液压元件数字化车间的控制方法、控制系统和存储介质技术方案

本发明专利技术实施方式提供一种液压元件数字化车间的控制方法、控制系统和存储介质，属于数字化车间调控技术领域。所述控制方法包括：获取所述数字化车间的仓储区的数量、工位的数量和配送工具的数量；对放置在所述数字化车间的工装板上的物料进行组合管理；对所述仓储区、所述工位和所述配送工具进行编号；确定各个所述工位需要被配送所述物料的时间窗；根据所述数字化车间的资源数据，构建所述数字化车间的配送调度模型；利用遗传算法对所述配送调度模型进行求解以生成最佳配送方案；根据所述最佳配送方案控制所述数字化车间的配送工具执行配送操作。所述控制方法、控制系统和存储介质可以提高配送工具的配送效率。

【技术实现步骤摘要】
液压元件数字化车间的控制方法、控制系统和存储介质
本专利技术涉及数字化车间调控
，具体地涉及一种液压元件数字化车间的控制方法、控制系统和存储介质。
技术介绍
面对科技创新发展的新趋势，世界主要国家都在努力寻找科技创新的突破口，抢占未来经济科技发展的先机。德国发布了“工业4.0”战略，美国提出了先进制造业国家战略计划。《中国制造2025》是我国实施制造强国战略第一个十年的行动纲领。紧密围绕《中国制造2025》农机装备领域，综合考虑农机装备核心关键部件——高端液压元件的制造转型升级需求，开展高端液压元件智能数字化车间建设是实现数字化装备车间集成创新与高端液压元件装配制造国际化的关键。物料配送作为数字化车间智能物流的关键，直接决定着生产线的有序稳定运行。但传统的车间“领料式”物料配送方式与数字化车间高效准时配送的需求相矛盾，不仅影响数字化车间加工工位的运作效率，且限制了生产线的生产效益。首先，生产线上涉及的物料数量与种类过多，配送的物料经常堆放在一块，出现混乱不堪的局面，物料的装配过分依赖人力资源，缺少自动化管理，物料的存储空间低；其次，生产线上最为理想的物流是物料的配送与生产运作紧密配合，达到完美和统一，但是在目前的实际操作中，生产线需要高效率的生产运作与复杂、低效率的物流配送矛盾已经成为生产物流的最大瓶颈，影响生产效率。企业一般会采用计划提前期的供给和配送模式将实际需求数量提前配送到工位或各个工位的物料配送采用目视管理，什么时候需要什么时候配送的方式，没有考虑生产节拍的要求，合理确定配送时间点、配送的顺序，造成多余物料无序摆放与堆积以及车间物料的混乱，信息获取的滞后也会导致生产线边库存的积压或短缺。最后，虽然各种物料基本都能顺利到达生产线上，但是物料配送效率低下。有限的线边物料库存、较快的装配节拍、动态变化的设备运输能力、多样化的配送路径等约束，制约着动态准时制物料配送。
技术实现思路
本专利技术实施方式的目的是提供一种液压元件数字化车间的控制方法、控制系统及存储介质，该控制方法、控制系统及存储介质生成的配送调度模型可以提高数字化车间配送小车的工作效率。为了实现上述目的，本专利技术实施方式提供一种液压元件数字化车间的控制方法，该控制方法可以包括：获取所述数字化车间的仓储区的数量、工位的数量和配送工具的数量；对放置在所述数字化车间的工装板上的物料进行组合管理；对所述仓储区、所述工位和所述配送工具进行编号；确定各个所述工位需要被配送所述物料的时间窗；根据所述数字化车间的资源数据，构建所述数字化车间的配送调度模型；利用遗传算法对所述配送调度模型进行求解以生成最佳配送方案；根据所述最佳配送方案控制所述数字化车间的配送工具执行配送操作。可选地，所述对放置在所述数字化车间的工装板上的物料进行组合管理包括：对所述数字化车间的生产线加工的所述液压元件所需的零部件清单进行分析，结合所述生产线的各个工位的加工工艺，将所述各个工位加工所需的零部件放置在同一个所述工装板内。可选地，所述时间窗包括从所述工位发出物料需求的时刻至所述工位消耗完毕所述物料的时刻之间的时间段。可选地，所述根据所述数字化车间的资源数据，构建所述数字化车间的配送调度模型包括：确定所述目标函数的第一决策变量、第二决策变量和第三决策变量，其中，所述第一决策变量xij用于指示仓储区i是否存储有工位j所需的所述物料，所述第二决策变量yik用于指示工位j的配送任务是否由配送工具k完成，所述第三决策变量用于指示配送工具k是否由配送路径p1移动至配送路径p2；设置配送规则；根据所述配送规则确定所述配送调度模型的约束表达式；根据所述约束表达式和所述配送规则构建所述配送调度模型的目标函数。可选地，所述配送规则包括：所述配送工具从相同的初始位置出发，完成配送任务后再回到所述初始位置以开始下一个配送任务；在每个所述配送任务中，每个所述工位所需的所述物料只能由一个所述配送工具配送一次；每个所述工位与一个所述仓储区对应以形成多个所述配送路径。可选地，所述根据所述约束表达式和所述配送规则构建所述配送调度模型的目标函数包括：采用公式(1)表示所述目标函数，其中，minz为所述目标函数的最小化，minT为所述配送工具完成全部所述配送任务的总配送时间，Tij为所述配送工具从仓储区i配送所述物料至所述工位j的时间，xij为指示仓储区i是否存储有工位j所需的所述物料的第一决策变量，为所述物料从所述仓储区被配送至所述工位所需的配送时间的总和，为配送工具从配送路径p1转移到配送路径p2的转移时间，为指示配送工具k是否由配送路径p1转移到配送路径p2的第三决策变量，为所述转移时间的总和，s为所述配送工具的装货和卸货时间的总和。可选地，所述利用遗传算法对所述配送调度模型进行求解以生成最佳配送方案包括：根据所述仓储区、所述工位、所述配送工具和所述配送路径对所述遗传算法的染色体进行编码；生成所述配送调度模型的初始的种群；确定所述配送调度模型的适应度函数；判断生成所述种群的次数是否达到预设次数；在判断生成所述种群的次数达到预设次数的情况下，分别计算所述种群的每个个体的适应度；采用轮盘赌法对所述种群进行选择运算；对所述种群进行交叉和变异运算以生成新的所述种群，再次判断生成所述种群的次数是否达到预设次数直到生成所述种群的次数达到预设次数；在判断生成所述种群的次数达到预设次数的情况下，输出所述种群以作为所述配送调度模型的最佳配送方案。可选地，所述确定所述配送调度模型的适应度函数包括：采用公式(2)表示所述适应度函数，其中，f为所述适应度函数，Tij为所述配送工具从仓储区i配送所述物料至所述工位j的时间，xij为指示仓储区i是否存储有工位j所需的所述物料的第一决策变量，为所述物料从所述仓储区被配送至所述工位所需的配送时间的总和，为配送工具从配送路径p1转移到配送路径p2的转移时间，为指示配送工具k是否由配送路径p1转移到配送路径p2的第三决策变量，为所述转移时间的总和，s为所述配送工具的装货和卸货时间的总和，D(1-α)为引入的惩罚函数，在所述配送工具的配送时间不在所述时间窗内的情况下，α的值为0；在所述配送工具的配送时间在所述时间窗内的情况下，α的值为1，D为预设的系数，所述系数的值大于1000。本专利技术的另一方面还提供一种液压元件数字化车间的控制系统，所述控制系统可以包括配送小车和控制器，所述控制器用于执行上述所述的控制方法并控制所述小车执行所述最佳配送方案。本专利技术的再一方面还提供一种存储介质，所述存储介质存储有指令，所述指令用于被计算机读取以使得所述计算机执行上述所述的控制方法。通过上述技术方案，本专利技术提供的液压元件数字化车间的控制方法、系统及存储介质通过改变原有的数字化车间的分类存储以及随机存储的方式，从数字化车间总体出发探讨配送车辆调度的同时，为仓储区的布局提供一定的参考，提高拣选效率，减少配送距离与配送时间；该控制方法也有利于统一管理物料，且方便物料的分区堆放与存取。在该控制方法的管理下，配送工具的物流部门可以主动为工位提供配送，提高了预测精度，物流部门可以更合理的安排物料存储数量与配送时间，有效降低物料储存费用；最后，该控制方法还合理利用仓储区与配送工具，节省物流资源，且有效保证工位的生产节拍稳定与本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液压元件数字化车间的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：获取所述数字化车间的仓储区的数量、工位的数量和配送工具的数量；对放置在所述数字化车间的工装板上的物料进行组合管理；对所述仓储区、所述工位和所述配送工具进行编号；确定各个所述工位需要被配送所述物料的时间窗；根据所述数字化车间的资源数据，构建所述数字化车间的配送调度模型；利用遗传算法对所述配送调度模型进行求解以生成最佳配送方案；根据所述最佳配送方案控制所述数字化车间的配送工具执行配送操作。

【技术特征摘要】
1.一种液压元件数字化车间的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：获取所述数字化车间的仓储区的数量、工位的数量和配送工具的数量；对放置在所述数字化车间的工装板上的物料进行组合管理；对所述仓储区、所述工位和所述配送工具进行编号；确定各个所述工位需要被配送所述物料的时间窗；根据所述数字化车间的资源数据，构建所述数字化车间的配送调度模型；利用遗传算法对所述配送调度模型进行求解以生成最佳配送方案；根据所述最佳配送方案控制所述数字化车间的配送工具执行配送操作。2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述对放置在所述数字化车间的工装板上的物料进行组合管理包括：对所述数字化车间的生产线加工的所述液压元件所需的零部件清单进行分析，结合所述生产线的各个工位的加工工艺，将所述各个工位加工所需的零部件放置在同一个所述工装板内。3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述时间窗包括从所述工位发出物料需求的时刻至所述工位消耗完毕所述物料的时刻之间的时间段。4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述数字化车间的资源数据，构建所述数字化车间的配送调度模型包括：确定所述目标函数的第一决策变量、第二决策变量和第三决策变量，其中，所述第一决策变量xij用于指示仓储区i是否存储有工位j所需的所述物料，所述第二决策变量yik用于指示工位j的配送任务是否由配送工具k完成，所述第三决策变量用于指示配送工具k是否由配送路径p1移动至配送路径p2；设置配送规则；根据所述配送规则确定所述配送调度模型的约束表达式；根据所述约束表达式和所述配送规则构建所述配送调度模型的目标函数。5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述配送规则包括：所述配送工具从相同的初始位置出发，完成配送任务后再回到所述初始位置以开始下一个配送任务；在每个所述配送任务中，每个所述工位所需的所述物料只能由一个所述配送工具配送一次；每个所述工位与一个所述仓储区对应以形成多个所述配送路径。6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述约束表达式和所述配送规则构建所述配送调度模型的目标函数包括：采用公式(1)表示所述目标函数，其中，minz为所述目标函数的最小化，minT为所述配送工具完成全部所述配送任务的总配送时间，Tij为所述配送工具从仓储区i配送所述物料至所述工位j的时间，x...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡小建，陈茹梦，袁恒星，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34