基于滚动时间窗的焊接车间订单变更动态调度方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于滚动时间窗的焊接车间订单变更动态调度方法及系统，在加工过程中，如果没有突发事件出现，那么所有车辆将以初始顺序完成加工，然后下线。如果出现紧急插单、撤单等订单变更动突发事件，或者到了再调度周期时间，需要进行滚动窗口重调度时，则根据动态调度数学模型，对滚动窗口内的车辆进行重调度，调度完成后，将以新的顺序进行生产。在事件出现并且动态调度完成后，当达到动态调度固定周期后，将再次触发滚动窗口动态调度，重复动态调度，直至车辆最终生产加工完成。本发明专利技术通过采用滚动调度策略，能够对出现的订单变更进行再调度优化，生成新的生产计划，相比人按照经验调度对加工性能指标进行优化，可以有效提升生产效率。效提升生产效率。效提升生产效率。

【技术实现步骤摘要】
基于滚动时间窗的焊接车间订单变更动态调度方法及系统


[0001]本专利技术涉及一种基于滚动时间窗的焊接车间订单变更动态调度方法及系统。

技术介绍

[0002]在汽车制造中，一辆汽车需要依次经过焊接、涂装、总装车间的加工，才能被加工完毕，并最终被配送到消费者手中。在整个生产过程中，焊接车间负责将汽车的各焊接零部件拼装焊接起来，并生产出合格的焊接白车身。接着在涂装车间，白车身会被涂上颜料，在总装车间，各种汽车配饰会被安装完毕。
[0003]焊接车间作为汽车生产的上线点，订单发生变更，需要及时在焊接车间变更汽车上线计划。作为汽车开始组装生产的第一个车间，焊接车间需要根据生产计划，按照顺序将不同的车辆上线，并进行相应的焊接制造。当订单发生变更后，也就是发生订单取消、紧急插单等意外事情后，焊接车间需要第一时间作出反应，根据订单变更信息，调整上线的计划。因此，从汽车制造整个流程来说，焊接车间与订单变更意外处理的关系，具有很紧密的联系。
[0004]目前处理订单变更的主流方式是，对变更的订单部分，只进行粗略的处理，缺乏调度优化。在当前的企业生产中，发生订单变更时，会把控制权交给现场一线员工，让他们对紧急插单、订单取消进行现场处置，将不会对系统中排好的计划进行优化调整。当出现紧急插单事件时，现场员工会把紧急的订单直接放到上线队列的最前端，让相关的订单最先上线开始生产；当发生订单取消事件后，一线员工会直接从序列中将相关的订单取消，再按照计划生产；当发生订单提前事情时，生产一线直接将提前订单放到上线队列的最前面；由生产一线来对订单变更做出应对，会产生一些问题，在变更后，并没有对原来的生产计划进行优化，原来的生产序列只是进行了简单地增加或者删除，若变更订单后，仍然按照之前的生产序列生产，将会导致生产效率降低、最大完工时间边长等后果。
[0005]目前国内的主流处理方式会影响到生产的效率和成本，有必要对订单变更后的调度方法进行优化。当前国内的汽车生产厂商，大部分采取此类生产一线调整应对订单变更的方法，但此种方法比较落后，需要提出更高效的方法来处理订单的变更。
[0006]在实际汽车生产中，对订单的变更只进行粗略的处理，将处理的过程交给一线员工，处理的过程缺乏调度优化。在当前的企业生产中，发生订单变更时，生产一线员工会对对紧急插单、订单取消进行处置，此时系统中将不再对相关的生产序列进行优化重调度。当出现紧急插单事件时，现场员工会把紧急的订单直接放到上线队列的最前端，让相关的订单最先上线开始生产；当发生订单取消事件后，一线员工会直接从序列中将相关的订单取消，再按照计划生产；当发生订单提前事情时，生产一线直接将提前订单放到上线队列的最前面；由生产一线员工来对订单变更做出应对时，并没有对原来的生产计划进行调度优化，只是对原来的生产序列进行了简单地增加或者删除。但是，若仍然按照之前的生产序列生产，将会导致生产效率降低、最大完工时间边长等后果。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是提供一种基于滚动时间窗的焊接车间订单变更动态调度方法及系统，以解决目前加工过程中在出现订单变更动后会导致生产效率降低的问题。
[0008]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种基于滚动时间窗的焊接车间订单变更动态调度方法，包括
[0009]S1：确定滚动窗口能容纳的白车身数量，按照初始顺序加工白车身，并按照加工程度将待加工的白车身进行分类；
[0010]S2：选取性能优化目标，构建动态调度数学模型；
[0011]S3：判断当前时间点是否为再调度周期时间的调度时刻或是否出现订单变更事件，若当前时间点为再调度周期时间的调度时刻或出现订单变更事件，则执行步骤S4；否则，继续按照初始顺序加工白车身；
[0012]S4：当加工一段时间后，当前时间点为再调度周期时间的调度时刻或出现订单变更事件，则对滚动窗口内的白车身进行再调度，根据动态调度数学模型生成新的白车身加工序列；
[0013]S5：根据再调度后新的白车身加工序列进行加工。
[0014]进一步地，所述再调度周期时间为变再调度周期时间，使再调度次数与生产车间的负荷成正比。
[0015]进一步地，选取最小化最大完工时间或/和物料消耗均衡度最大作为性能优化目标。
[0016]进一步地，当选取最小化最大完工时间作为性能优化目标时，所述动态调度数学模型为：
[0017]minf1＝min{maxC
i
}
[0018]其中，minf1表示通过调整汽车上线的顺序，使得最后一辆车的下线时间距离第一辆车的开工时间差值最小；C
i
表示第i辆车的完工时间。
[0019]进一步地，当选取物料消耗均衡度最大作为性能优化目标时，所述动态调度数学模型为：
[0020][0021]其中，N1为本次生产的汽车总数量；N2为一辆车所需要的零部件总类别数；EV
i,j
表示在总共N1个订单中，平均每个订单会使用一次零件M
i,j
的期望；V
i,j
表示订单。
[0022]此外，本申请还提供了一种基于滚动时间窗的焊接车间订单变更动态调度系统，包括MES系统，所述MES系统内存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时能够实现以下步骤：
[0023]S1：确定滚动窗口能容纳的白车身数量，按照初始顺序加工白车身，并按照加工程度将待加工的白车身进行分类；
[0024]S2：选取性能优化目标，构建动态调度数学模型；
[0025]S3：判断当前时间点是否为再调度周期时间的调度时刻或是否出现订单变更事件，若当前时间点为再调度周期时间的调度时刻或出现订单变更事件，则执行步骤S4；否
则，继续按照初始顺序加工白车身；
[0026]S4：当加工一段时间后，当前时间点为再调度周期时间的调度时刻或出现订单变更事件，则对滚动窗口内的白车身进行再调度，根据动态调度数学模型生成新的白车身加工序列；
[0027]S5：根据再调度后新的白车身加工序列进行加工。
[0028]本专利技术的有益效果为：通过采用滚动调度策略，能够对出现的订单变更进行再调度优化，生成新的生产计划，相比人按照经验调度对加工性能指标进行优化，可以有效提升生产效率，保证零部件消耗的均衡性；并且，只有在出现了订单变更或者到了再调度周期后，才会执行再调度程序，对生产现场干涉小；此外，调度操作在滚动窗口中进行，数据量少，可以在初步优化结果的基础上，取得更好的优化效果。
附图说明
[0029]此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，在这些附图中使用相同的参考标号来表示相同或相似的部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
[0030]图1为本专利技术一个实施例的流程图；
[0031]图2为滚动窗口周期再调度示意图；
[0032]图3为滚动窗口紧急插单示意图；
[0033]图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于滚动时间窗的焊接车间订单变更动态调度方法，其特征在于，包括S1：确定滚动窗口能容纳的白车身数量，按照初始加工顺序加工白车身，并按照加工程度将待加工的白车身进行分类；S2：选取性能优化目标，构建动态调度数学模型；S3：判断当前时间点是否为再调度周期时间的调度时刻或是否出现订单变更事件，若当前时间点为再调度周期时间的调度时刻或出现订单变更事件，则执行步骤S4；否则，继续按照初始顺序加工白车身；S4：当加工一段时间后，当前时间点为再调度周期时间的调度时刻或出现订单变更事件，则对滚动窗口内的白车身进行再调度，根据动态调度数学模型生成新的白车身加工序列；S5：根据再调度后新的白车身加工序列进行加工。2.根据权利要求1所述的基于滚动时间窗的焊接车间订单变更动态调度方法，其特征在于，所述再调度周期时间为变再调度周期时间，使再调度次数与生产车间的负荷成正比。3.根据权利要求1或2所述的基于滚动时间窗的焊接车间订单变更动态调度方法，其特征在于，选取最小化最大完工时间或/和物料消耗均衡度最大作为性能优化目标。4.根据权利要求3所述的基于滚动时间窗的焊接车间订单变更动态调度方法，其特征在于，当选取最小化最大完工时间作为性能优化目标时，所述动态调度数学模型为：minf1＝min{maxC
i
}其中，minf1表示通过调整汽车上线的顺序，使得最后一辆车的下线时间距离第...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐倩，刘联超，李燚，罗光兴，姜长宇，何俊海，马瑶，
申请(专利权)人：重庆长安汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：