在制品管控方法和在制品管控系统与流程

本发明涉及自动控制领域，更具体地，本发明涉及一种自动化生产制造环境中的在制品管控方法和在制品管控系统。

背景技术：

在自动化生产制造环境中，将各个生产工序中正在加工的产品和准备进一步加工的半成品称为在制品(work-in-process，WIP)。在实际生产过程中，由于各个生产工序的工艺设备之间稳定性、嫁动率等的差异，导致前后工序之间产能的不均衡，从而导致在制品在其工艺设备以及相关的存储设备(例如，储料器)中的堆积。大量在制品的堆积会加重物流搬送的困难，导致在制品分布不均匀，甚至工艺设备当前所在储料器没有位置可以存放在制品，从而导致搬送效率大大降低，影响工厂产能。此外，大量在制品的堆积同样是极大的生产浪费，过多的在制品存放在工厂内，会导致生产者可流动的资金减少很多，对于工厂的运营以及市场反应的灵敏度都造成了一定的影响。

因此，需要提供一种自动化生产制造环境中的在制品管控方法和使用该在制品管控方法的在制品管控系统，以实现对于自动化生产制造环境中每个工序生成的在制品的自动化管控，缩短自动化生产制造环境的整体周转时间，改善在制品在各工艺设备之间的转移效率，并且提高工艺设备的嫁动率，从而提高产能减少生产浪费。

技术实现要素：

鉴于上述问题，本发明提供一种自动化生产制造环境中的在制品管控方法和使用该在制品管控方法的在制品管控系统。

根据本发明的一个方面，提供了一种在制品管控方法，包括：接收来自执行第一工序的第一工艺设备的在制品的移出请求；判断所述移出请求对应的第二工序是否是受管控工序；在所述第二工序不是受管控工序的情况下，响应所述移出请求以移出所述在制品；在所述第二工序是受管控工序的情况下，判断用于所述第二工序的在制品的当前数量是否超过其管控阈值；以及在用于所述第二工序的在制品的当前数量超过其管控阈值的情况下，停止响应所述移出请求。

此外，根据本发明的一个方面的在制品管控方法，其中所述管控阈值为用于执行所述第二工序的第二工艺设备的设备数量与相应储料器中分配用于每个所述第二工艺设备的在制品的最大在制品数量的乘积。

此外，根据本发明的一个方面的在制品管控方法，其中所述第二工序的在制品的当前数量是所述储料器中用于所述第二工序的在制品的数量。

此外，根据本发明的一个方面的在制品管控方法，其中在用于所述第二工序的在制品的当前数量没有超过管控阈值的情况下，所述在制品管控方法进一步包括：判断用于与所述第二工序相关联的关联工序的在制品的当前数量是否超过其管控阈值，在用于与所述第二工序相关联的关联工序的在制品的当前数量超过其管控阈值情况下，停止响应所述移出请求。

此外，根据本发明的一个方面的在制品管控方法，其中在响应所述移出请求以移出所述在制品时，所述在制品管控方法进一步包括：判断要移入所述在制品的多个储料器中所述在制品的存储数量是否到达存储阈值，并且将所述在制品移入其中所述在制品的存储数量未到达存储阈值的多个储料器中具有最小的所述存储数量的储料器，其中，所述存储阈值是为用于执行所述第二工序的第二工艺设备的设备数量与相应储料器中分配用于每个所述第二工艺设备的在制品的优化存储数量的乘积。

根据本发明的另一个方面，提供了一种在制品管控系统，包括：多个工艺设备，用于执行相应的工序；在制品移动设备，用于执行所述多个工艺设备之间在制品的移动；控制设备，用于控制接收来自所述多个工艺设备的移出请求，并且控制所述在制品移动设备执行在制品的移动，其中所述控制设备接收来自所述多个工艺设备中的执行第一工序的第一工艺设备的在制品的移出请求；判断所述移出请求对应的第二工序是否是受管控工序；在所述第二工序不是受管控工序的情况下，响应所述移出请求，控制所述在制品移动设备以移出所述在制品；在所述第二工序是受管控工序的情况下，判断用于所述第二工序的在制品的当前数量是否超过其管控阈值；以及在用于所述第二工序的在制品的当前数量超过其管控阈值的情况下，控制所述在制品移动设备停止响应所述移出请求。

此外，根据本发明的另一个方面的在制品管控系统，其中所述管控阈值为用于执行所述第二工序的第二工艺设备的设备数量与相应储料器中分配用于每个所述第二工艺设备的在制品的最大在制品数量的乘积。

此外，根据本发明的另一个方面的在制品管控系统，其中所述第二工序的在制品的当前数量是所述储料器中用于所述第二工序的在制品的数量。

此外，根据本发明的另一个方面的在制品管控系统，其中在用于所述第二工序的在制品的当前数量没有超过管控阈值的情况下，所述控制设备进一步判断用于与所述第二工序相关联的关联工序的在制品的当前数量是否超过其管控阈值，在用于与所述第二工序相关联的关联工序的在制品的当前数量超过其管控阈值情况下，控制所述在制品移动设备停止响应所述移出请求。

此外，根据本发明的另一个方面的在制品管控系统，其中在响应所述移出请求以移出所述在制品时，所述控制设备进一步判断要移入所述在制品的多个储料器中所述在制品的存储数量是否到达存储阈值，并且控制所述在制品移动设备将所述在制品移入其中所述在制品的存储数量未到达存储阈值的多个储料器中具有最小的所述存储数量的储料器，其中，所述存储阈值是为用于执行所述第二工序的第二工艺设备的设备数量与相应储料器中分配用于每个所述第二工艺设备的在制品的优化存储数量的乘积。

本发明提供的自动化生产制造环境中的在制品管控方法和使用该在制品管控方法的在制品管控系统，通过为各工序及其关联工序设置在制品管控阈值，对于超过管控阈值的工序执行管控，保证各工序的在制品处于均衡水平，缩短自动化生产制造环境的整体周转时间，改善在制品在各工艺设备之间的转移效率，并且提高工艺设备的嫁动率，从而提高产能减少生产浪费。

要理解的是，前面的一般描述和下面的详细描述两者都是示例性的，并且意图在于提供要求保护的技术的进一步说明。

附图说明

通过结合附图对本发明实施例进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。

图1是图示根据本发明实施例的在制品管控系统的框图；

图2是图示根据本发明实施例的在制品管控方法的第一示例流程图；

图3是进一步图示根据本发明实施例的在制品管控方法的第二示例流程图；

图4是进一步图示根据本发明实施例的在制品管控方法的第三示例流程图；以及

图5是图示利用根据本发明实施例的在制品管控方法的管控示意图。

具体实施方式

为了使得本发明的目的、技术方案和优点更为明显，下面将参照附图详细描述根据本发明的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是本发明的全部实施例，应理解，本发明不受这里描述的示例实施例的限制。基于本发明中描述的本发明实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的情况下所得到的所有其它实施例都应落入本发明的保护范围之内。

以下，将参考附图详细描述本公开的实施例。首先，将参照附图描述根据本发明实施例的在制品管控系统。

图1是图示根据本发明实施例的在制品管控系统的框图。如图1所示，

根据本发明实施例的在制品管控系统10包括控制设备100、(多个)工艺设备200以及在制品移动设备300。

具体地，所述多个工艺设备200分别用于执行相应的工序。在本发明的一个实施例中，在所述在制品管控系统用于显示阵列的生产时，相应的工序包括但不限于TFT加工工艺、彩色滤光器加工工艺、单元装配工艺和模块装配工艺等。

所述在制品移动设备300用于执行所述多个工艺设备之间在制品的移动。在制品是各个生产工序中正在加工的产品和准备进一步加工的半成品。在本发明的一个实施例中，所述在制品移动设备300可以是单轨支持的高架运动(OHT)设备，或者可以是机械化地面车辆(如自动引导车辆(AGV)或人为引导车辆(PGV))。

所述控制设备100用于执行根据本发明实施例的在制品管控方法。即，控制接收来自所述多个工艺设备200的移出请求，并且控制所述在制品移动设备300执行在制品的移动。

进一步地，如图1所示，所述控制设备100具体包括制造执行单元101、物料控制单元102和自动搬送控制单元103。所述制造执行单元(MES)101例如接收来自所述多个工艺设备200的上料/下料请求，并且将所述上料/下料请求转发给所述自动搬送控制单元103。所述自动搬送控制单元103根据预先设置的管控策略，判断是否响应所述上料/下料请求，并且将回复细节(例如，CST ID/目的地)返回到所述制造执行单元101。所述制造执行单元101将返回的回复细节进入转发到所述物料控制单元(MCS)102，并且由所述物料控制单元102执行与所述在制品移动设备300的通信，以便控制所述在制品移动设备300根据来自所述控制设备100的回复，执行相应的上料/下料操作。

以下，将进一步参照附图详细描述由根据本发明实施例的在制品管控系统10中的所述控制设备100执行的在制品管控方法。

图2是图示根据本发明实施例的在制品管控方法的第一示例流程图。如图2所示，根据本发明实施例的在制品管控方法的第一示例包括以下步骤。

在步骤S201中，接收来自执行第一工序的第一工艺设备的在制品的移出请求。如上所述，所述控制设备100接收来自执行第一工序的第一工艺设备200的在制品的移出请求。此后，处理进到步骤S202。

在步骤S202中，判断所述移出请求对应的第二工序是否是受管控工序。

如果在步骤S202中获得否定结果，即所述第二工序不是受管控工序，则处理进到非在制品管控步骤。例如，在本发明的一个实施例中，处理进到步骤S203中，响应移出请求以移出在制品。也就是说，所述控制设备100控制所述在制品移动设备300移出在制品。

相反地，如果在步骤S202中获得肯定结果，即所述第二工序是受管控工序，则处理进到步骤S204。

在步骤S204中，判断用于所述第二工序的在制品的当前数量是否超过其管控阈值。具体地，将进一步描述如何确定所述第二工序的在制品的当前数量以及管控阈值。

在本发明的一个实施例中，所述管控阈值为用于执行所述第二工序的第二工艺设备的设备数量与相应储料器中分配用于每个所述第二工艺设备的在制品的最大在制品数量的乘积。由于由所述控制设备100调度用于某一工序的工艺设备的数量是动态的，并且工艺设备所在的储料器的存储空间也是动态的，因此设置所述管控阈值需要考虑两者。

例如，假设受管控工序代码为A，A工序的管控阈值上限由La表示。假设工艺设备所在的储料器内正在生产A工序的工艺设备数量为Qi，i为储料器的编号；假设所述储料器内针对一台工艺设备可存放A工序的最大在制品数量为Wi，i为储料器的编号，那么管控阈值上限由La表示为：

由上述表达式1表示的工序的管控阈值上限为所有储料器内可进行该工序设备乘以储料器针对一台工艺设备可存储的数量之和。该管控阈值上限的计算方法既反映了各工艺设备的动态变化情况，又反映了各储料器存储空间的差异性。

在本发明的一个实施例中，所述第二工序的在制品的当前数量是所述储料器中用于所述第二工序的在制品的数量。在制品按照状态区分包含等待生产(Wait)，和正在生产(Run)两部分。在制品按照当前所处的位置可以分为上工序工艺设备下料口、储料器内、当前工序工艺设备上料口。计算当前在制品最合理的优选方法是，仅计算储料器内的在制品数量，不包含上工序工艺设备(即，第一工艺设备)和当前工序工艺设备(即，第二工艺设备)上的在制品。

如果当前在制品计算包含所有等待生产状态下的在制品，那么当上工序的工艺设备因在制品管控第一次发生停止下料时，该工艺设备并不会立刻停止生产。因为一个工艺设备会有4到6个端口，一个工序一般有3到4台工艺设备。假设该工序的在制品管控上限为30，首次在制品管控发生时当前在制品数量为30，上工序工艺设备还可以继续生产，下工序工艺设备因为设备停机生产速度始终比上工序慢，所以当前在制品到达30后，会因为下工序的问题持续累积到上工序所有端口都堆满在制品无法下料的情况，最终的在制品数量为30加上工艺设备端口数量。假设上工序工艺设备共有24个端口，则最终WIP数量为54。下工序问题解决恢复生产后，在制品数量开始下降，直到下降到30时，才开始前工序工艺设备的搬出。此时会出现两个问题：第一个问题是储料器内的在制品数量仅剩下6个，其余的在制品都在上工序的工艺设备上，这时很可能因为上工序和下工序工艺设备距离太远，无法满足下工序工艺设备的上料需求，因为搬送时间长而空闲；第二个问题是当在制品到30时，上工序工艺设备的所有端口都可以搬出，瞬间产生了几十个搬送需求，也会造成搬送命令的堵塞，影响整体的运营。

因此，在本发明的实施例中，仅计算储料器内的在制品来判断是否超过管控阈值上限，可以通过前后工序的在制品变化，更快速的进入在制品管控，更早的释放在制品管控，使管控点提前并且管控的节奏变化更快，避免了长时间的管控造成的搬送命令集中和合理分布的在制品太少造成的不必要空闲。

如果在步骤S204中获得肯定结果，即用于所述第二工序的在制品的当前数量超过其管控阈值，则处理进到步骤S205。在步骤S205中，停止响应所述移出请求。也就是说，所述控制设备100控制所述在制品移动设备300停止响应所述移出请求，从而对于所述第二工序执行管控。

如果在步骤S204中获得否定结果，即用于所述第二工序的在制品的当前数量不超过其管控阈值，则处理进到步骤S203。如上所述，在步骤S203中，响应移出请求以移出在制品。

在如上参照图2描述的根据本发明实施例的在制品管控方法的第一示例，通过判断在制品的当前数量是否超过基于各工艺设备的动态变化情况和各储料器存储空间的动态差异性确定的管控阈值，在所述当前数量超过所述管控阈值发起管控，保证各工序的在制品处于均衡水平，改善在制品在各工艺设备之间的转移效率，并且提高工艺设备的嫁动率。

图3是进一步图示根据本发明实施例的在制品管控方法的第二示例流程图。如图3所示的根据本发明实施例的在制品管控方法的第二示例与如图2所示的根据本发明实施例的在制品管控方法的第一示例不同在于在管控过程中进一步考虑相关工序的关联管控。

图3所示的步骤S301到S305分别与图2所示的步骤S201到S205相同，在此将省略其重复描述。不同于图2所示在确定用于所述第二工序的在制品的当前数量不超过其管控阈值的情况下直接响应移出请求，图3所示的根据本发明实施例的在制品管控方法的第二示例在步骤S304获得否定结果之后，处理进到步骤S306。

在步骤S306中，进一步判断用于与所述第二工序相关联的关联工序的在制品的当前数量是否超过其管控阈值。图2所示的根据本发明实施例的在制品管控方法的第一示例的在制品管控是通过前后工序之间进行管控，如果想要反映到投入端的控制，则需要由后工序一道一道的向前推移，投入管控时可能一大段的工艺区间都发生了在制品管控，而整体的在制品量也超过了储料器所能接受的范围。

如果在步骤S306中获得肯定结果，即用于与所述第二工序相关联的关联工序的在制品的当前数量超过其管控阈值，则处理进到步骤S305。在步骤S205中，停止响应所述移出请求。相反地，如果在步骤S306中获得否定结果，即用于与所述第二工序相关联的关联工序的在制品的当前数量没有超过其管控阈值，则处理进到步骤S303。如上所述，在步骤S303中，响应移出请求以移出在制品。

因此，图3所示的根据本发明实施例的在制品管控方法的第二示例进一步考虑关联管控，即通过某后道的瓶颈工序与前面的某道工序关联管控。即管控工序不但看本工序的在制品是否超过上限，同时也要判断关联工序在制品是否超过上限。实现了由瓶颈工序快速控制过度投入的目的。

图4是进一步图示根据本发明实施例的在制品管控方法的第三示例流程图。如图4所示的根据本发明实施例的在制品管控方法的第三示例与如图3所示的根据本发明实施例的在制品管控方法的第二示例不同在于在管控过程中进一步考虑各储料器中在制品的存储上限以及当前储料器内该工序的在制品数量，执行相应的搬送控制。

图4所示的步骤S401到S406分别与图3所示的步骤S301到S305相同，在此将省略其重复描述。不同于图3所示在确定用于与所述第二工序相关联的关联工序的在制品的当前数量没有超过其管控阈值的情况下直接响应移出请求，图4所示的根据本发明实施例的在制品管控方法的第三示例在步骤S406获得否定结果之后，处理进到步骤S407。

在步骤407中，进一步判断要移入所述在制品的多个储料器中所述在制品的存储数量是否到达存储阈值。

如果在步骤S407中获得肯定结果，即要移入所述在制品的多个储料器中所述在制品的存储数量到达存储阈值，则处理进到步骤S403。在步骤S403中，响应移出请求以移出在制品，并且该移出过程为非管控过程。

相反地，如果在步骤S407中获得否定结果，即要移入所述在制品的多个储料器中所述在制品的存储数量没有到达存储阈值，则处理进到步骤S408。在步骤S408中，将所述在制品移入其中所述在制品的存储数量未到达存储阈值的多个储料器中具有最小的所述存储数量的储料器。在本发明的一个实施例中，所述存储阈值是为用于执行所述第二工序的第二工艺设备的设备数量与相应储料器中分配用于每个所述第二工艺设备的在制品的优化存储数量的乘积。

因此，图4所示的根据本发明实施例的在制品管控方法的第三示例进一步考虑各储料器中在制品的存储上限以及当前储料器内该工序的在制品数量，执行相应的搬送控制。也就是说，根据各储料器需求数量从大到小的排序方式，优先搬送到需求较大的储料器内，如果各储料器内的在制品都已经到达需求数量，则进入非在制品管控程序进行搬送。

图5是图示利用根据本发明实施例的在制品管控方法的管控示意图。图5示出了用于实时产线设备的状态监控的界面。

如图5所示，在制品移动设备300用于执行多个工艺设备200之间在制品的移动。具体地，以不同填充线型代表处于不同状态的工艺设备200。例如，包括处于空闲状态的工艺设备200₁、处于运行状态的工艺设备200₂、以及处于维护状态的工艺设备200₃。此外，存在用于为各个工艺设备200储存在制品的储料器400。每个工艺设备具有用于向在制品移动设备300和储料器400搬出在制品的端口500。具体地，以不同灰度代表端口500的状态。例如，包括处于空闲状态的端口500₁、处于问题状态的端口500₂、处于向上搬运状态的端口500₃、以及处于向下搬运状态的端口500₄。

具体地，在在制品受到管控的时候，会在状态监控的界面上以弯月的形式显示出来，方便操作者了解在制品无法下料的原因，同时会显示受到管控的时间，方便操作者进行问题分析和判断。

以上，参照附图描述了根据本发明的自动化生产制造环境中的在制品管控方法和使用该在制品管控方法的在制品管控系统，通过为各工序及其关联工序设置在制品管控阈值，对于超过管控阈值的工序执行管控，保证各工序的在制品处于均衡水平，缩短自动化生产制造环境的整体周转时间，改善在制品在各工艺设备之间的转移效率，并且提高工艺设备的嫁动率，从而提高产能减少生产浪费。

需要说明的是，在本说明书中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

最后，还需要说明的是，上述一系列处理不仅包括以这里所述的顺序按时间序列执行的处理，而且包括并行或分别地、而不是按时间顺序执行的处理。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的硬件平台的方式来实现，当然也可以全部通过硬件来实施。基于这样的理解，本发明的技术方案对背景技术做出贡献的全部或者部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

以上对本发明进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。