[发明专利]一种基于物流仿真的电机智能制造排程方法

说明书

本发明提供了一种基于物流仿真的电机智能制造排程方法，应用了仿真优化技术，将实际电机智能制造生产物流进行分层建模，借助仿真系统的信息触发机制，利用了综合性的启发式优化算法以及优先派遣法则进行仿真逻辑控制，通过仿真模型验证调试结果并给出排程计划，增强电机智能制造流水生产线的柔性，以应对多品种小批量的高度混流生产状况。

技术领域

本发明属于电机智能制造领域，特别涉及一种基于物流仿真的电机智能制造排程方法。

背景技术

在大型电机生产制造企业中，由于其生产过程是由不同零部件通过串联、并联的方式复合而成，其间牵涉到较多的变化和不确定因素，生产模式往往难以界定，仰赖于计划员的长期经验。此外，更多样性的客户需求将会引入了更多的多品种小批量制造订单，更多的插单和散单，这也将生产调度过程的复杂性进一步增大。

同时，在权衡缺货成本和库存成本之下，现代生产制造企业也在向JIT生产模式改进。JIT追求在需要的时候，准确按时、按需生产出所需要的产品或组件，最大限度的消除提前和拖期成本，力争达到零库存成本和100％的高质量要求，其核心是实现对生产的计划和调度以及库存的精准管理。这就使得电机生产制造企业在安排生产计划时不但要考虑生产速度，而是要兼顾多个目标，产生了多目标的调度需求，进一步加剧电机生产物流排程的复杂性。

在电机生产制造中，几种产品共用一台设备或者一条生产线的情况是常见现象。如挤压模不同的金属先后在同一台挤压机上加工，同一条装配线在不同时间生产不同种类的汽车等等。因此同一设备生产不同产品时，需要进行设备的转换，这些需要额外的人力成本和时间。如何权衡转换成本、库存成本、合理安排各类产品的生产是实际生产中必须考虑的重要课题。在电机智能制造的物流中，主要牵涉到Flowshop调度问题和Jobshop调度问题。目前，该类调度问题主要的求解方法通常分为精确的数学规划方法、基于规则的构造型方法、智能优化算法和仿真优化算法。

数学规划方法使用最优化算法来求取最优的调度过程，但是由于电机智能制造属于NP-hard问题，随着问题规模的不断增大，求解难度呈现指数性增加，因此不适合应用在大规模排程的场景。本发明在提供电机生产制造建模方法的同时，主要采用的是基于仿真优化方法，并综合运用启发式算法来进行生产排程。

公开号为CN101789096A的专利申请公开了“一种基于目标导引的炼钢-连铸生产物流优化方法”以满足连铸机的连续浇铸为目标，通过目标的导向作用，引导物流对象在生产物流仿真模型中演化运行，同时借助全局与局部目标、规划和信息的有机集成，从而实现仿真过程在他组织牵引和约束下的调度。

公开号为CN106210093A的专利申请公开了“基于物流仿真软件的3D智能调度方法”将物流任务通过网络通信模块与AGV建立连接，并辅以AGV的物流任务触发机制，以驱使AGV按照需求来完成相应的物流任务，解决了触发条件不能完全匹配的问题。

上述有关生产物流调度专利的建模方法大多还是基于对生产物流进行单维度建模的基础上，且往往对于整个生产物流的调度过程采取同一化的调度优化方法，这对于简单的生产工业流程比较有效。对于电机智能制造生产物流的工业过程，其工艺流程的模型主要分为电机零部件的金工加工、定子转子铁心制造、电机带绕组钉子制造、笼型转子制造以及电机总装等几个部分，每个生产环节可能是进行流水线式的生产，也可能依据更加柔性的生产流程进行生产。过往的仿真模型建立大多不对各个组成模块进行区分，对整个仿真流程采用同一种建模方式，这对于品种少批量大的流水式订单影响不大，但是面对愈来愈多的多品种小批量的订单需求，就无法做到精确的排产计划。综上所述，如何应用科学的方法，使得电机智能制造生产流程依据每一个部分的工艺流程特点分别建模并采用适宜的排产优化算法、建立信息传导机制，以适应高度混流的生产需求，该方向的技术尚有改进和发展空间。

发明内容