一种离散型生产线产能波动过程及其影响度评价方法技术

本发明专利技术公开了一种离散型生产线产能波动过程及其影响度评价方法，为克服目前无法评价生产线产能波动过程、无法评价产能波动过程对企业生产组织工作和订单交货期的影响，导致生产组织者在针对生产线的产能变动情况制定具体生产组织计划时缺乏客观依据的问题，所述方法的步骤为：1)收集生产线运行数据；2)划分生产线产能波动等级；3)处理生产线运行数据并绘制直方图；4)评价生产线产能波动过程；5)评价生产线产能波动过程的影响度:(1)评价生产线各级产能波动对企业内部生产组织工作的影响度IPO

A discrete production line capacity fluctuation process and its influence degree evaluation method

The invention discloses a evaluation method of discrete production line capacity fluctuation process and its impact, in order to overcome the present can not evaluate the production line capacity fluctuation process, cannot evaluate the productivity fluctuation process delivery effects on enterprise production organization and order, resulting in the production of specific production plan organizers in the capacity for the production line changes the lack of objective basis, the method comprises the following steps: 1) collect operation data of the production line; 2) divided the production line capacity fluctuation level; 3) processing operation data of the production line and draw the histogram; 4) to evaluate the production line capacity fluctuation process; 5) impact assessment of production line process: (1 degrees of fluctuation IPO) evaluation impact production line capacity at all levels fluctuation for the enterprise internal production organization work

【技术实现步骤摘要】
一种离散型生产线产能波动过程及其影响度评价方法
本专利技术涉及一种生产线
的评价方法，更确切地说，本专利技术涉及一种离散型生产线产能波动过程及其影响度评价方法。
技术介绍
生产线性能评价是生产线设计阶段一项至关重要的工作，其评价结果反映所设计生产线的生产性能，既可指导生产线生产计划和维护策略的制定，又是生产线设计者对现有方案进行优化设计的依据。目前，评价生产线性能的常用指标有生产率、在制品水平、产品通过时间、各工位饥饿率和堵塞率等，但现有研究多局限于其稳态表现，较少考虑到生产线运行的不稳定性所导致的产能波动，然而生产线是一个复杂多变的系统，生产线上设备、人员众多，任何设备故障、人员操作不当等都会引起产能波动，因此生产管理人员在制定生产组织方案前，需要预先对生产线的产能进行充分合理的评价，综合了解生产线的平均生产能力和产能波动性，才能制定出合理的生产计划、生产调度方案以及生产线维护策略，使企业效益最大化。在实际生产过程中，生产组织人员为减小生产线的产能波动对企业生产效益造成的影响，需要了解生产线的产能波动规律及其影响程度，从而及时开展生产调度和生产线维护等工作。然而现有评价产能波动性的方法只能评价生产线产能的总体波动性能，不能评价生产线的产能波动的过程，并且现有评价技术无法使生产组织者明确不同程度的产能波动对生产组织工作造成的影响，所以其评价结果无法为生产线组织人员制定具体生产组织方案提供依据，导致生产组织者只得凭借经验定性感知生产线在生产过程中可能出现的波动情况，并制定相应的生产调度和生产线维护策略，然而这种经验方法缺乏理论依据，制定出的生产组织方案难以切合生产线实际运行情况，不利于企业实现生产效益最大化。对于生产线产能波动性对订单交货期的影响方面的研究，目前研究人员普遍认为产能的波动服从正态分布，并通过统计或估计生产线产能的均值和方差来评价其波动性，这种方法只能大致体现生产线产能的波动范围，其评价结果只能协助生产管理者预计产品交货期的可能范围，无法指导其制定最佳交货期。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是为克服现有技术无法评价生产线产能波动的过程，也无法评价产能波动过程对企业生产组织工作和订单交货期的影响，导致生产组织者在针对生产线的产能变动情况制定具体生产组织计划时缺乏客观依据的问题，提供了一种离散型生产线产能波动过程及其影响度评价方法。为解决上述技术问题，本专利技术是采用如下技术方案实现的：所述的一种离散型生产线产能波动过程及其影响度评价方法的步骤如下：1)收集生产线运行数据；2)划分生产线的产能波动等级；3)处理生产线运行数据并绘制直方图；4)评价生产线的产能波动过程；5)评价生产线产能波动过程的影响度；6)应用生产线产能波动过程及其影响度的评价结果制定具体生产组织计划。技术方案中所述的收集生产线运行数据是指：1)记录离散型生产线上产出的所有合格品的下线时刻t，对于已投产的生产线和仍处于设计阶段尚未建成的生产线，生产组织人员可以分别通过以下两种方式获取生产线运行数据：(1)对于已投产的生产线，生产组织者可以跟踪生产线的现场运行情况，依次记录生产线上所有合格品的下线时刻t；(2)对于仍处于设计阶段尚未建成的生产线，生产组织者依据生产线的设计参数即生产线上工位数，各工位内的设备数，各工位内设备间的串、并联组织形式，各设备的操作时间、故障率、修复率和可用度，生产线上缓存区的位置和容量设置以及生产线上各设备间的物料转移策略，利用PlantSimulation仿真软件建立生产线仿真模型，通过运行生产线仿真模型依次记录所有合格品的下线时刻t；2)将所记录的生产线上产出的所有合格品的下线时刻t利用公式(1)进行计算，获得生产线上每件合格品的产出间隔时间：Δt＝tn-1-tnn＝1,2,3……；(1)Δt：每件合格品的产出间隔时间，以下称为单件产出间隔时间，单位：小时；tn：生产线产出第n件合格品的时刻，单位：小时；n：生产线产出合格品的编号。技术方案中所述的划分生产线的产能波动等级是指：生产线处于稳态无故障运行时，单件产出间隔时间应为定值T0，或者在T0上下出现微小浮动，当其值偏离T0较大时，即认为生产线的生产能力出现波动，为表示产能的波动程度，本专利技术将生产线的单件产出间隔时间Δt划分为6个区段，每个区段标记为一个产能波动等级，具体划分标准如下：1)零级波动的划分标准：单件产出间隔时间Δt小于生产线消化即加工完一个转运单位的产品所需的时间，Δt＜T0×C(2)Δt：每件合格品的产出间隔时间，以下称为单件产出间隔时间，单位：小时；T0：生产线处于稳态无故障运行时的平均产出间隔时间，单位：小时；C：一个转运单位的容量；此时认为生产线处于正常无波动生产状态，故将此区段标定为零级波动；2)一级波动的划分标准：单件产出间隔时间Δt大于等于生产线消化一个转运单位的产品所需的时间，且小于生产线完全消化生产线上最小缓存区内所有在制品所需的时间，T0×C≤Δt＜T0×Bmin(3)Bmin：生产线上所有缓存区中容量最小的缓存区的容量；通常认为这种情况为较常发生的停产，对生产组织过程造成的影响程度较小；3)二级波动的划分标准：单件产出间隔时间Δt大于等于生产线完全消化生产线上最小缓存区内所有在制品所需的时间，且小于等于其完全消化生产线上最大缓存区内所有在制品所需的时间，T0×Bmin≤Δt＜T0×Bmax(4)Bmax：生产线上所有缓存区中容量最大的缓存区的容量；通常认为二级波动对生产组织过程造成一定的影响，如排除生产故障时除涉及线上工作人员外还需涉及设备管理、维修部门的协助；4)三级波动的划分标准：单件产出间隔时间Δt大于等于生产线完全消化生产线上最大缓存区内所有在制品所需的时间，且小于等于其完全消化生产线上最大缓存区内所有在制品数的两倍所需的时间，T0×Bmax≤Δt＜T0×(2×Bmax)(5)通常认为三级波动对生产组织过程造成的影响程度高，此级波动对生产组织过程造成的影响除二级波动所提到的方面外，还会导致库存水平调整、产品保养成本升高这类相对严重的问题；5)四级波动的划分标准：单件产出间隔时间Δt大于等于生产线完全消化生产线上最大缓存区内所有在制品数的两倍所需的时间，且小于等于其完全消化生产线上最大缓存区内所有在制品数的三倍所需的时间，T0×(2×Bmax)≤Δt＜T0×(3×Bmax)(6)生产线发生较长时间停产，四级波动的发生往往需要设备厂家协助排查故障，同时车间需要及时调整库存以保证按时完成任务，此时对生产组织工作造成较大影响；6)五级波动的划分标准：单件产出间隔时间Δt大于等于生产线完全消化生产线上最大缓存区内所有在制品数的三倍所需的时间，Δt≥T0×(3×Bmax)(7)此时认为生产线发生严重故障，整条生产线需要停产排查。技术方案中所述的处理生产线运行数据并绘制直方图是指：将划分生产线的产能波动等级步骤得到的各级产能波动数据进行统计处理，计算各级波动的发生频率及其每次发生的间隔时间，并绘制各级波动发生间隔时间的概率密度直方图和累积分布直方图：1)统计各级波动发生的频次Ni，并利用公式(8)计算各级波动发生的频率：ki：i级波动的发生频率；Ni：i级波动的发生频次；N：生产线运行时间内发生的单件产出间本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种离散型生产线产能波动过程及其影响度评价方法,其特征在于，所述的一种离散型生产线产能波动过程及其影响度评价方法的步骤如下：1)收集生产线运行数据；2)划分生产线的产能波动等级；3)处理生产线运行数据并绘制直方图；4)评价生产线的产能波动过程；5)评价生产线产能波动过程的影响度；6)应用生产线产能波动过程及其影响度的评价结果制定具体生产组织计划。

【技术特征摘要】
1.一种离散型生产线产能波动过程及其影响度评价方法,其特征在于，所述的一种离散型生产线产能波动过程及其影响度评价方法的步骤如下：1)收集生产线运行数据；2)划分生产线的产能波动等级；3)处理生产线运行数据并绘制直方图；4)评价生产线的产能波动过程；5)评价生产线产能波动过程的影响度；6)应用生产线产能波动过程及其影响度的评价结果制定具体生产组织计划。2.按照权利要求1所述的一种离散型生产线产能波动过程及其影响度评价方法,其特征在于，所述的收集生产线运行数据是指：1)记录生产线上产出的所有合格品的下线时刻：记录离散型生产线上产出的所有合格品的下线时刻t，对于已投产的生产线和仍处于设计阶段尚未建成的生产线，生产组织人员可以分别通过以下两种方式获取生产线运行数据：(1)跟踪记录现场数据：对于已投产的生产线，生产组织者可以跟踪生产线的现场运行情况，依次记录生产线上所有合格品的下线时刻t；(2)先建立仿真模型再运行仿真模型并记录仿真数据：对于仍处于设计阶段尚未建成的生产线，生产组织者依据生产线的设计参数即生产线上工位数，各工位内的设备数，各工位内设备间的串、并联组织形式，各设备的操作时间、故障率、修复率和可用度，生产线上缓存区的位置和容量设置以及生产线上各设备间的物料转移策略，利用PlantSimulation仿真软件建立生产线仿真模型，通过运行生产线仿真模型依次记录所有合格品的下线时刻t；2)计算生产线上产出每件合格品的间隔时间：将所记录的生产线上产出的所有合格品的下线时刻t利用公式(1)进行计算，获得生产线上每件合格品的产出间隔时间：Δt＝tn-1-tnn＝1,2,3……；(1)Δt：每件合格品的产出间隔时间，以下称为单件产出间隔时间，单位：小时；tn：生产线产出第n件合格品的时刻，单位：小时；n：生产线产出合格品的编号。3.按照权利要求1所述的一种离散型生产线产能波动过程及其影响度评价方法,其特征在于，所述的划分生产线的产能波动等级是指：生产线处于稳态无故障运行时，单件产出间隔时间应为定值T0，或者在T0上下出现微小浮动，当其值偏离T0较大时，即认为生产线的生产能力出现波动，为表示产能的波动程度，本发明将生产线的单件产出间隔时间Δt划分为6个区段，每个区段标记为一个产能波动等级，具体划分标准如下：1)零级波动的划分标准：单件产出间隔时间Δt小于生产线消化即加工完一个转运单位的产品所需的时间，Δt＜T0×C(2)Δt：每件合格品的产出间隔时间，以下称为单件产出间隔时间，单位：小时；T0：生产线处于稳态无故障运行时的平均产出间隔时间，单位：小时；C：一个转运单位的容量；此时认为生产线处于正常无波动生产状态，故将此区段标定为零级波动；2)一级波动的划分标准：单件产出间隔时间Δt大于等于生产线消化一个转运单位的产品所需的时间，且小于生产线完全消化生产线上最小缓存区内所有在制品所需的时间，T0×C≤Δt＜T0×Bmin(3)Bmin：生产线上所有缓存区中容量最小的缓存区的容量；通常认为这种情况为较常发生的停产，对生产组织过程造成的影响程度较小；3)二级波动的划分标准：单件产出间隔时间Δt大于等于生产线完全消化生产线上最小缓存区内所有在制品所需的时间，且小于等于其完全消化生产线上最大缓存区内所有在制品所需的时间，T0×Bmin≤Δt＜T0×Bmax(4)Bmax：生产线上所有缓存区中容量最大的缓存区的容量；通常认为二级波动对生产组织过程造成一定的影响，如排除生产故障时除涉及线上工作人员外还需涉及设备管理、维修部门的协助；4)三级波动的划分标准：单件产出间隔时间Δt大于等于生产线完全消化生产线上最大缓存区内所有在制品所需的时间，且小于等于其完全消化生产线上最大缓存区内所有在制品数的两倍所需的时间，T0×Bmax≤Δt＜T0×(2×Bmax)(5)通常认为三级波动对生产组织过程造成的影响程度高，此级波动对生产组织过程造成的影响除二级波动所提到的方面外，还会导致库存水平调整、产品保养成本升高这类相对严重的问题；5)四级波动的划分标准：单件产出间隔时间Δt大于等于生产线完全消化生产线上最大缓存区内所有在制品数的两倍所需的时间，且小于等于其完全消化生产线上最大缓存区内所有在制品数的三倍所需的时间，T0×(2×Bmax)≤Δt＜T0×(3×Bmax)(6)生产线发生较长时间停产，四级波动的发生往往需要设备厂家协助排查故障，同时车间需要及时调整库存以保证按时完成任务，此时对生产组织工作造成较大影响；6)五级波动的划分标准：单件产出间隔时间Δt大于等于生产线完全消化生产线上最大缓存区内所有在制品数的三倍所需的时间，Δt≥T0×(3×Bmax)(7)此时认为生产线发生严重故障，整条生产线需要停产排查。4.按照权利要求1所述的一种离散型生产线产能波动过程及其影响度评价方法,其特征在于，所述的处理生产线运行数据并绘制直方图是指：将划分生产线的产能波动等级步骤得到的各级产能波动数据进行统计处理，计算各级波动的发生频率及其每次发生的间隔时间，并绘制各级波动发生间隔时间的概率密度直方图和累积分布直方图：1)统计各级波动发生的频次Ni，并利用公式(8)计算各级波动发生的频率：ki：i级波动的发生频率；Ni：i级波动的发生频次；N：生产线运行时间内发生的单件产出间隔时间总数，即生产线产出的合格品总数；2)统计各级波动发生的间隔时间：统计各级波动发生的间隔时间，即除零级波动外的各级波动内部每次发生时刻的时间间隔，如：第一次发生一级波动的时刻和第二次发生一级波动的时刻的时间差，计算公式为公式(9)：TBLi(j)＝ti(j+1)-ti(j)i＝1,2…5(9)TBLi(j)：i级...

【专利技术属性】
技术研发人员：李洁莉，陈菲，贾玉辉，杨兆军，何佳龙，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22