用于車間生產的數據處理方法和裝置制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種用于車間生產的數據處理方法和裝置。該用于車間生產的數據處理方法包括：獲取車間內多個工作站的次序信息；分別獲取多個工作站的產能約束條件；獲取滿足多個工作站中一個或多個工作站的產能約束條件的待裝配產品的序列數據；以及按照多個工作站的次序信息對應的次序輸出序列數據。通過本發明，解決了相關技術中用于車間生產的數據處理方法容易陷入局部最優的問題。
【專利說明】用于車間生產的數據處理方法和裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及車間生產領域，具體而言，涉及一種用于車間生產的數據處理方法和裝置。
【背景技術】
[0002]汽車生產需要經過車體焊接、車身噴漆和整車裝配三個環節，而由于汽車裝配車間的生產排程具有汽車品種多、工作站多以及各個工作站的產能約束復雜等特點，因此，汽車裝配車間的生產排程的復雜性和計算量急劇增加，并且汽車裝配車間的生產排程難以同時滿足所有復雜的產能約束，或者在理論上不能滿足所有復雜的產能約束時，無法最大化降低企業為滿足產能約束而花費的代價。
[0003]在相關技術中，為了降低企業為滿足產能約束而花費的代價，提供了一些用于車間生產的數據處理方法，如局部搜索、神經網絡、模擬退火、遺傳算法、禁忌搜索和蟻群搜索等。雖然上述方案使得生產排程問題的研究趨向多元化發展方向，但是其容易陷入局部最優，而無法達到全局最優。另外，上述方法的計算時間往往不能滿足企業的實際需求。
[0004]針對相關技術中用于車間生產的數據處理方法容易陷入局部最優的問題，目前尚未提出有效的解決方案。
【發明內容】
[0005]本發明的主要目的在于提供一種用于車間生產的數據處理方法和裝置，以解決相關技術中用于車間生產的數據處理方法容易陷入局部最優的問題。
[0006]為了實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供了一種用于車間生產的數據處理方法。該方法包括:獲取車間內多個工作站的次序信息；分別獲取多個工作站的產能約束條件；獲取滿足多個工作站中一個或多個工作站的產能約束條件的待裝配產品的序列數據；以及按照多個工作站的次序信息對應的次序輸出序列數據。
[0007]進一步地，待裝配產品包括待裝配汽車，其中，獲取滿足多個工作站中一個或多個工作站的產能約束條件的待裝配產品的序列數據包括:獲取滿足多個工作站中一個或多個工作站的產能約束條件的待裝配汽車的序列數據。
[0008]進一步地，獲取滿足多個工作站中一個或多個工作站的產能約束條件的待裝配汽車的序列數據包括:首先確定待裝配汽車序列中第K個位置的車輛信息，其中，K為大于等于I且小于等于待裝配汽車總量N的任意整數；然后確定待裝配汽車序列中第L個位置的車輛信息，其中，L為大于等于I且小于等于待裝配汽車總量N并且L不等于K的任意整數；根據確定待裝配汽車序列中第L個位置的車輛信息的方法確定待裝配汽車序列數據中其他位置的車輛，其中，其他位置不包括第K個位置和第L個位置；以及通過確定的待裝配汽車序列中所有位置的車輛信息得到待裝配汽車的序列數據。
[0009]進一步地，待裝配汽車的序列數據包括多種汽車的序列數據，K=I, L=2，其中，首先確定待裝配汽車序列中第K個位置的車輛信息包括:獲取第I個位置分別為多種汽車的序列數據；確定多個序列數據中滿足預定條件的序列數據；以及，將多個序列數據中滿足預定條件的序列數據確定為待裝配汽車序列數據的第I個位置上的車輛信息，確定的第I個位置上的車輛信息為第一車輛信息，然后確定待裝配汽車序列中第L個位置的車輛信息包括:獲取第2個位置分別為多種汽車的多個第一序列數據，其中，多個第一序列數據構成搜索域的全集；獲取第I個位置為第一車輛信息并且第2個位置分別為多種汽車的多個第二序列數據，其中，多個第二序列數據構成搜索域的子集；確定搜索域的子集中滿足預定條件的序列；確定搜索域的子集的補集中滿足預定條件的序列；根據搜索域的子集和搜索域的子集的補集中滿足預定條件的序列得到搜索域的全集中滿足預定條件的序列；將搜索域的全集中滿足預定條件的序列的第2個位置上的待裝配汽車信息確定為待裝配汽車序列中第2個位置上的車輛信息。
[0010]進一步地，確定車間內工作站的產能約束條件包括:獲取工作站所能容納待裝配汽車的最大值；獲取工作站每次所能裝配待裝配汽車的最大值；以及基于工作站所能容納待裝配汽車的最大值和工作站每次所能裝配待裝配汽車的最大值確定工作站的產能約束條件。
[0011]為了實現上述目的，根據本發明的另一方面，提供了一種用于車間生產的數據處理裝置。該裝置包括:第一獲取單元，用于獲取車間內多個工作站的次序信息；第二獲取單元，用于分別獲取多個工作站的產能約束條件；第三獲取單元，用于獲取滿足多個工作站中一個或多個工作站的產能約束條件的待裝配產品的序列數據；以及輸出單元，用于按照多個工作站的次序信息對應的次序輸出序列數據。
[0012]進一步地，待裝配產品包括待裝配汽車，其中，第三獲取單元還用于獲取滿足多個工作站中一個或多個工作站的產能約束條件的待裝配汽車的序列數據。
[0013]進一步地，第三獲取單元包括:第一確定模塊，用于首先確定待裝配汽車序列中第K個位置的車輛信息，其中，K為大于等于I且小于等于待裝配汽車總量N的任意整數；第二確定模塊，用于然后確定待裝配汽車序列中第L個位置的車輛信息，其中，L為大于等于I且小于等于待裝配汽車總量N并且L不等于K的任意整數；第三確定模塊，用于根據確定待裝配汽車序列中第L個位置的車輛信息的裝置確定待裝配汽車序列數據中其他位置的車輛，其中，其他位置不包括第K個位置和第L個位置；以及第一獲取模塊，用于通過確定的待裝配汽車序列中所有位置的車輛信息得到待裝配汽車的序列數據。
[0014]進一步地，待裝配汽車的序列數據包括多種汽車的序列數據，K=I, L=2，其中，第一確定模塊包括:第一獲取子模塊，用于獲取第I個位置分別為多種汽車的序列數據；第一確定子模塊，用于確定多個序列數據中滿足預定條件的序列數據；以及，第二確定子模塊，用于將多個序列數據中滿足預定條件的序列數據確定為待裝配汽車序列數據的第I個位置上的車輛信息，確定的第I個位置上的車輛信息為第一車輛信息，第二確定模塊包括:第二獲取子模塊，用于獲取第2個位置分別為多種汽車的多個第一序列數據，其中，多個第一序列數據構成搜索域的全集；第三確定子模塊，用于確定第I個位置為第一車輛信息并且第2個位置分別為多種汽車的多個第二序列數據，其中，多個第二序列數據構成搜索域的子集；第四確定子模塊，用于確定搜索域的子集中滿足預定條件的序列；第五確定子模塊，用于確定搜索域的子集的補集中滿足預定條件的序列；第六確定子模塊，用于根據搜索域的子集和搜索域的子集的補集中滿足預定條件的序列得到搜索域的全集中滿足預定條件的序列；第七確定子模塊，用于將搜索域的全集中滿足預定條件的序列的第2個位置上的待裝配汽車信息確定為待裝配汽車序列中第2個位置上的車輛信息。
[0015]進一步地，第二獲取單元包括:第二獲取模塊，用于獲取工作站所能容納待裝配汽車的最大值；第三獲取模塊，用于獲取工作站每次所能裝配待裝配汽車的最大值；以及第四確定模塊，用于基于工作站所能容納待裝配汽車的最大值和工作站每次所能裝配待裝配汽車的最大值確定工作站的產能約束條件。
[0016]通過本發明，采用獲取車間內多個工作站的次序信息；分別獲取多個工作站的產能約束條件；獲取滿足多個工作站中一個或多個工作站的產能約束條件的待裝配產品的序列數據；以及按照多個工作站的次序信息對應的次序輸出序列數據，解決了相關技術中用于車間生產的數據處理方法容易陷入局部最優的問題，進而達到了使用于車間生產的數據處理方法全局最優的效果。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]構成本申請的一部分的附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中:
[0018]圖1是根據本發明第一實施例的用于車間生產的數據處理裝置的示意圖；
[0019]圖2是根據本發明第二實施例的用于車間生產的數據處理裝置的示意圖；
[0020]圖3是根據本發明第一實施例的用于車間生產的數據處理方法的流程圖；以及
[0021]圖4是根據本發明第二實施例的用于車間生產的數據處理方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0022]需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本發明。
[0023]為了使本領域的技術人員更好的理解本發明方案，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分的實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，在本領域普通技術人員沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬于本發明的保護范圍。
[0024]需要說明的是，本發明的說明書和權利要求書及上述附圖中的術語“第一”、“第二”等是用于區別類似的對象，而不必用于描述特定的順序或先后次序。應該理解這樣使用的數據在適當情況下可以互換，以便這里描述的本發明的實施例能夠以除了在這里圖示或描述的那些以外的順序實施。此外，術語“包括”和“具有”以及他們的任何變形，意圖在于覆蓋不排他的包含。
[0025]根據本發明的實施例，提供了一種用于車間生產的數據處理裝置，該用于車間生產的數據處理裝置用于對車間中的待裝配產品進行排程。
[0026]圖1是根據本發明第一實施例的用于車間生產的數據處理裝置的結構的示意圖。
[0027]如圖1所示，該裝置包括:第一獲取單元10、第二獲取單元30、第三獲取單元50和輸出單元70。
[0028]第一獲取單元10用于獲取車間內多個工作站的次序信息。
[0029]獲取車間內多個工作站的次序信息可以是獲取多個工作站的標識，其中，工作站的標識可以是工作站的名稱和工作站的編碼等。工作站的名稱或者工作站的編碼可以用于表示工作站的次序信息。
[0030]車間內工作站的數目和次序可以預先設定，一般裝配車間內工作站的數目為15個左右。工作站按照其預先設定的次序組成一個生產流水線。
[0031]第二獲取單元30用于獲取多個工作站的產能約束條件。
[0032]每個工作站對應一個產能約束條件，工作站的產能約束條件與工作站的容量、工作站內的人力資源和工作站內的生產機器的工作效率有關。工作站的容量是指工作站一次最多可以容納的待裝配產品的總數，例如，裝配汽車天窗的工作站一次最多容納的待裝配汽車的總數即為該裝配汽車天窗的工作站容量。工作站內的人力資源是指工作站內一次做多需要的工作人員的數量。
[0033]具體地，第k個工作站的產能約束條件可以表示rk/sk，其中，rk表示最多有rk個待裝配產品在第k個工作站進行裝配，Sk表示第k個工作站中最多連續有Sk個待裝配產品。
[0034]其中，當工作站內的待裝配產品的數目等于工作站的容量，并且工作站內的全部工作人員正在進行生產作業而沒有富余勞動力、生產機器的工作效率達到額定水平時，則滿足工作站的產能約束條件；否則不滿足工作站的產能約束條件。
[0035]另外，滿足工作站的產能約束條件還可以包括工作站內的待裝配產品的數目等于工作站的容量，但是工作站內的工作人員人手不夠、或者生產機器的工作效率達不到額定水平，這時，可以添加工作人員的數目，或者更換工作效率額定水平高的生產機器。這樣，添加的工作人員的數目或者更換的工作效率額定水平高的生產機器為違反產能約束的次數，該違反產能約束的次數可以用于衡量違反產能的代價。
[0036]第三獲取單元50用于獲取滿足多個工作站中一個或多個工作站的產能約束條件的待裝配產品的序列數據。
[0037]優選地，可以獲取滿足多個工作站中所有工作站的產能約束條件的待裝配產品的序列數據。這樣，可以充分利用現有資源，使生產排程達到最優水平。
[0038]其中，滿足多個工作站中一個或多個工作站的產能約束條件的待裝配產品的序列數據是指待裝配產品按照序列的順序輸出工作站之后，每個工作站的內的待裝配產品均等于該工作站的容量，并且每個工作站內的工作人員剛好正在裝配機器而沒有勞動力剩余或者勞動力富余的情況。
[0039]優選地，待裝配產品可以包括待裝配汽車。其中，獲取滿足多個工作站中一個或多個工作站的產能約束條件的待裝配產品的序列數據可以包括:獲取滿足多個工作站中一個或多個工作站的產能約束條件的待裝配汽車的序列數據。
[0040]輸出單元70用于按照多個工作站的次序信息對應的次序輸出序列數據。
[0041]按照多個工作站的次序信息對應的次序輸出序列數據可以是按照多個工作站的次序信息對應的次序輸出序列中的每種待裝配汽車的數據，其中，待裝配汽車是否輸出某個工作站可以通過其屬性信息Oik進行判斷，當i等于I時，該待裝配汽車的數據輸出第k個工作站，當i等于O時，該待裝配汽車的數據不輸出第k個工作站。
[0042]例如，汽車裝配車間內包括自動擋工作站、手動擋工作站、高檔天窗工作站和低檔天窗工作站，待裝配汽車的總數為N，待裝配汽車的種類數為M (同一種類的待裝配汽車不區分)，M為小于等于N的任意整數，所有的待裝配汽車按照序列的順序輸出自動擋工作站、手動擋工作站、高檔天窗工作站和低檔天窗工作站時，自動擋工作站、手動擋工作站、高檔天窗工作站和低檔天窗工作站中的待裝配汽車數量分別等于其對應的工作站的容量，并且自動擋工作站、手動擋工作站、高檔天窗工作站和低檔天窗工作站中的工作人員剛好正在做相應的裝配工作而沒有勞動力剩余或者富余的情況。
[0043]通過本發明實施例，可以快速得到一個待裝配汽車的序列數據，即可以快速得到一個可執行的、滿足復雜的產能約束條件的生產排程計劃。
[0044]圖2是根據本發明第二實施例的用于車間生產的數據處理裝置的結構的示意圖。
[0045]如圖2所示，該實施例可以作為圖1所示實施例的優選實施方式，該實施例的用于車間生產的數據處理裝置包括第一實施例的第一獲取單元10、第二獲取單元30、第三獲取單元50和輸出單元70，其中，第三獲取單元50包括第一確定模塊501、第二確定模塊503、第三確定模塊505和第一獲取模塊507。
[0046]第一獲取單元10、第二獲取單元30和輸出單元70的作用與第一實施例中的相同，在此不再贅述。
[0047]第一確定模塊501用于首先確定待裝配汽車序列中第K個位置的車輛信息。
[0048]其中，K為大于等于1且小于等于待裝配汽車總量N的任意整數。待裝配汽車總量N等于待裝配汽車序列的長度，并且待裝配汽車序列的長度等于待裝配汽車序列中待確定的位置的個數。
[0049]具體地，可以通過以下方式確定待裝配汽車序列中第K個位置的車輛信息:
[0050]需要說明的是，確定待裝配汽車序列中第K個位置的車輛信息之前，可以獲取待裝配汽車中的汽車種類信息，其中，裝配汽車的種類數可以為M，M為小于等于N的任意整數。
[0051]步驟12，獲取第K個位置分別為多種汽車的序列數據。
[0052]第K個位置分別為多種汽車的序列可以包括第K個位置分別第I種汽車、第2種汽車、第3種汽車、……第M種汽車的M個序列，而獲取第K個位置分別為多種汽車的序列數據可以包括獲取第K個位置分別第I種汽車、第2種汽車、第3種汽車、……第M種汽車的M個序列的序列數據。
[0053]需要說明的是，除了第K個位置，序列的其他位置的汽車信息可以通過貪婪搜索規則確定。
[0054]步驟14，確定多個序列數據中滿足預定條件的序列數據。
[0055]需要說明的是，預定條件是指違反產能的預設次數V的最小值。違反產能的預設次數用于衡量滿足產能約束條件花費的代價。例如，裝配汽車車間的高檔天窗工作站的sk為10，rk預設值為6，實際上rk為8，則高檔天窗工作站違反產能的次數為2。當違反產能的預設次數為O時，表明序列數據完全滿足所有工作站的產能約束條件，當違反產能的預設次數大于O時，表明企業需要花費代價以滿足產能約束條件。因此違反產能的預設次數越小，企業需要花費代價就越小，表明該生產排程越合理。
[0056]具體地，可以通過下列方式確定多個序列數據中滿足預定條件的序列數據:首先，可以分別計算第I至第M個序列違反產能的次數，得到M個違反產能的次數信息。然后，可以比較M個違反產能的次數的大小，得到違反產能的次數的最小值。最后，可以將違反產能的次數的最小值的序列信息確定為滿足預定條件的序列數據。[0057]步驟16，將多個序列數據中滿足預定條件的序列數據確定為待裝配汽車序列數據的第I個位置上的車輛信息，確定的第I個位置上的車輛信息為第一車輛信息。
[0058]第二確定模塊503用于然后確定待裝配汽車序列中第L個位置的車輛信息。
[0059]L為大于等于I且小于等于待裝配汽車總量N并且L為不等于K的任意整數。具體地，可以通過以下方式確定待裝配汽車序列中第L個位置的車輛信息:
[0060]步驟22，保持待裝配汽車序列中第K個位置的車輛信息為上述階段確定的第一車輛信息；依據汽車的種類數信息將待裝配汽車分為M個子空間，其中，第I個子空間為第I種汽車的集合，第2個子空間為第2種汽車的集合，……，第M個子空間為第M種汽車的集合；將與上述子空間對應的類型的汽車信息分別設置在待裝配汽車序列的第L個位置，并且除第K個位置和第L個位置之外的其他位置上的車輛信息可以通過貪婪搜索規則確定；得到多個第一序列信息。優選地，將本段前述部分的所有集合的補集作為第(M+1)個子空間，并且將第(M+1)個子空間內的車輛信息設置在第L個位置上，得到多個第二序列信息。
[0061]需要說明的是，通過在(M+1)個子空間形成的整個搜索域中搜索待裝配汽車序列的第L個位置的車輛信息可以避免陷入局部最優，進而可以保證全局最優的效果。另外，可以依據概率規則對上述(M+1)個子空間進行采樣，將采樣信分別設置在待裝配汽車序列中的第L個位置上。概率規則可以依據實際經驗進行設置，并且概率規則和采樣數量可以通過計算反饋不斷調整。 [0062]步驟24，計算多個第一序列和多個第二序列的違反產能的次數，并得到違反產能次數最小的序列信息。
[0063]步驟26，將得到違反產能次數最小的序列中第K個位置的車輛信息作為待裝配汽車序列中第L個位置的車輛信息。
[0064]優選地，在得到違反產能次數最小的序列信息之后，可以判斷該序列信息對應的序列是否為多個第一序列信息對應的序列。如果判斷出該序列信息對應的序列為多個第一序列信息對應的序列，則將得到違反產能次數最小的序列中第K個位置的車輛信息作為待裝配汽車序列中第L個位置的車輛信息。如果判斷出該序列信息對應的序列為多個第二序列信息對應的序列，則重新確定待裝配汽車序列的第K個位置上的車輛信息，獲取重新確定待裝配汽車序列中在確定第L個位置的車輛信息之前確定的其他位置上的車輛信息。
[0065]具體地，在本發明實施例中，待裝配汽車的序列數據可以包括多種汽車的序列數據，下面以K=I且L=2，對本實施例進行闡述:
[0066]第一獲取子模塊用于獲取第I個位置分別為多種汽車的序列數據。
[0067]第一確定子模塊用于確定多個序列數據中滿足預定條件的序列數據。
[0068]第二確定子模塊用于將多個序列數據中滿足預定條件的序列數據確定為待裝配汽車序列數據的第I個位置上的車輛信息，確定的第I個位置上的車輛信息為第一車輛信
肩、O
[0069]第二獲取子模塊用于獲取第2個位置分別為多種汽車的多個第一序列數據，其中，多個第一序列數據構成搜索域的全集。
[0070]第三確定子模塊用于獲取第I個位置為第一車輛信息并且第2個位置分別為多種汽車的多個第二序列數據，其中，多個第二序列數據構成搜索域的子集。
[0071]第四確定子模塊用于確定搜索域的子集中滿足預定條件的序列。[0072]第五確定子模塊用于確定搜索域的子集的補集中滿足預定條件的序列。
[0073]第六確定子模塊用于根據搜索域的子集和搜索域的子集的補集中滿足預定條件的序列得到搜索域的全集中滿足預定條件的序列。
[0074]第七確定子模塊用于將搜索域的全集中滿足預定條件的序列的第2個位置上的待裝配汽車信息確定為待裝配汽車序列中第2個位置上的車輛信息。
[0075]優選地，在根據搜索域的子集和搜索域的子集的補集中滿足預定條件的序列得到搜索域的全集中滿足預定條件的序列之后，可以判斷得到的搜索域的全集中滿足預定條件的序列是否為搜索域的子集中的序列。如果判斷出得到的搜索域的全集中滿足預定條件的序列為搜索域的子集中的序列，則將搜索域的全集中滿足預定條件的序列的第2個位置上的待裝配汽車信息確定為待裝配汽車序列中第2個位置上的車輛信息。否則如果判斷出得到的搜索域的全集中滿足預定條件的序列為確定搜索域的子集的補集中的序列，則重新確定第I個位置上的車輛信息。
[0076]第三確定模塊505用于根據確定待裝配汽車序列中第L個位置的車輛信息的方法確定待裝配汽車序列數據中其他位置的車輛。其中，其他位置不包括第K個位置和第L個位置。
[0077]第一獲取模塊507用于通過確定的待裝配汽車序列中所有位置的車輛信息得到待裝配汽車的序列數據。
[0078]具體地，在本發明的上述實施例中，可以通過以下方式確定車間內工作站的產能約束條件:
[0079]第二獲取模塊用于獲取工作站所能容納待裝配汽車的最大值。
[0080]可以獲取第k個工作站所能容納待裝配汽車的最大值Skmax，其中，k=l，2，……n，η為車間內工作站的個數。
[0081]第三獲取模塊用于獲取工作站每次所能裝配待裝配汽車的最大值。
[0082]可以獲取第k個工作站每次所能裝配待裝配汽車的最大值rtaax，其中，k=l，2，……n, n為車間內工作站的個數。
[0083]第四確定模塊用于基于工作站所能容納待裝配汽車的最大值和工作站每次所能裝配待裝配汽車的最大值確定工作站的產能約束條件。第k個工作站的產能約束條件可以
表為-^kmax/^kmax °
[0084]根據本發明的實施例，提供了一種用于車間生產的數據處理方法，該用于車間生產的數據處理方法用于對車間中的待裝配產品進行排程。該用于車間生產的數據處理方法可以運行在計算機處理設備上。需要說明的是，本發明實施例所提供的用于車間生產的數據處理方法可以通過本發明實施例的用于車間生產的數據處理裝置來執行，本發明實施例的用于車間生產的數據處理裝置也可以用于執行本發明實施例的用于車間生產的數據處理方法。
[0085]圖3是根據本發明第一實施例的用于車間生產的數據處理方法的流程圖。
[0086]如圖3所示，該方法包括如下的步驟S302至步驟S308:
[0087]步驟S302，獲取車間內多個工作站的次序信息。
[0088]獲取車間內多個工作站的次序信息可以是獲取多個工作站的標識，其中，工作站的標識可以是工作站的名稱和工作站的編碼等。工作站的名稱或者工作站的編碼可以用于表示工作站的次序信息。
[0089]車間內工作站的數目和次序可以預先設定，一般裝配車間內工作站的數目為15個左右。工作站按照其預先設定的次序組成一個生產流水線。
[0090]步驟S304，分別獲取多個工作站的產能約束條件。
[0091]每個工作站對應一個產能約束條件，工作站的產能約束條件與工作站的容量、工作站內的人力資源和工作站內的生產機器的工作效率有關。工作站的容量是指工作站一次最多可以容納的待裝配產品的總數，例如，裝配汽車天窗的工作站一次最多容納的待裝配汽車的總數即為該裝配汽車天窗的工作站容量。工作站內的人力資源是指工作站內一次做多需要的工作人員的數量。
[0092]具體地，第k個工作站的產能約束條件可以表示rk/sk，其中，rk表示最多有rk個待裝配產品在第k個工作站進行裝配，Sk表示第k個工作站中最多連續有Sk個待裝配產品。
[0093]其中，當工作站內的待裝配產品的數目等于工作站的容量，并且工作站內的全部工作人員正在進行生產作業而沒有富余勞動力、生產機器的工作效率達到額定水平時，則滿足工作站的產能約束條件；否則不滿足工作站的產能約束條件。
[0094]另外，滿足工作站的產能約束條件還可以包括工作站內的待裝配產品的數目等于工作站的容量，但是工作站內的工作人員人手不夠、或者生產機器的工作效率達不到額定水平，這時，可以添加工作人員的數目，或者更換工作效率額定水平高的生產機器。這樣，添加的工作人員的數目或者更換的工作效率額定水平高的生產機器為違反產能約束的次數，該違反產能約束的次數可以用于衡量違反產能的代價。
[0095]步驟S306，獲取滿足多個工作站中一個或多個工作站的產能約束條件的待裝配產品的序列數據。
[0096]優選地，可以獲取滿足多個工作站中所有工作站的產能約束條件的待裝配產品的序列數據。這樣，可以充分利用現有資源，使生產排程達到最優水平。
[0097]其中，滿足多個工作站中一個或多個工作站的產能約束條件的待裝配產品的序列數據是指待裝配產品按照序列的順序輸出工作站之后，每個工作站的內的待裝配產品均等于該工作站的容量，并且每個工作站內的工作人員剛好正在裝配機器而沒有勞動力剩余或者勞動力富余的情況。
[0098]優選地，待裝配產品可以包括待裝配汽車。其中，獲取滿足多個工作站中一個或多個工作站的產能約束條件的待裝配產品的序列數據可以包括:獲取滿足多個工作站中一個或多個工作站的產能約束條件的待裝配汽車的序列數據。
[0099]步驟S308，按照多個工作站的次序信息對應的次序輸出序列數據。
[0100]按照多個工作站的次序信息對應的次序輸出序列數據可以是按照多個工作站的次序信息對應的次序輸出序列中的每種待裝配汽車的數據，其中，待裝配汽車是否輸出某個工作站可以通過其屬性信息Oik進行判斷，當i等于I時，該待裝配汽車的數據輸出第k個工作站，當i等于O時，該待裝配汽車的數據不輸出第k個工作站。
[0101]例如，汽車裝配車間內包括自動擋工作站、手動擋工作站、高檔天窗工作站和低檔天窗工作站，待裝配汽車的總數為N，待裝配汽車的種類數為M (同一種類的待裝配汽車不區分)，M為小于等于N的任意整數，所有的待裝配汽車按照序列的順序輸出自動擋工作站、手動擋工作站、高檔天窗工作站和低檔天窗工作站時，自動擋工作站、手動擋工作站、高檔天窗工作站和低檔天窗工作站中的待裝配汽車數量分別等于其對應的工作站的容量，并且自動擋工作站、手動擋工作站、高檔天窗工作站和低檔天窗工作站中的工作人員剛好正在做相應的裝配工作而沒有勞動力剩余或者富余的情況。
[0102]通過本發明實施例，可以快速得到一個待裝配汽車的序列數據，即可以快速得到一個可執行的、滿足復雜的產能約束條件的生產排程計劃。
[0103]圖4是根據本發明第二實施例的用于車間生產的數據處理方法的流程圖。
[0104]如圖4所示，該用于車間生產的數據處理方法包括如下的步驟S402至步驟S414，該實施例可以作為圖3所示實施例的優選實施方式。
[0105]步驟S402和步驟S404，分別同圖3所示實施例的步驟S302和步驟S304，在此不
再贅述。
[0106]步驟S406，首先確定待裝配汽車序列中第K個位置的車輛信息。
[0107]其中，K為大于等于I且小于等于待裝配汽車總量N的任意整數。待裝配汽車總量N等于待裝配汽車序列的長度，并且待裝配汽車序列的長度等于待裝配汽車序列中待確定的位置的個數。
[0108]具體地， 可以通過以下方式確定待裝配汽車序列中第K個位置的車輛信息:
[0109]需要說明的是，確定待裝配汽車序列中第K個位置的車輛信息之前，可以獲取待裝配汽車中的汽車種類信息，其中，裝配汽車的種類數可以為M，M為小于等于N的任意整數。
[0110]步驟12，獲取第K個位置分別為多種汽車的序列數據。
[0111]第K個位置分別為多種汽車的序列可以包括第K個位置分別第I種汽車、第2種汽車、第3種汽車、……第M種汽車的M個序列，而獲取第K個位置分別為多種汽車的序列數據可以包括獲取第K個位置分別第I種汽車、第2種汽車、第3種汽車、……第M種汽車的M個序列的序列數據。
[0112]需要說明的是，除了第K個位置，序列的其他位置的汽車信息可以通過貪婪搜索規則確定。
[0113]步驟14，確定多個序列數據中滿足預定條件的序列數據。
[0114]需要說明的是，預定條件是指違反產能的預設次數V的最小值。違反產能的預設次數用于衡量滿足產能約束條件花費的代價。例如，裝配汽車車間的高檔天窗工作站的sk為10，rk預設值為6，實際上rk為8，則高檔天窗工作站違反產能的次數為2。當違反產能的預設次數為O時，表明序列數據完全滿足所有工作站的產能約束條件，當違反產能的預設次數大于O時，表明企業需要花費代價以滿足產能約束條件。因此違反產能的預設次數越小，企業需要花費代價就越小，表明該生產排程越合理。
[0115]具體地，可以通過下列方式確定多個序列數據中滿足預定條件的序列數據:首先，可以分別計算第I至第M個序列違反產能的次數，得到M個違反產能的次數信息。然后，可以比較M個違反產能的次數的大小，得到違反產能的次數的最小值。最后，可以將違反產能的次數的最小值的序列信息確定為滿足預定條件的序列數據。
[0116]步驟16，將多個序列數據中滿足預定條件的序列數據確定為待裝配汽車序列數據的第I個位置上的車輛信息，確定的第I個位置上的車輛信息為第一車輛信息。
[0117]步驟S408，然后確定待裝配汽車序列中第L個位置的車輛信息。[0118]L為大于等于I且小于等于待裝配汽車總量N并且L為不等于K的任意整數。具體地，可以通過以下方式確定待裝配汽車序列中第L個位置的車輛信息:
[0119]步驟22，保持待裝配汽車序列中第K個位置的車輛信息為上述階段確定的第一車輛信息；依據汽車的種類數信息將待裝配汽車分為M個子空間，其中，第I個子空間為第I種汽車的集合，第2個子空間為第2種汽車的集合，……，第M個子空間為第M種汽車的集合；將與上述子空間對應的類型的汽車信息分別設置在待裝配汽車序列的第L個位置，并且除第K個位置和第L個位置之外的其他位置上的車輛信息可以通過貪婪搜索規則確定；得到多個第一序列信息。優選地，將本段前述部分的所有集合的補集作為第(M+1)個子空間，并且將第(M+1)個子空間內的車輛信息設置在第L個位置上，得到多個第二序列信息。
[0120]需要說明的是，通過在(M+1)個子空間形成的整個搜索域中搜索待裝配汽車序列的第L個位置的車輛信息可以避免陷入局部最優，進而可以保證全局最優的效果。另外，可以依據概率規則對上述(M+1)個子空間進行采樣，將采樣信分別設置在待裝配汽車序列中的第L個位置上。概率規則可以依據實際經驗進行設置，并且概率規則和采樣數量可以通過計算反饋不斷調整。
[0121]步驟24，計算多個第一序列和多個第二序列的違反產能的次數，并得到違反產能次數最小的序列信息。
[0122]步驟26，將得到違反產能次數最小的序列中第K個位置的車輛信息作為待裝配汽車序列中第L個位置的車輛信息。
[0123]優選地，在得到違反產能次數最小的序列信息之后，可以判斷該序列信息對應的序列是否為多個第一序列信息對應的序列。如果判斷出該序列信息對應的序列為多個第一序列信息對應的序列，則執行步驟26。如果判斷出該序列信息對應的序列為多個第二序列信息對應的序列，則重新確定待裝配汽車序列的第K個位置上的車輛信息，獲取重新確定待裝配汽車序列中在確定第L個位置的車輛信息之前確定的其他位置上的車輛信息。
[0124]具體地，在本發明實施例中`，待裝配汽車的序列數據可以包括多種汽車的序列數據，下面以K=I且L=2，對本實施例進行闡述:
[0125]步驟31，獲取第I個位置分別為多種汽車的序列數據。
[0126]步驟32，確定多個序列數據中滿足預定條件的序列數據。
[0127]步驟33，將多個序列數據中滿足預定條件的序列數據確定為待裝配汽車序列數據的第I個位置上的車輛信息，確定的第I個位置上的車輛信息為第一車輛信息。
[0128]步驟34，獲取第2個位置分別為多種汽車的多個第一序列數據，其中，多個第一序列數據構成搜索域的全集。
[0129]步驟35，獲取第I個位置為第一車輛信息并且第2個位置分別為多種汽車的多個第二序列數據，其中，多個第二序列數據構成搜索域的子集。
[0130]步驟36，確定搜索域的子集中滿足預定條件的序列。
[0131]步驟37，確定搜索域的子集的補集中滿足預定條件的序列。
[0132]步驟38，根據搜索域的子集和搜索域的子集的補集中滿足預定條件的序列得到搜索域的全集中滿足預定條件的序列。
[0133]步驟39，將搜索域的全集中滿足預定條件的序列的第2個位置上的待裝配汽車信息確定為待裝配汽車序列中第2個位置上的車輛信息。[0134]優選地，在根據搜索域的子集和搜索域的子集的補集中滿足預定條件的序列得到搜索域的全集中滿足預定條件的序列之后，可以判斷得到的搜索域的全集中滿足預定條件的序列是否為搜索域的子集中的序列。如果判斷出得到的搜索域的全集中滿足預定條件的序列為搜索域的子集中的序列，則執行步驟39。否則如果判斷出得到的搜索域的全集中滿足預定條件的序列為確定搜索域的子集的補集中的序列，則重新確定第I個位置上的車輛信息。
[0135]步驟S410，根據確定待裝配汽車序列中第L個位置的車輛信息的方法確定待裝配汽車序列數據中其他位置的車輛。其中，其他位置不包括第K個位置和第L個位置。
[0136]步驟S412，通過確定的待裝配汽車序列中所有位置的車輛信息得到待裝配汽車的序列數據。
[0137]步驟S414，同圖3所示實施例的步驟S308，在此不再贅述。
[0138]具體地，在本發明的上述實施例中，可以通過以下方式確定車間內工作站的產能約束條件:
[0139]步驟42，獲取工作站所能容納待裝配汽車的最大值。
[0140]可以獲取第k個工作站所能容納待裝配汽車的最大值Skmax，其中，k=l，2，……n，η為車間內工作站的個數。 [0141]步驟44，獲取工作站每次所能裝配待裝配汽車的最大值。
[0142]可以獲取第k個工作站每次所能裝配待裝配汽車的最大值rtaax，其中，k=l，2，……η, η為車間內工作站的個數。
[0143]步驟46，基于工作站所能容納待裝配汽車的最大值和工作站每次所能裝配待裝配汽車的最大值確定工作站的產能約束條件。第k個工作站的產能約束條件可以表示為rkmax/
O
°kmax 0
[0144]從以上的描述中，可以看出，本發明實現了如下技術效果:在確定待裝配汽車序列的第L個位置上的汽車信息時，通過對(M+1)個空間對應的搜索域進行搜索，避免了陷入局部最佳的缺點，達到了保證全局最優的效果。另外，本發明可以同時滿足所有復雜的產能約束條件，或者花費較小的代價滿足所有復雜的產能約束條件。
[0145]需要說明的是，在附圖的流程圖示出的步驟可以在諸如一組計算機可執行指令的計算機系統中執行，并且，雖然在流程圖中示出了邏輯順序，但是在某些情況下，可以以不同于此處的順序執行所示出或描述的步驟。
[0146]顯然，本領域的技術人員應該明白，上述的本發明的各模塊或各步驟可以用通用的計算裝置來實現，它們可以集中在單個的計算裝置上，或者分布在多個計算裝置所組成的網絡上，可選地，它們可以用計算裝置可執行的程序代碼來實現，從而，可以將它們存儲在存儲裝置中由計算裝置來執行，或者將它們分別制作成各個集成電路模塊，或者將它們中的多個模塊或步驟制作成單個集成電路模塊來實現。這樣，本發明不限制于任何特定的硬件和軟件結合。
[0147]以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，對于本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種用于車間生產的數據處理方法，其特征在于，包括: 獲取車間內多個工作站的次序信息； 分別獲取所述多個工作站的產能約束條件； 獲取滿足所述多個工作站中一個或多個工作站的產能約束條件的待裝配產品的序列數據；以及 按照多個工作站的次序信息對應的次序輸出所述序列數據。
2.根據權利要求1所述的用于車間生產的數據處理方法，其特征在于，所述待裝配產品包括待裝配汽車，其中， 獲取滿足所述多個工作站中一個或多個工作站的產能約束條件的待裝配產品的序列數據包括:獲取滿足所述多個工作站中一個或多個工作站的產能約束條件的所述待裝配汽車的序列數據。
3.根據權利要求2所述的用于車間生產的數據處理方法，其特征在于，獲取滿足所述多個工作站中一個或多個工作站的產能約束條件的所述待裝配汽車的序列數據包括: 首先確定所述待裝配汽車序列中第K個位置的車輛信息，其中，K為大于等于I且小于等于待裝配汽車總量N的任意整數； 然后確定所述待裝配汽車序列中第L個位置的車輛信息，其中，L為大于等于I且小于等于待裝配汽車總量N并且L不等于K的任意整數； 根據確定所述待裝配汽車序列中第L個位置的車輛信息的方法確定所述待裝配汽車序列數據中其他位置的車輛，其中，所述其他位置不包括第K個位置和第L個位置；以及 通過確定的所述待裝配汽車序列中所有位置的車輛信息得到所述待裝配汽車的序列數據。
4.根據權利要求3所述的用于車間生產的數據處理方法，其特征在于，所述待裝配汽車的序列數據包括多種汽車的序列數據，K=I, L=2，其中， 首先確定所述待裝配汽車序列中第K個位置的車輛信息包括:獲取第I個位置分別為多種汽車的序列數據；確定多個序列數據中滿足預定條件的序列數據；以及，將所述多個序列數據中滿足所述預定條件的序列數據確定為所述待裝配汽車序列數據的第I個位置上的車輛信息，確定的所述第I個位置上的車輛信息為第一車輛信息， 然后確定所述待裝配汽車序列中第L個位置的車輛信息包括:獲取第2個位置分別為所述多種汽車的多個第一序列數據，其中，所述多個第一序列數據構成搜索域的全集；獲取第I個位置為所述第一車輛信息并且第2個位置分別為所述多種汽車的多個第二序列數據，其中，所述多個第二序列數據構成所述搜索域的子集；確定所述搜索域的子集中滿足所述預定條件的序列；確定所述搜索域的子集的補集中滿足所述預定條件的序列；根據所述搜索域的子集和所述搜索域的子集的補集中滿足所述預定條件的序列得到所述搜索域的全集中滿足所述預定條件的序列；將所述搜索域的全集中滿足所述預定條件的序列的第2個位置上的待裝配汽車信息確定為所述待裝配汽車序列中第2個位置上的車輛信息。
5.根據權利要求1所述的用于車間生產的數據處理方法，其特征在于，確定所述車間內工作站的產能約束條件包括: 獲取所述工作站所能容納待裝配汽車的最大值； 獲取所述工作站每次所能裝配待裝配汽車的最大值；以及基于所述工作站所能容納待裝配汽車的最大值和所述工作站每次所能裝配待裝配汽車的最大值確定所述工作站的產能約束條件。
6.一種用于車間生產的數據處理裝置，其特征在于，包括: 第一獲取單元，用于獲取車間內多個工作站的次序信息； 第二獲取單元，用于分別獲取所述多個工作站的產能約束條件； 第三獲取單元，用于獲取滿足所述多個工作站中一個或多個工作站的產能約束條件的待裝配產品的序列數據；以及 輸出單元，用于按照多個工作站的次序信息對應的次序輸出所述序列數據。
7.根據權利要求6所述的用于車間生產的數據處理裝置，其特征在于，所述待裝配產品包括待裝配汽車，其中， 所述第三獲取單元還用于獲取滿足所述多個工作站中一個或多個工作站的產能約束條件的所述待裝配汽車的序列數據。
8.根據權利要求7所述的用于車間生產的數據處理裝置，其特征在于，所述第三獲取單元包括: 第一確定模塊，用于首先確定所述待裝配汽車序列中第K個位置的車輛信息，其中，K為大于等于I且小于等于待裝配汽車總量N的任意整數； 第二確定模塊，用于然后確定所述待裝配汽車序列中第L個位置的車輛信息，其中，L為大于等于I且小于等于待裝配汽車總量N并且L不等于K的任意整數； 第三確定模塊，用于根據確定所述待裝配汽車序列中第L個位置的車輛信息的裝置確定所述待裝配汽車序列數據中其他位置的車輛，其中，所述其他位置不包括第K個位置和第L個位置；以及 第一獲取模塊，用于通過確定的所述待裝配汽車序列中所有位置的車輛信息得到所述待裝配汽車的序列數據。
9.根據權利要求8所述的用于車間生產的數據處理裝置，其特征在于，所述待裝配汽車的序列數據包括多種汽車的序列數據，K=I, L=2，其中， 所述第一確定模塊包括:第一獲取子模塊，用于獲取第I個位置分別為多種汽車的序列數據；第一確定子模塊，用于確定多個序列數據中滿足預定條件的序列數據；以及，第二確定子模塊，用于將所述多個序列數據中滿足所述預定條件的序列數據確定為所述待裝配汽車序列數據的第I個位置上的車輛信息，確定的所述第I個位置上的車輛信息為第一車輛信息， 所述第二確定模塊包括:第二獲取子模塊，用于獲取第2個位置分別為所述多種汽車的多個第一序列數據，其中，所述多個第一序列數據構成搜索域的全集；第三確定子模塊，用于確定第I個位置為所述第一車輛信息并且第2個位置分別為所述多種汽車的多個第二序列數據，其中，所述多個第二序列數據構成所述搜索域的子集；第四確定子模塊，用于確定所述搜索域的子集中滿足所述預定條件的序列；第五確定子模塊，用于確定所述搜索域的子集的補集中滿足所述預定條件的序列；第六確定子模塊，用于根據所述搜索域的子集和所述搜索域的子集的補集中滿足所述預定條件的序列得到所述搜索域的全集中滿足所述預定條件的序列；第七確定子模塊，用于將所述搜索域的全集中滿足所述預定條件的序列的第2個位置上的待裝配汽車信息確定為所述待裝配汽車序列中第2個位置上的車輛信肩、O
10.根據權利要求6所述的用于車間生產的數據處理裝置，其特征在于，所述第二獲取單元包括: 第二獲取模塊，用于獲取所述工作站所能容納待裝配汽車的最大值； 第三獲取模塊，用于獲取所述工作站每次所能裝配待裝配汽車的最大值；以及第四確定模塊，用于基于所述工作站所能容納待裝配汽車的最大值和所述工作站每次所能裝配待裝配汽車的最大值確`定所述工作站的產能約束條件。
【文檔編號】G06Q50/04GK103745270SQ201310746899
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年12月30日 優先權日:2013年12月30日
【發明者】栗斌 申請人:北京大學