[发明专利]一种基于综合性能评价的生产线构建方法及系统

说明书

本发明属于生产线生产技术领域，并具体公开了一种基于综合性能评价的生产线构建方法及系统，其包括：S1、确定生产线的评价指标，将各评价指标加权融合确定生产线综合性能评价指标；S2、通过建模仿真获取不同生产线参数对应的综合性能评价指标的评估值，进而得到样本集；S3、通过样本集对预测模型进行训练，得到训练后的预测模型；S4、基于预测模型，对待构建生产线参数进行优化，使综合性能评价指标满足需求，从而完成生产线构建。同时将遗传算法和预测模型相结合，实现产线配置参数的全局优化。本发明方法是实现可预测生产的基础，对于拟建线的设计和在产线的改进都有重要的意义。

技术领域

本发明属于生产线生产技术领域，更具体地，涉及一种基于综合性能评价的生产线构建方法及系统。

背景技术

生产线是根据产品的工艺路径来确定和布置专业化生产设备的一种高效的生产组织方式，相对于传统的生产组织方式，生产线具有很高的生产效率。目前对于生产线性能的研究涉及各个维度，包括产能、可用性、鲁棒性和平衡等；而在构建生产线时，需要对各性能指标进行快速、准确的评估，以选定最优的生产线参数，提高生产效率。

但目前的研究大都只针对生产线性能的某一维度，对于生产线性能的反映都具有一定的片面性。同时，采用仿真软件获取不同生产线参数对应的性能指标是比较费时的，特别是在产线的设计阶段，由于很多配置参数都没有确定，对于各种不同的设计方案只能逐一更改仿真模型参数，并再分别进行多次独立重复仿真，完成这一过程需要大量的时间和计算资源。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于综合性能评价的生产线构建方法及系统，其目的在于，综合考虑多个生产线性能评价指标，并提高生产线参数的调整优化效率，快速构建符合综合性能需求的生产线。

为实现上述目的，按照本发明的一方面，提出了一种基于综合性能评价的生产线构建方法，包括模型训练阶段和模型使用阶段；

模型训练阶段包括：

S1、确定生产线的评价指标，将各评价指标加权融合确定生产线综合性能评价指标；

S2、通过建模仿真获取不同生产线参数对应的综合性能评价指标的评估值，进而得到样本集；

S3、通过样本集对预测模型进行训练，得到训练后的预测模型；

模型使用阶段包括：

S4、基于预测模型，对待构建生产线参数进行优化，使综合性能评价指标满足需求，从而完成生产线构建。

作为进一步优选的，对已有生产线进行调整时：在模型使用阶段，根据生产线参数对评价指标的敏感性，筛选部分生产线参数输入训练后的预测模型，并优先调整敏感性较高的生产线参数，使预测模型预测的综合性能评价指标满足需求，从而完成生产线的调整构建。

作为进一步优选的，生产线参数对评价指标的敏感性的计算方法为：先使用Morris方法定性地筛选出敏感性较高的部分生产线参数；再使用Sobol法对筛选出的生产线参数进行定量敏感性分析，得到各个生产线参数的敏感性。

作为进一步优选的，重新构建生产线时：在模型使用阶段，采用XGBoost预测模型与遗传算法相结合对生产线参数进行优化，具体以生产线参数为种群个体，以通过XGBoost预测模型计算出的综合性能评价指标作为适应度，通过遗传算法迭代优化，确定最优生产线参数，完成生产线的重新构建。

作为进一步优选的，所述生产线的评价指标包括生产线产能、可用性、鲁棒性和平衡率，通过层次分析法将各评价指标加权融合确定生产线综合性能评价指标。

作为进一步优选的，步骤S2中，通过Plant Simulation仿真获取生产线综合性能评价指标。