：1)获取最大日产能Q，机型种类数n，订单号P，每种机型需求量Qi，产品编号m，每种机型订单号为p(p∈P)的交货期Dip，每种机型的日产量qit；2)按照交货期时间从小到大对每种机型进行排序；3)以交货准时性为约束条件，确定每种机型的计划期，以产能为约束条件进行均衡化生产排序，得到生产的机型和日产量，均衡化生产包括每种机型的日产量均衡与机型均衡；4)建立关于机型计划期和每种机型的日产量的目标函数，以交货期响应差异和均衡性生产离差同时最小为目标求解，得到计划期内各机型的生产顺序及其日产量；其中，以交货期时间和计划期时间之间的差异表示交货期相应差异，以日产量标准差与日产量均值之间的差异、机型标准差与机型复杂程度均值之间的差异表示均衡化生产离差。2.根据权利要求1所述的多目标协同控制的定制式混流装配生产方法，其特征在于，所述的目标函数为：f(Ti,qit)＝γSd+δ(αcvi+βcvt)其中，Ti为每种机型的计划期，qit为每种机型的日产量，Sd为交货期响应差异，γ、δ、α、β分别为权重系数，cvi为每种机型均衡离差，cvt为每种机型日产量均衡离差。3.根据权利要求2所述的多目标协同控制的定制式混流装配生产方法，其特征在于，交货期响应差异为：其中，n为机型种类数，P为机型订单编号，Dip为第i种订单号为p的机型的交货期，Tip为第i种订单号为p的机型的计划期。4.根据权利要求2所述的多目标协同控制的定制式混流装配生产方法，其特征在于，对应的机型均衡离差为：其中，T为计划期，ui为计划期T内机型复杂程度均值，表示为it为第t天所排计划的第i种机型。5.根据权利要求2所述的多目标协同控制的定制式混流装配生产方法，其特征在于，对应的机型日产量均衡离差表示为：

【专利技术属性】
技术研发人员：杨晓英，张志文，许林明，林春荣，程攀攀，张艳姣，万林，王金宇，
申请(专利权)人：河南科技大学，
类型：发明
国别省市：河南,41