基于生产节拍控制的智能生产线可视化预测方法及系统与流程

本发明涉及生产线仿真，特别是涉及一种基于生产节拍控制的智能生产线可视化预测方法及系统。

背景技术：

1、本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

2、为适应快速变化的市场需求，企业生产往往是小批量、混线生产模式，要求智能生产线对于不同的生产需求做出迅速调整。借助仿真过程，可以以快捷、低成本地评估产线生产过程、物料流转过程、生产节拍、瓶颈工序，并对生产线做出更为合理的规划。

3、物料流转是影响产线节拍的重要因素。在智能生产线物料流转过程中，对工位级物料流转规划的不合理，会致使生产计划与工位物料实际需求产生不匹配的情况，从而导致仓库物料的不足或过剩。

4、对于某些生产节拍较快的工序，其物料消耗速度过快，进而就要求物料送达的准时性，如果不能及时送达，就会使生产停顿，降低生产效率，很容易形成瓶颈环节。

5、所以，物料的短缺或相对过剩会使得车间的生产停顿或者流水线中物料积压，进而影响生产的稳定性、连续性以及车间的库存成本。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明提出了一种基于生产节拍控制的智能生产线可视化预测方法及系统，编排生产线中各工序的运行顺序，调节物料的投放频率，控制工序的生产节拍，准确还原物料的流转过程，实现生产线的可视化预测。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、第一方面，本发明提供一种基于生产节拍控制的智能生产线可视化预测方法，包括：

4、构建生产线虚拟模型；

5、在生产线虚拟模型中，按照生产线的工序步骤，根据物料在每个工序下的起始位置、结束位置和运动时长，模拟每个工序当前生产节拍下物料的动画动作、直线运动和旋转运动；

6、通过调节物料的投放频率和运动参数调节生产节拍，以通过物料在生产线上的模拟运动评估物料流转状态，从而确定最优的生产节拍。

7、作为可选择的实施方式，所述动画动作为工序中只有一个物料进行流转或没有物料流转的运动，且对于一个工位上的动画动作，同一时间只能执行一个，不能并行运动。

8、作为可选择的实施方式，所述直线运动和旋转运动为多个物料的并行运动，通过设定最大并行数量，达到最大并行数量后，在物料没有运动到下一个工位前，前一个工位上不再传送新的物料。

9、作为可选择的实施方式，所述动画动作在启动前定义临时物料为占位模型，在启动后，根据每个动画动作的起始位置和结束位置得到中间动作位置，且在执行每个动画动作时，由新生成的物料替换占位模型，以此形成一段连续动画。

10、作为可选择的实施方式，直线运动和旋转运动的模拟过程包括：

11、根据每个直线运动的起始位置、结束位置和运动时长计算中间运动位置，通过改变物料位置形成一段直线运动；

12、根据每个旋转运动的起始位置、结束位置和运动时长得到中间旋转位置，并根据旋转中心点、旋转角度和运动时长设置物料旋转角度，以此形成一段旋转运动。

13、作为可选择的实施方式，生产线的工序步骤的设定包括：

14、所述工序步骤包括起始步骤、后置步骤和循环步骤；

15、当一个步骤有多个后置步骤时，则这几个后置步骤为并行关系；

16、循环步骤用于定义生产线中固定循环的作业动作，且循环步骤中的动作不受前后步骤的影响；

17、通过将一个或多个动作定义为起始步骤，则规划为一条或多条并行产线；

18、若有动画动作不允许并行执行，则将动画动作按顺序定义为组，定义成组后自动产生其各自的后置步骤。

19、作为可选择的实施方式，调节生产节拍的过程包括：通过调节动画动作的运行时间或运行速度来调整生产节拍；通过调节物料的投料时间间隔来调整生产节拍；通过调节直线运动和旋转运动的运动时长来调整生产节拍。

20、作为可选择的实施方式，物料在生产线上进行模拟运动时，通过干涉检查技术判断物料流转过程中是否产生堆积，若发生物料的干涉，则表示物料产生堆积，则通过调整各工位的生产节拍，直至达到满足要求的物料流转状态。

21、第二方面，本发明提供一种基于生产节拍控制的智能生产线可视化预测系统，包括：

22、模型构建模块，被配置为构建生产线虚拟模型；

23、流转模拟模块，被配置为在生产线虚拟模型中，按照生产线的工序步骤，根据物料在每个工序下的起始位置、结束位置和运动时长，模拟每个工序当前生产节拍下物料的动画动作、直线运动和旋转运动；

24、节拍控制模块，被配置为通过调节物料的投放频率和运动参数调节生产节拍，以通过物料在生产线上的模拟运动评估物料流转状态，从而确定最优的生产节拍。

25、第三方面，本发明提供一种电子设备，包括存储器和处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机指令，所述计算机指令被处理器运行时，完成第一方面所述的方法。

26、第四方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成第一方面所述的方法。

27、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

28、本发明提出一种基于生产节拍控制的智能生产线可视化预测方法及系统，设计一套合理的生产线物料流转过程的控制机制，编排生产线中各工序的运行顺序，调节物料的投放频率，控制工序的生产节拍，准确还原物料的流转过程，从而评估生产线中物料能否合理流转、能否保证生产准时性等，实现生产线的可视化预测。

29、本发明提出一种基于生产节拍控制的智能生产线可视化预测方法及系统，实现正确指导车间生产，一方面在车间生产时能够在需要的时间为需要的工位计划需要的物料数量，使生产稳定有序的进行；另一方面降低车间存货水平，降低库存成本，提高生产线设计的准确性且可用于多种产品的生产线仿真。

30、本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

技术特征：

1.一种基于生产节拍控制的智能生产线可视化预测方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的一种基于生产节拍控制的智能生产线可视化预测方法，其特征在于，

3.如权利要求1所述的一种基于生产节拍控制的智能生产线可视化预测方法，其特征在于，所述动画动作在启动前定义临时物料为占位模型，在启动后，根据每个动画动作的起始位置和结束位置得到中间动作位置，且在执行每个动画动作时，由新生成的物料替换占位模型，以此形成一段连续动画。

4.如权利要求1所述的一种基于生产节拍控制的智能生产线可视化预测方法，其特征在于，直线运动和旋转运动的模拟过程包括：

5.如权利要求1所述的一种基于生产节拍控制的智能生产线可视化预测方法，其特征在于，生产线的工序步骤的设定包括：

6.如权利要求1所述的一种基于生产节拍控制的智能生产线可视化预测方法，其特征在于，调节生产节拍的过程包括：通过调节动画动作的运行时间或运行速度来调整生产节拍；通过调节物料的投料时间间隔来调整生产节拍；通过调节直线运动和旋转运动的运动时长来调整生产节拍。

7.如权利要求1所述的一种基于生产节拍控制的智能生产线可视化预测方法，其特征在于，物料在生产线上进行模拟运动时，通过干涉检查技术判断物料流转过程中是否产生堆积，若发生物料的干涉，则表示物料产生堆积，则通过调整各工位的生产节拍，直至达到满足要求的物料流转状态。

8.一种基于生产节拍控制的智能生产线可视化预测系统，其特征在于，包括：

9.一种电子设备，其特征在于，包括存储器和处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机指令，所述计算机指令被处理器运行时，完成权利要求1-7任一项所述的方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成权利要求1-7任一项所述的方法。

技术总结
本发明公开一种基于生产节拍控制的智能生产线可视化预测方法及系统，包括：构建生产线虚拟模型；在生产线虚拟模型中，按照生产线的工序步骤，根据物料在每个工序下的起始位置、结束位置和运动时长，模拟每个工序当前生产节拍下物料的动画动作、直线运动和旋转运动；通过调节物料的投放频率和运动参数调节生产节拍，以通过物料在生产线上的模拟运动评估物料流转状态，从而确定最优的生产节拍。编排生产线中各工序的运行顺序，调节物料的投放频率，控制工序的生产节拍，准确还原物料的流转过程，实现生产线的可视化预测。

技术研发人员：冯志祥,朴圣君,许宁,王萍,魏威,张翠翠,徐立,马嵩华
受保护的技术使用者：山东山大华天软件有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14