一种设备布局方法及系统与流程

1.本发明涉及设备布局技术领域，尤其是涉及一种设备布局方法及系统。


背景技术：

2.目前，我国经济已由高速增长阶段转向高质量发展阶段，正处在转变发展方式、优化经济结构、转换增长动力的攻关期，建设现代化经济体系是跨越关口的迫切要求和我国发展的战略目标。制造业是我国国民经济的主导产业，中国经济要实现高质量发展，必须有高质量的制造业作为支撑。作为全球制造业输出大国，我国具有世界上规模最大、门类最全、配套最完备的制造业体系，完整产业链的优势无可替代，但生厂模式的粗放化、工艺标准的碎片化，导致企业的生产质量、稳定性、工艺先进性都无法保证，长期以来都制约着中国制造业高端化转型之路，极待破局。
3.现有的设备布局方法通常为以直接人工绘制的方式，通过cad、亿图、apex sketch等软件实现设备的布局和呈现。但是现有的设备布局方法没有对工序的产能进行校核，且依赖于绘制人员直接进行人工绘制，难以保证设备布局的可靠性。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种设备布局方法及系统，以解决现有的设备布局方法没有对工序的产能进行校核，且依赖于绘制人员直接进行人工绘制，难以保证设备布局的可靠性的问题。
5.本发明的第一实施例提供了一种设备布局方法，包括：获取所述产品的生产工序和生产设备，并根据所述生产工序和所述生产设备绘制出所述产品的工艺路线；根据所述工艺路线录制所述产品的生产视频，并通过对所述生产视频进行分段分析，得到所述工艺路线中每一工序对应的工时数据；根据所述工时数据计算得到每一工序的加工能力，并在所有加工能力中选取最小加工能力；根据所述最小加工能力和所述产品的日需求产量判断是否满足产能需求，在判断到满足产能需求时，根据预设条件对所述工艺路线中的生产设备依次进行排列，得到设备布局图。
6.进一步的，所述根据预设条件对所述工艺路线中的生产设备依次进行排列，得到设备布局图，具体为：以从左到右的逻辑将所述工艺路线中的生产设备按照逆时针排列的方式布局成u型线，得到设备布局图，其中，相邻两个生产设备之间的间距为第一预设距离，所述u型线的u型间距为第二预设距离。
7.进一步的，所述以从左到右的逻辑将所述工艺路线中的生产设备按照逆时针排列的方式布局成u型线，还包括：
若某一生产设备落入到所述u型线的折弯点，则将所述生产设备排列到所述折弯点的上方。
8.进一步的，所述设备布局图还包括操作人数，所述操作人数的计算方法包括：根据所有生产设备的宽度最大值的总和、第一预设间距和所有所述生产设备的数量计算得到步行距离；通过面板设定步行速度；根据所述步行距离和所述步行速度计算得到步行时间；根据所述步行时间和所有工序的作业时间之和计算得到总作业时间；根据所述总作业时间和所述产品的生产节拍计算得到操作人数。
9.进一步的，所述设备布局方法所述根据所述最小加工能力和所述产品的日需求产量判断是否满足产能需求，具体包括：若所述最小加工能力大于等于所述日需求产量，则判断满足产能需求；若所述最小加工能力小于所述日需求产量，则判断不满足产能需求。
10.进一步的，所述设备布局方法还包括：在判断到不满足产能需求时，通过增加生产设备使得所述最小加工能力大于等于所述日需求产量。
11.进一步的，在“获取所述产品的生产工序和生产设备，并根据所述生产工序和所述生产设备绘制出所述产品的工艺路线”之前，还包括：获取产品的基础数据，根据所述基础数据计算得到所述产品的日需求产量。
12.进一步的，所述基础数据包括月需求数量、日工作时间和月工作时间，所述获取产品的基础数据，并根据所述基础数据计算得到所述产品的日需求产量，具体为：根据所述日工作时间、所述月工作时间、月需求数量和产线的可动率计算得到生产节拍；根据所述日工作时间和所述生产节拍计算得到所述产品的日需求产量。
13.本发明的第二实施例提供了一种设备布局系统，包括：工艺路线绘制模块，用于获取所述产品的生产工序和生产设备，并根据所述生产工序和所述生产设备绘制出所述产品的工艺路线；生产视频分析模块，用于根据所述工艺路线录制所述产品的生产视频，并通过对所述生产视频进行分段分析，得到所述工艺路线中每一工序的工时数据；加工能力选取模块，用于根据所述工时数据计算得到每一工序的加工能力，并在所有加工能力中选取最小加工能力；设备布局模块，用于根据所述最小加工能力和所述产品的日需求产量判断是否满足产能需求，在判断到满足产能需求时，根据预设条件对所述工艺路线中的生产设备依次进行排列，得到设备布局图。
14.进一步的，所述设备布局模块，包括用于：以从左到右的逻辑将所述工艺路线中的生产设备按照逆时针排列的方式布局成u型线，得到设备布局图，其中，相邻两个生产设备之间的间距为第一预设距离，所述u型线的u型间距为第二预设距离。
15.本发明实施例在进行产能校核后，能够根据预设条件对所述工艺路线中的生产设
备依次进行排列，自动输出设备布局图。本发明实施例在产能校核通过后才进行设备布局，保证了最终得到的设备布局图的可靠性，且本发明实施例通过预设的条件自动进行生产设备的布局，自动输出准确的设备布局图，能够消除人、机、料、法、环各个环节上的浪费，实现精益布局，从而能够进一步提高设备布局的可靠性和准确性。
附图说明
16.图1是本发明实施例提供的设备布局方法的流程示意图；图2是本发明实施例提供的设备布局系统的一种结构示意图；图3是本发明实施例提供的设备布局系统的另一种结构示意图。
具体实施方式
17.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
18.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
19.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
20.请参阅图1
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2，在本发明的第一实施例中，提供了图1所示的一种设备布局方法，包括：s1、获取产品的生产工序和生产设备，并根据生产工序和生产设备绘制出产品的工艺路线；在本发明实施例中，按照生产工序将产品的工艺、工序、和工时等进行绑定处理，得到产品的工艺路线。生产工序和生产设备的信息可以通过录入方式获取。
21.s2、根据工艺路线录制产品的生产视频，并通过对生产视频进行分段分析，得到工艺路线中每一工序对应的工时数据；在本发明实施例中，根据工艺路线录制产品的完整生产视频，由于产品在生产中涉及到多个不同的分段工序，本发明实施例根据不同的分段工序对生产视频进行视频剪辑以及分段分析，通过检测每一段视频中该产品的生产时间，得到每一工序对应的工时数据。其中生产时间的检测方式包括设备智能检测以及人工检测。
22.s3、根据工时数据计算得到每一工序的加工能力，并在所有加工能力中选取最小加工能力；s4、根据最小加工能力和产品的日需求产量判断是否满足产能需求，在判断到满
足产能需求时，根据预设条件对工艺路线中的生产设备依次进行排列，得到设备布局图。其中，产品的日需求产量可以根据实际需求直接获得，也可以根据产品的基础数据计算得到。
23.本发明实施例在进行产能校核后，能够根据预设条件对工艺路线中的生产设备依次进行排列，自动输出设备布局图。本发明实施例在产能校核通过后才进行设备布局，保证了最终得到的设备布局图的可靠性，且本发明实施例通过预设的条件自动进行生产设备的布局，自动输出准确的设备布局图，能够消除人、机、料、法、环各个环节上的浪费，实现精益布局，从而能够进一步提高设备布局的可靠性和准确性。
24.作为本发明实施例的一种具体实施方式，根据预设条件对工艺路线中的生产设备依次进行排列，得到设备布局图，具体为：以从左到右的逻辑将工艺路线中的生产设备按照逆时针排列的方式布局成u型线，得到设备布局图，其中，相邻两个生产设备之间的间距为第一预设距离，u型线的u型间距为第二预设距离。
25.在一种具体的实施方式中，相邻两个生产设备之间的间距为0.5米，u型线的u型间距为1.8米。可选地，将生产设备布局成u 型线的是本发明实施例的其中一种布局形式，本发明实施例可以根据实际需求设置设备布局的形式，还可以为自定义布局形式和手工装配线布局形式等。
26.作为本发明实施例的一种具体实施方式，以从左到右的逻辑将工艺路线中的生产设备按照逆时针排列的方式布局成u型线，还包括：若某一生产设备落入到u型线的折弯点，则将生产设备排列到折弯点的上方。
27.作为本发明实施例的一种具体实施方式，设备布局图还包括操作人数，操作人数的计算方法包括：根据所有生产设备的宽度最大值的总和、第一预设间距和所有生产设备的数量计算得到步行距离；设定步行速度，根据步行距离和步行速度计算得到步行时间；根据步行时间和所有工序的作业时间之和计算得到总作业时间；根据总作业时间和产品的生产节拍计算得到操作人数。
28.在一种具体的实施方式中，步行距离的计算公式为=本次布局中所有生产设备的操作面宽度或者所有生产设备的宽度最大值的总和+第一预设距离*（生产设备数量
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1；步行时间=步行距离/步行速度；总作业时间=步行时间+（所有工序的作业时间之和）；操作人数=总作业时间/t.t节拍时间；上述计算方式的结果四舍五入取整。其中，第一预设距离及生产设备之间的间距。
29.作为本发明实施例的一种具体实施方式，设备布局方法根据最小加工能力和产品的日需求产量判断是否满足产能需求，具体包括：若最小加工能力大于等于日需求产量，则判断满足产能需求；若最小加工能力小于日需求产量，则判断不满足产能需求。
30.在本发明实施例中，每一工序的加工能力= 日需求产量(日工作时间*3600/(完成时间+交换时间/交换个数))。
31.本发明实施例通过最小加工能力与日需求产量的大小比对来判断是否满足产能，能够有效提高产能判断的可靠性。
32.作为本发明实施例的一种具体实施方式，设备布局方法还包括：在判断到不满足产能需求时，通过增加生产设备使得最小加工能力大于等于日需求产量。
33.在本发明实施例中，在判断到不满足产能需求时，发出不满足产能需求的提醒信息，该提醒信息包括了最小加工能力与日需求产量的差值，根据该差值相应增加生产设备使得最小加工能力大于等于日需求产量，从而使得工艺路线满足产能需求，在产能满足需求的前提下，输出并展示准确的设备布局图，该设备布局图包括产品需求数量、生产能力和操作人数等。
34.可选地，本发明实施例在判断到不满足产能需求时，还可以通过对工厂基础数据的配置进行调整，根据实际产品的需求对不同的人力资源和作业组合进行调整，生成新的工艺路线，从而使得生产工序满足产能需求。
35.作为本发明实施例的一种具体实施方式，在“获取产品的生产工序和生产设备，并根据生产工序和生产设备绘制出产品的工艺路线”之前，还包括：获取产品的基础数据，根据基础数据计算得到产品的日需求产量。
36.作为本发明实施例的一种具体实施方式，获取产品的基础数据，并根据基础数据计算得到产品的日需求产量，具体为：根据日工作时间、月工作时间、月需求数量和产线的可动率计算得到生产节拍；示例性的，基础数据包括月需求数量、日工作时间和月工作时间，产品的生产节拍t.t=3600*日工作时间*(产线的可动率)/(月需求数量/月工作天数)，若没有找到产线的可动率，则默认产线的可动率为100%。
37.根据日工作时间和生产节拍计算得到产品的日需求产量。
38.可选地，日需求产量int=(日工作时间*3600/ t.t)+1。
39.实施本发明实施例，具有以下有益效果：本发明实施例在进行产能校核后，能够根据预设条件对工艺路线中的生产设备依次进行排列，自动输出设备布局图。本发明实施例在产能校核通过后才进行设备布局，保证了最终得到的设备布局图的可靠性，且本发明实施例通过预设的条件自动进行生产设备的布局，自动输出准确的设备布局图，能够消除人、机、料、法、环各个环节上的浪费，实现精益布局，从而能够进一步提高设备布局的可靠性和准确性。
40.进一步的，本发明实施例能够将不同行业不同规模的经验模板库以及核心算法应用于设备布局，从而能够快速进行设备布局的设计以及设备布局图的绘制；本发明实施例能够通过数字化将企业基础信息通过系统管理，包括产品的基础数据、设备数据、工艺数据和产线设计等，将产品节拍数据存储并用于计算产品的日需求产量；通过视频采集、编辑、分析、处理，将产品生产标准视频数字化；通过产品工艺配置，实现产品工艺路线数字化；通过产能校核以及根据预设条件自动进行设备布局，实现将设备布局图数字化呈现，从而有利于保证企业的生产质量、稳定性和工艺先进性。
41.请参阅图3，本发明的第二实施例提供了一种设备布局系统，包括：工艺路线绘制模块10，用于获取产品的生产工序和生产设备，并根据生产工序和生产设备绘制出产品的工艺路线；在本发明实施例中，按照生产工序将产品的工艺、工序、和工时等进行绑定处理，
得到产品的工艺路线。生产工序和生产设备的信息可以通过录入方式获取。
42.生产视频分析模块20，用于根据工艺路线录制产品的生产视频，并通过对生产视频进行分段分析，得到工艺路线中每一工序的工时数据；在本发明实施例中，根据工艺路线录制产品的完整生产视频，由于产品在生产中涉及到多个不同的分段工序，本发明实施例根据不同的分段工序对生产视频进行视频剪辑以及分段分析，通过检测每一段视频中该产品的生产时间，得到每一工序对应的工时数据。其中生产时间的检测方式包括设备智能检测以及人工检测。
43.加工能力选取模块30，用于根据工时数据计算得到每一工序的加工能力，并在所有加工能力中选取最小加工能力；设备布局模块40，用于根据最小加工能力和产品的日需求产量判断是否满足产能需求，在判断到满足产能需求时，根据预设条件对工艺路线中的生产设备依次进行排列，得到设备布局图。其中，产品的日需求产量可以根据实际需求直接获得，也可以根据产品的基础数据计算得到。
44.本发明实施例在进行产能校核后，能够根据预设条件对工艺路线中的生产设备依次进行排列，自动输出设备布局图。本发明实施例在产能校核通过后才进行设备布局，保证了最终得到的设备布局图的可靠性，且本发明实施例通过预设的条件自动进行生产设备的布局，自动输出准确的设备布局图，能够消除人、机、料、法、环各个环节上的浪费，实现精益布局，从而能够进一步提高设备布局的可靠性和准确性。
45.作为本发明实施例的一种具体实施方式，设备布局模块40，包括用于：以从左到右的逻辑将工艺路线中的生产设备按照逆时针排列的方式布局成u型线，得到设备布局图，其中，相邻两个生产设备之间的间距为第一预设距离，u型线的u型间距为第二预设距离。
46.在一种具体的实施方式中，相邻两个生产设备之间的间距为0.5米，u型线的u型间距为1.8米。可选地，将生产设备布局成u 型线的是本发明实施例的其中一种布局形式，本发明实施例可以根据实际需求设置设备布局的形式，还可以为自定义布局形式和手工装配线布局形式等。
47.作为本发明实施例的一种具体实施方式，设备布局模块40，还用于：若某一生产设备落入到u型线的折弯点，则将生产设备排列到折弯点的上方。
48.作为本发明实施例的一种具体实施方式，设备布局图还包括操作人数，操作人数的计算方法包括：根据所有生产设备的宽度最大值的总和、第一预设间距和所有生产设备的数量计算得到步行距离；设定步行速度，根据步行距离和步行速度计算得到步行时间；根据步行时间和所有工序的作业时间之和计算得到总作业时间；根据总作业时间和产品的生产节拍计算得到操作人数。
49.在一种具体的实施方式中，步行距离的计算公式为=本次布局中所有生产设备的操作面宽度或者所有生产设备的宽度最大值的总和+第一预设距离*（生产设备数量
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1；步行时间=步行距离/步行速度；总作业时间=步行时间+（所有工序的作业时间之和）；操作人数=总作业时间/t.t节拍时间；上述计算方式的结果四舍五入取整。其中，第一预设距离
及生产设备之间的间距。
50.作为本发明实施例的一种具体实施方式，设备布局模块40，还用于：若最小加工能力大于等于日需求产量，则判断满足产能需求；若最小加工能力小于日需求产量，则判断不满足产能需求。
51.在本发明实施例中，每一工序的加工能力= 日需求产量(日工作时间*3600/(完成时间+交换时间/交换个数))。
52.本发明实施例通过最小加工能力与日需求产量的大小比对来判断是否满足产能，能够有效提高产能判断的可靠性。
53.作为本发明实施例的一种具体实施方式，设备布局系统还包括生产设备调整模块，用于：在判断到不满足产能需求时，通过增加生产设备使得最小加工能力大于等于日需求产量。
54.在本发明实施例中，在判断到不满足产能需求时，发出不满足产能需求的提醒信息，该提醒信息包括了最小加工能力与日需求产量的差值，根据该差值相应增加生产设备使得最小加工能力大于等于日需求产量，从而使得工艺路线满足产能需求，在产能满足需求的前提下，输出并展示准确的设备布局图，该设备布局图包括产品需求数量、生产能力和操作人数等。
55.可选地，本发明实施例在判断到不满足产能需求时，还可以通过对工厂基础数据的配置进行调整，根据实际产品的需求对不同的人力资源和作业组合进行调整，生成新的工艺路线，从而使得生产工序满足产能需求。
56.作为本发明实施例的一种具体实施方式，设备布局系统还包括日需求量计算模块，用于：获取产品的基础数据，根据基础数据计算得到产品的日需求产量。
57.作为本发明实施例的一种具体实施方式，需求量计算模块具体用于：根据日工作时间、月工作时间、月需求数量和产线的可动率计算得到生产节拍；示例性的，基础数据包括月需求数量、日工作时间和月工作时间，产品的生产节拍t.t=3600*日工作时间*(产线的可动率)/(月需求数量/月工作天数)，若没有找到产线的可动率，则默认产线的可动率为100%。
58.根据日工作时间和生产节拍计算得到产品的日需求产量。
59.可选地，日需求产量int=(日工作时间*3600/ t.t)+1。
60.实施本发明实施例，具有以下有益效果：本发明实施例在进行产能校核后，能够根据预设条件对工艺路线中的生产设备依次进行排列，自动输出设备布局图。本发明实施例在产能校核通过后才进行设备布局，保证了最终得到的设备布局图的可靠性，且本发明实施例通过预设的条件自动进行生产设备的布局，自动输出准确的设备布局图，能够消除人、机、料、法、环各个环节上的浪费，实现精益布局，从而能够进一步提高设备布局的可靠性和准确性。
61.进一步的，本发明实施例能够将不同行业不同规模的经验模板库以及核心算法应用于设备布局，从而能够快速进行设备布局的设计以及设备布局图的绘制；本发明实施例能够通过数字化将企业基础信息通过系统管理，包括产品的基础数据、设备数据、工艺数据
和产线设计等，将产品节拍数据存储并用于计算产品的日需求产量；通过视频采集、编辑、分析、处理，将产品生产标准视频数字化；通过产品工艺配置，实现产品工艺路线数字化；通过产能校核以及根据预设条件自动进行设备布局，实现将设备布局图数字化呈现，从而有利于保证企业的生产质量、稳定性和工艺先进性。
62.以上是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。