生产线布局方法技术

本申请涉及一种生产线布局方法，包括选取产线上的一种产品作为代表并计算产线计划产量及节拍，产线计划产量根据产线上各产品计划产量及转换系数计算得到，转换系数根据产品计划产量及时间定额计算得到；基于先行约束及时间约束对作业要素进行分配，以使工作域的作业时间与产线节拍尽可能相近，从而计算得到工作域的实际数量，作业要素通过产线工序分解得到；根据工作域的实际数量结合产品生产批量及时间定额计算得到不同产品的混流比；基于工作域的实际数量及不同产品的混流比布局生产资料的定位信息，从而完成产线的布局。该方法解决了布局设计中的产线平衡、合理化混流比以及缓冲区配置等问题，并实现了设备间距的动态调整。整。整。

【技术实现步骤摘要】
生产线布局方法


[0001]本申请涉及机械工程
，特别是涉及一种生产线布局方法。

技术介绍

[0002]一般的生产线布局设计常采用相应的算法，来求解在组合目标约束条件下，模型最优或者次优解的问题。其中，在布局设计中通常采用成本、利用率、物流以及方便性等多个目标。在这一方面国内外学者进行了深入的研究，概括起来包括运筹学方法、非线性规划方法、遗传算法、模拟退火算法以及粒子群等优化方法。例如采用图论的方法，搜索最优工艺路线和备选工艺路线，以最优工艺路线为基础，依据排队论中的相关理论，对生产布局进行优化设计。或建立统一的面向改进型生产系统布局规划的多目标规划数学模型，利用启发式算法和遗传算法相结合的混合算法，进行分析与计算。或把生产每一产品所需要的所有零部件的工序，合并构成了一个有序图，其对应的图结构抽象为有向树，以有向树为基础，提出通过树的旋转处理算法和序列聚类分析，得到车间的平面布局规划方案。或采用基于设备分类的方法、基于制造系统功能的方法对生产线布局问题进行了研究。
[0003]现有针对生产线布局设计的研究，是在基于某些特定约束和目标的条件下，采用相应的算法，对某一具体布局问题进行分析求解，从而获取一定的成果。但是大多侧重在算法的排序对比上，导致所得结果与实际应用差距较大。缺乏从生产系统需求结合生产要素来分析设计、优化的系统化方法，忽略了生产制造面对的多品种、变批量与成本约束条件下定制化的特点，以及综合考虑生产能力、负荷平衡等生产要素对生产线系统布局的影响。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种生产线布局方法，结合生产制造面对的多品种、变批量与成本约束条件下的定制化需求，综合考虑生产能力、生产线平衡等多生产因素，解决了布局设计中的产线平衡、合理化混流比以及缓冲区配置等问题，并实现了设备间距的动态调整，满足了生产线布局物理或逻辑的可变性，以及生产能力可定制的要求。
[0005]一种生产线布局方法，所述方法包括：
[0006]选取产线上的一种产品作为代表并计算产线计划产量及节拍，所述产线计划产量根据产线上各产品计划产量及转换系数计算得到，所述转换系数根据产品计划产量及时间定额计算得到；
[0007]基于先行约束及时间约束对作业要素进行分配，以使工作域的作业时间与产线节拍尽可能相近，从而计算得到工作域的实际数量，所述作业要素通过产线工序分解得到；
[0008]根据工作域的实际数量结合产品生产批量及时间定额计算得到不同产品的混流比；
[0009]基于工作域的实际数量及不同产品的混流比布局生产资料的定位信息，从而完成产线的布局。
[0010]在其中一个实施例中，所述选取产线上的一种产品作为代表并计算产线计划产量
及节拍，之前还包括：
[0011]获取最小成本时的产线生产批量，并作为产线上各产品计划产量，所述产线的最小成本根据产线重组成本及产品滞留成本计算得到。
[0012]在其中一个实施例中，所述选取产线上的一种产品作为代表并计算产线计划产量及节拍，包括：
[0013]选取产线上的一种产品作为代表产品，根据其它产品与代表产品之间的时间定额比值计算不同产品的转换系数；
[0014]根据代表产品计划产量及其它产品计划产量与关联转换系数之间的乘积计算得到产线计划产量；
[0015]根据产线计划产量及计划时间计算得到产线节拍。
[0016]在其中一个实施例中，所述基于先行约束及时间约束对作业要素进行分配，之前还包括：
[0017]将产品加工工序分解为作业要素，并根据作业要素的先后关系编制作业要素矩阵；
[0018]根据作业要素矩阵及作业要素的时间向量计算各作业要素的阶位。
[0019]在其中一个实施例中，所述先行约束为作业要素阶位次序，所述时间约束为作业要素的时间向量。
[0020]在其中一个实施例中，所述以使工作域的作业时间与产线节拍尽可能相近，之前还包括：
[0021]构建并合并作业要素关系图，以使不同产品的相同作业要素分配至同一工作域。
[0022]在其中一个实施例中，所述计算得到工作域的实际数量，包括：
[0023]根据计划批量及作业要素的作业时间计算得到作业要素的负荷量；
[0024]将工作域的最小数量转换为计划负荷总量与计划时间的比值；
[0025]根据计划负荷总量、产品计划产量、时间定额及计划时间计算得到工作域的实际数量。
[0026]在其中一个实施例中，所述根据工作域的实际数量结合产品生产批量及时间定额计算得到不同产品的混流比，包括：
[0027]根据不同产品的产品生产批量与时间定额的乘积之和，与工作域的实际数量之比，结合产线负荷系数，计算得到不同产品的混流比。
[0028]在其中一个实施例中，所述基于工作域的实际数量及不同产品的混流比布局生产资料的定位信息，包括：
[0029]基于工作域的实际数量，在给定的空间范围内以空间范围的左侧为参考起点，结合不同产品的混流比，计算得到产线布局的设备坐标值和约束条件；
[0030]根据产线布局的设备坐标值和约束条件布局生产资料的定位信息。
[0031]在其中一个实施例中，所述设备坐标值包括设备与空间范围边界的初始值、设备的长和宽、设备的端点坐标值及相邻两设备之间的间距。
[0032]上述生产线布局方法，在生产能力批量的范围内，分析生产线的多品种、变批量的生产模式特点，提出适应市场特点的生产线负荷平衡算法，从而平衡各产品之间的节拍，以解决系统负荷平衡问题，同时基于生产线负荷平衡算法，在处理其负荷平衡的同时，计算确
定系统工作域数以及混流比，一方面解决了产线工作域数量与混流比的合理化问题，同时其所得结果能够为后续计划调度、控制提供支持和参考，最后基于相关设备位置参数等得出产线缓冲配置规则，从而完成产线的布局，结合生产制造面对的多品种、变批量与成本约束条件下的定制化需求，综合考虑生产能力、生产线平衡等多生产因素，解决了布局设计中的产线平衡、合理化混流比以及缓冲区配置等问题，并实现了设备间距的动态调整，满足了生产线布局物理或逻辑的可变性，以及生产能力可定制的要求。
附图说明
[0033]图1为本申请的生产线布局方法流程图之一；
[0034]图2为本申请的生产线布局方法流程图之二图；
[0035]图3为本申请的生产线布局方法流程图之三图；
[0036]图4为本申请的生产线布局方法流程图之四图；
[0037]图5为本申请的生产线布局方法流程图之五图；
[0038]图6为本申请的生产线成本与生成能力关系示意图；
[0039]图7为本申请的生产线布局方法的作业要素分配示意图；
[0040]图8为本申请的生产线布局方法的空间范围内产线设备几何关系图；
[0041]图9为本申请的生产线布局方法的作业要素综合关系示意图。
具体实施方式
[0042本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种生产线布局方法，其特征在于，所述方法包括：选取产线上的一种产品作为代表并计算产线计划产量及节拍，所述产线计划产量根据产线上各产品计划产量及转换系数计算得到，所述转换系数根据产品计划产量及时间定额计算得到；基于先行约束及时间约束对作业要素进行分配，以使工作域的作业时间与产线节拍尽可能相近，从而计算得到工作域的实际数量，所述作业要素通过产线工序分解得到；根据工作域的实际数量结合产品生产批量及时间定额计算得到不同产品的混流比；基于工作域的实际数量及不同产品的混流比布局生产资料的定位信息，从而完成产线的布局。2.根据权利要求1所述的生产线布局方法，其特征在于，所述选取产线上的一种产品作为代表并计算产线计划产量及节拍，之前还包括：获取最小成本时的产线生产批量，并作为产线上各产品计划产量，所述产线的最小成本根据产线重组成本及产品滞留成本计算得到。3.根据权利要求2所述的生产线布局方法，其特征在于，所述选取产线上的一种产品作为代表并计算产线计划产量及节拍，包括：选取产线上的一种产品作为代表产品，根据其它产品与代表产品之间的时间定额比值计算不同产品的转换系数；根据代表产品计划产量及其它产品计划产量与关联转换系数之间的乘积计算得到产线计划产量；根据产线计划产量及计划时间计算得到产线节拍。4.根据权利要求3所述的生产线布局方法，其特征在于，所述基于先行约束及时间约束对作业要素进行分配，之前还包括：将产品加工工序分解为作业要素，并根据作业要素的先后关系编制作业要素矩阵；根据作业要素矩阵及作业要素的时间向量计算各作业要素...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘爽，崔栋凯，吕超，甄世召，许娜娜，
申请(专利权)人：上海海洋大学，
类型：发明
国别省市：