一种基于TW-GA组合的动态排产方法、模块及系统技术方案

本申请提出一种基于TW

【技术实现步骤摘要】
一种基于TW
‑
GA组合的动态排产方法、模块及系统


[0001]本申请柔性定制智能制造
，具体涉及一种基于TW
‑
GA组合的动态排产方法、模块及系统。

技术介绍

[0002]目前印染业柔性定制行业整体上信息化程度不高，大多数启用使用的还是简单的事先计划性排产办法，属于静态调度。一般是在生产前根据待加工任务结合实际产能按产能进行简单的生产波次编排。生产计划波次一旦确定后就无法改变，且排产只针对车间或产线，无法细化到具体的工序安排，车间现场生产只能通过人员经验进行调度。
[0003]现有的柔性定制排产计划大多是按波次进行排产，属于事前排产，无法做到针对变化实时调整排产计划。排产算法上大多采用传统的启发式算法，如：模拟退火、爬山算法、遗传算法、Tabu算法等。同类技术大多是单纯使用某个算法或组合使用多个算法进行最优解的求解，受输入条件规整性和算法复杂度影响，计算结果质量普遍不好。目前同类技术其主要问题表现为：
[0004]输入样本不统一，排产成果无法保障：启发式算法的计算结果受输入样本和扰动因子的影响巨大。同类产品大多都是直接使用待生成产品的工序流配置信息作为样本，并通过随机投料顺序进行扰动，该情况下难以保证计算结果的准确性。无法统一和标准输入样本是同类技术排产效果差的重要原因。
[0005]基于流程粗颗粒度的排产：无法做到设备、工人技能和工序组合细颗粒度级别的排产，目前市面上的技术大多是基于工序流程粗颗粒度的排产，普遍存在大量工序空闲或工序等待的情况。r/>[0006]基于单产品品类的排产：只能针对单个产品的工序流进行排产，无法做到多个产品多个工序流的混合排产，导致设备和人工的利用率极低，车间只能一个个品类顺序生产。
[0007]既定排产计划不可变或变化成本巨大：无论是基于单个还是组合算法生产的排产计划都无法快速适应车间异常情况(如设备故障、工人请假、物料缺失、成品合格率低等)，这些算法在变化情况下都需要重新梳理输入和条件，并重新计算，排产的计算耗时极长，并且生产现场发生各类异常的情况频繁，这种情况不满足实际情况需求，也是为什么同类产品无法做到实时排产的根本原因。
[0008]单计算环节，全局优化率低：同类产品大多使用的是单计算环节的设计，在多元化柔性定制场景中采用启发式算法，只通过一次计算得到全局最优解的概率不高，因此，同类产品大多是局部最优结果。
[0009]鉴于此，设计一种能够解决输入样本不统一、细颗粒度排产、多品类同时排产、无法动态计算等问题的动态排产方法及系统具有十分重要的意义。

技术实现思路

[0010]本申请实施例提出了一种基于TW
‑
GA组合的动态排产方法、模块及系统来解决以
上
技术介绍
部分提到的技术问题。
[0011]第一方面，本申请实施例提供了一种基于TW
‑
GA组合的动态排产方法，包括以下步骤：
[0012]S1、构建时间轮组和产品加工时间线；
[0013]S2、利用时间轮组中的任务选择器按照产品加工时间线的工序节点选取待加工工序任务，并且将待加工工序任务镶嵌至时间轮组的时间窗口上；
[0014]S3、重复步骤S2，直至不存在待加工工序任务后，输出基础排产样本，基础排产样本包括时间窗口的信息；
[0015]S4、按照N(N≥1)种排序策略对加工任务进行排序，重复步骤S1～S3后，获得N种基础排产样本；
[0016]S5、从N种基础排产样本中随机选取两种基础排产样本，针对两种基础排产样本中同种类型的基础时间轮或重叠时间轮进行时间窗口交叉，并且对时间窗口交叉的结果进行适应度评估，保存适应度提高的个体，作为下一代基础排产样本；
[0017]S6、重复步骤S5，直到N种基础排产样本都完成时间窗口交叉进化；以及
[0018]S7、重复步骤S5～S6，直至进化到预设的代数或者进化收敛达到进化停止标准后，输出适应度最高的排产样本。
[0019]上述方法基于产品加工时间线和时间轮组合的样本生成方式统一了种群遗传的输入样本标准，确保了最优解的稳定性。而且引入多环计算流程，能够解决得到全局最优解的概率不高问题。因此，使用上述方法可以极大地降低排产的计算和时间成本，能够切实做到根据对车间态势的实时作出排产的调整。
[0020]在具体的实施例中，在步骤S1中，时间轮组包括设备机台的基础时间轮、人工技能的基础时间轮，以及设备机台和人工技能之间发生重叠的重叠时间轮；产品加工时间线包括产品各工序的加工时长和产品各工序的排列顺序。
[0021]系统为车间每台设备机台创建基础时间轮，为每个上岗工人按技能创建时间轮，即系统会为每个耗时工序创建一个基础时间轮，系统会基于基础时间轮进行人工和机台的重叠创建重叠时间轮。通过上述方法以实现基于设备、工人技能和工序组合细颗粒度级别的拆分，通过时间窗口实现细小颗粒的单元规整。
[0022]在具体的实施例中，步骤S1还包括以下子步骤：
[0023]S11、构建基础时间轮和重叠时间轮；
[0024]S12、剔除已经创建重叠时间轮的基础时间轮；
[0025]S13、对齐重叠时间轮和步骤S12的基础时间轮；以及
[0026]S14、启动步骤S13的重叠时间轮和基础时间轮，并且推进一个单位时间，便通知对应时间轮上的任务选择器选择待加工工序任务。
[0027]通过上述方法，采用多个时间轮叠加投影的办法可以实现多品类的同时排产。
[0028]在具体的实施例中，在步骤S2中，利用时间轮组中的任务选择器按照产品加工时间线的工序节点选取对应的待加工工序任务，满足以下条件：
[0029]a、基础时间轮或重叠时间轮的当前的时间窗口必须能满足待加工工序任务处理的耗时要求；
[0030]b、已经使用的基础时间轮或重叠时间轮优先选择任务；
[0031]c、同种类型的基础时间轮的使用率相差比例不高于30％。
[0032]d、若时间轮组包括重叠时间轮时，以最小影响数量选择基础时间轮。
[0033]在具体的实施例中，在步骤S5中，针对两种基础排产样本中同种类型的基础时间轮或重叠时间轮进行时间窗口交叉，满足以下条件：
[0034]a、时间窗口交叉需满足产品各工序的排列顺序的约束；
[0035]b、交叉后的时间窗口均有富余时间；
[0036]c、同一基础时间轮或重叠时间轮内的时间窗口可进行自交叉；
[0037]d、时间窗口交叉后同一加工工序任务节点只存在一个。
[0038]在具体的实施例中，在步骤S4中，按照N(N≥1)种排序策略对加工任务进行排序，排序策略包括按产品品牌类排序、按加工时长排序、按设备机台占用时长比例排序、按人工占用时长比例排序、按工序数量排序和按工段先后启发式排序。
[0039]系统针对每一种策略都会生成对应的排序组合，不同的排序组合影响工序加工任务的组合和供给顺序，将会本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于TW
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GA组合的动态排产方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、构建时间轮组和产品加工时间线；S2、利用所述时间轮组中的任务选择器按照所述产品加工时间线的工序节点选取待加工工序任务，并且将所述待加工工序任务镶嵌至所述时间轮组的时间窗口上；S3、重复步骤S2，直至不存在所述待加工工序任务后，输出基础排产样本，所述基础排产样本包括所述时间窗口的信息；S4、按照N(N≥1)种排序策略对加工任务进行排序，重复步骤S1～S3后，获得N种所述基础排产样本；S5、从N种所述基础排产样本中随机选取两种基础排产样本，针对所述两种基础排产样本中同种类型的所述基础时间轮或所述重叠时间轮进行时间窗口交叉，并且对所述时间窗口交叉的结果进行适应度评估，保存所述适应度提高的个体，作为下一代基础排产样本；S6、重复步骤S5，直到N种所述基础排产样本都完成所述时间窗口交叉进化；以及S7、重复步骤S5～S6，直至进化到预设的代数或者进化收敛达到进化停止标准后，输出所述适应度最高的排产样本。2.根据权利要求1所述的基于TW
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GA组合的动态排产方法，其特征在于，在步骤S1中，所述时间轮组包括设备机台的基础时间轮、人工技能的基础时间轮，以及设备机台和人工技能之间发生重叠的重叠时间轮；所述产品加工时间线包括产品各工序的加工时长和产品各工序的排列顺序。3.根据权利要求1所述的基于TW
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GA组合的动态排产方法，其特征在于，步骤S1还包括以下子步骤：S11、构建基础时间轮和重叠时间轮；S12、剔除已经创建所述重叠时间轮的所述基础时间轮；S13、对齐所述重叠时间轮和步骤S12的所述基础时间轮；以及S14、启动步骤S13的所述重叠时间轮和所述基础时间轮，并且每推进一个单位时间，便通知对应时间轮上的所述任务选择器选择所述待加工工序任务。4.根据权利要求1所述的基于TW
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GA组合的动态排产方法，其特征在于，在步骤S2中，利用所述时间轮组中的任务选择器按照所述产品加工时间线的工序节点选取对应的待加工工序任务，满足以下条件：a、所述基础时间轮或所述重叠时间轮的当前的时间窗口必须能满足待加工工序任务处理的耗时要求；b、已经使用的所述基础时间轮或所述重叠时间轮优先选择任务；c、同种类型的所述基础时间轮的使用率相差比例不高于30％。d、若所述时间轮组包括重叠时间轮时，以最小影响数量选择基础时间轮。5.根据权利要求1所述的基于TW
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GA组合的动态排产方法，其特征在于，在步骤S5中，针对所述两种基础排产样本中同种类型的所述基础时间轮或所述重叠时间轮进行时间窗口交叉，满足以下条件：a、所述时间窗口交叉需满足产品各工序的排列顺序的约束；b、交叉后的所述时间窗口均有富余时间；c、同一所述基础时间轮或重叠时间轮内的时间窗口可进行自交叉；
d、所述时间窗口交叉后同一所述加工工序任务节点只存在一个。6.根据权利要求1所述的基于TW
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GA组合的动态排产方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱洁，张锦宇，
申请(专利权)人：厦门指纹科技有限公司，
类型：发明
国别省市：