工业缝制行业中平衡生产线的方法技术

一种工业缝制行业中平衡生产线的方法，具体步骤包括：(1)将生产线上的任务节点依据任务的先后依赖关系连接，生成任务前驱图；(2)按照任务前驱图中任务节点的顺序，对前驱图中的任务节点进行拓扑排序，生成拓扑序列；(3)按照拓扑序列，依次为任务节点分配与其类型相匹配的缝制设备，若相邻的任务节点使用同种类型的缝制设备，则将其按照原有的顺序合并在同一道工序中；(4)按照划分的工序和缝制设备类型的分配结果，并结合生产线平衡率公式，为各道工序分配合理数量的缝制设备；(5)按照分配结果，用户在可视化界面中虚拟出与实际生产线对应的逻辑生产线；(6)查看逻辑生产线的生产线信息，用户可及时平衡生产线。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于计算机
，更进一步涉及计算机软件应用领域的。本方法按照生产线上任务的先后依赖关系，对生产任务集进行拓扑排序，根据相邻的任务节点使用的缝制设备的类型，对拓扑序列中的任务划分工序，分配相应类型和数量的缝制设备；并且通过ZigBee网络，从生产线上缝制设备的控制箱中采集数据，利用可视化界面对生产线进行实时监控，可应用于平衡生产线，提高生产效率。
技术介绍
目前，在生产线平衡领域中，为了实现提高生产线平衡率的目标，广泛采用的方法有Jacson算法，分支定界法，启发式方法，最优化方法(数学模型法)和工业工程方法等。沈维蕾等人在“基于启发式平衡搜索法的装配线平衡方法”(《组合机床与自动化·加工技术》，2008年第11期，86-89)中提出了一种启发式平衡搜索法，该方法以某企业的半轴装配线为基础，利用生产线平衡理论，通过调整设备布局对装配线进行改善，使设备和人员生产率得到了提高，同时也使生产线保持了一定的柔性。实践证明，这种方法可以有效提高生产线效率。但该方法存在的不足是用户需要在生产车间中进行实地监管，对人力资源造成浪费，监管效率不高，并且该方法需要人为统计经过各道工序的产品数量和完成各道工序花费的时间，无法高效地获取生产线信息，及时对生产线进行调整。何洋林等人在“装配生产线平衡问题DNA遗传算法研究”(《机械设计与制造》，2008年03期，68-70)中建立了生产线平衡的数学模型，并运用DNA遗传算法求解。基于遗传算法思想及DNA编码方法，DNA遗传算法设计了相应的交叉和变异等操作算子，并通过实例仿真验证了该方法解决生产线平衡问题的可行性。但该方法存在的不足是，只能解决工序数确定的情况，不能解决可变工序数的生产线平衡问题。MSC有限公司申请的专利“利用射频识别装置改进生产的系统和方法”(专利申请号200610098511. 7，公布号CN101017539A)公开了一种基于RFID技术改进生产系统的方法利用RFID技术实时采集生产线上的工作数据，通过分析、实现生产线平衡，从而提高生产效率。该方法的思想是利用RFID技术获得各种生产线上的相关信息，再将获取的信息传送至控制器，并经由控制器将采集到的生产线信息上传至服务器，以进行分类统计，根据统计，进而识别出生产线上的工作瓶颈，服务器可以重新匹配工件射频识别卡与工件组号之间的关系，重新分配工序，从而达到生产线平衡的目的。该方法的不足之处在于，生产线上的任务数据必须依靠打卡方式人工采集，数据的可靠性和准确性不高，无法正确有效地计算出生产线平衡率，有可能导致对生产线进行错误地调整。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的不足，提出一种改进缝制行业中平衡生产线的方法。本方法能够对生产线上的任务进行合理的工序划分，根据各道工序的执行内容和时间，为其分配对应种类和数量的缝制设备，消除各道工序之间进行交付时因等待造成的时间浪费现象，減少生产线上半成品滞留的情况，平衡生产线。并且能够对生产线上的缝制设备进行可视化显现，对整条生产线进行实时监控，调整生产线上缝制设备的分配，提高生产线的生产效率。本专利技术实现的思路是，对生产线上的任务按照其先后依赖关系进行拓扑排序根据相邻的任务节点使用的缝制设备的类型，对拓扑序列中的任务划分エ序；依据所划分的エ序数目、完成各道エ序花费的时间和瓶颈エ序的生产时间，利用生产线平衡公式求得生产线平衡率最高的分配方式，按照该分配方式为各道エ序分配对应数量的缝制设备，并将生产线的组织方式进行可视化显示，实现对生产线上缝制设备的实时监控，減少了各道エ序之间进行交付时因等待浪费的时间，达到了平衡生产线，提高生产效率的目的。本专利技术的具体步骤如下(I)任务前驱图初始化将生产线上的任务节点用矩形框表示，按照任务执行流程对矩形框从I开始逐个 编号，并依据任务的先后依赖关系连接矩形框，生成任务前驱图。(2)获取拓扑序列按照任务前驱图中任务节点的顺序，对前驱图中的任务节点进行拓扑排序，生成拓扑序列。(3)划分エ序和分配缝制设备的类型按照拓扑序列中任务节点的排列顺序，依次为任务节点分配与其类型相匹配的缝制设备，若相邻的任务节点使用同种类型的缝制设备，则将其按照原有的顺序合并在同一道エ序中，并按照エ序的执行顺序，为每道エ序从I开始进行编号。(4)分配缝制设备的数量按照划分的エ序和缝制设备类型的分配结果，为每个エ序至少先分配一台对应类型的缝制设备，在不超过该类型缝制设备总数的前提下，逐台增加每道エ序使用的缝制设备，获得所有分配情况的结果集，并按照生产线平衡率公式逐个求得分配结果的生产线平衡率，选择生产线平衡率最高的分配結果。(5)分配结果的可视化5a)根据分配结果，用户将生产线上的缝制设备所属的エ序、使用的设备类型和数量通过操作面板依次输入到缝制设备的控制箱中，控制箱通过ZigBee网络将数据上传并存储到监控设备的数据库中；5b)根据监控设备采集的数据，用户在生产线设计界面中选择エ序图标，按照エ序划分的顺序，依次拖放到界面中，将各道エ序用エ序方向图标连接起来；5c)选择不同类型缝制设备的图标，按照各道エ序使用的缝制设备的类型和数量，将缝制设备图标依次拖放到对应エ序中，得到一条虚拟的逻辑生产线；5d)按照实际生产线中缝制设备的标识，依次将逻辑生产线中的逻辑缝制设备与实际生产线中的物理缝制设备进行绑定。(6)实时监控生产线在生产过程中，控制箱周期性地将各道エ序执行的时间以及经过该エ序的产品数量信息通过ZigBee网络上传并存储到监控设备的数据库中，用户通过单击可视化面板中的逻辑生产线查看该生产线上经过各道エ序的产品数量、各道エ序的实时效率和该生产线的生产线平衡率，查找出瓶颈工序，调整生产线上缝制设备的数量。本专利技术与现有的技术，相比具有以下优点第一，由于本专利技术采用可视化界面，将生产线的组织方式进行可视化显示，用户利用可视化界面监控生产线上的缝制设备，避免了现有技术中由于用户的实地监管造成对人力资源的浪费，解决了监管效率低下，无法高效地获取生产线信息并及时对生产线进行调整的问题。使得本专利技术用户无需在生产车间中进行实地监管，节省了人力资源；并且通过查看可视化界面中逻辑生产线，用户能够获取当前生产线的所有信息，查找出生产线上的瓶颈工序，及时对生产线进行调整。第二，由于本专利技术采用根据生产线任务使用的缝制设备类型对工序进行划分的方法，避免了现有技术中需要预先确定工序数的缺陷，使得本专利技术提高了生产线工序划分的灵活性和可扩展性。第三，由于本专利技术采集数据的方法是通过ZigBee网络，利用生产线上缝制设备中 的控制箱将该设备的任务数据上传并存储到监控设备的数据库中，克服了现有技术中人工采集数据造成的数据准确性和可靠性不高的弊端，使得本专利技术能够确保获取的生产线数据的客观性和准确性，从而正确地计算出生产线平衡率并有效地对其进行改进。附图说明图I为本专利技术的流程图；图2为本专利技术的任务前驱图；图3为本专利技术的拓扑序列图；图4为本专利技术效果仿真图。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术做进一步的描述。参照附图1，本专利技术的具体实施步骤如下。步骤I，任务前驱图初始化将生产线上的任务节点用矩形框表示，按照任务执行流程对矩形框从I开始逐个编号，并依据任务的先后依赖关系连接矩形框，生成任务前驱图。在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种工业缝制行业中平衡生产线的方法，包括以下步骤：(1)任务前驱图初始化将生产线上的任务节点用矩形框表示，按照任务执行流程对矩形框从1开始逐个编号，并依据任务的先后依赖关系连接矩形框，生成任务前驱图；(2)获取拓扑序列按照任务前驱图中任务节点的顺序，对前驱图中的任务节点进行拓扑排序，生成拓扑序列；(3)划分工序和分配缝制设备的类型按照拓扑序列中任务节点的排列顺序，依次为任务节点分配与其类型相匹配的缝制设备，若相邻的任务节点使用同种类型的缝制设备，则将其按照原有的顺序合并在同一道工序中，并按照工序的执行顺序，为每道工序从1开始进行编号；(4)分配缝制设备的数量按照划分的工序和缝制设备类型的分配结果，为每个工序至少先分配一台对应类型的缝制设备，在不超过该类型缝制设备总数的前提下，逐台增加每道工序使用的缝制设备，获得所有分配情况的结果集，并按照生产线平衡率公式逐个求得分配结果的生产线平衡率，选择生产线平衡率最高的分配结果；(5)分配结果的可视化5a)根据分配结果，用户将生产线上的缝制设备所属的工序、使用的设备类型和数量通过操作面板依次输入到缝制设备的控制箱中，控制箱通过ZigBee网络将数据上传并存储到监控设备的数据库中；5b)根据监控设备采集的数据，用户在生产线设计界面中选择工序图标，按照工序划分的顺序，依次拖放到界面中，将各道工序用工序方向图标连接起来；5c)选择不同类型缝制设备的图标，按照各道工序使用的缝制设备的类型和数量，将缝制设备图标依次拖放到对应工序中，得到一条虚拟的逻辑生产线；5d)按照实际生产线中缝制设备的标识，依次将逻辑生产线中的逻辑缝制设备与实际生产线中的物理缝制设备进行绑定；(6)实时监控生产线在生产过程中，控制箱周期性地将各道工序执行的时间以及经过该工序的产品数量信息通过ZigBee网络上传并存储到监控设备的数据库中，用户通过单击可视化面板中的逻辑生产线查看该生产线上经过各道工序的产品数量、各道工序的实时效率和该生产线的生产线平衡率，查找出瓶颈工序，调整生产线上缝制设备的数量。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杜军朝，刘惠，李赞，李晓军，刘文涛，薛鹏，李旋，陈倩，黎建文，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：