用于车间生产的数据处理方法和装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于车间生产的数据处理方法和装置。该用于车间生产的数据处理方法包括：获取车间内多个工作站的次序信息；分别获取多个工作站的产能约束条件；获取满足多个工作站中一个或多个工作站的产能约束条件的待装配产品的序列数据；以及按照多个工作站的次序信息对应的次序输出序列数据。通过本发明，解决了相关技术中用于车间生产的数据处理方法容易陷入局部最优的问题。
【专利说明】用于车间生产的数据处理方法和装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及车间生产领域，具体而言，涉及一种用于车间生产的数据处理方法和装置。
【背景技术】
[0002]汽车生产需要经过车体焊接、车身喷漆和整车装配三个环节，而由于汽车装配车间的生产排程具有汽车品种多、工作站多以及各个工作站的产能约束复杂等特点，因此，汽车装配车间的生产排程的复杂性和计算量急剧增加，并且汽车装配车间的生产排程难以同时满足所有复杂的产能约束，或者在理论上不能满足所有复杂的产能约束时，无法最大化降低企业为满足产能约束而花费的代价。
[0003]在相关技术中，为了降低企业为满足产能约束而花费的代价，提供了一些用于车间生产的数据处理方法，如局部搜索、神经网络、模拟退火、遗传算法、禁忌搜索和蚁群搜索等。虽然上述方案使得生产排程问题的研究趋向多元化发展方向，但是其容易陷入局部最优，而无法达到全局最优。另外，上述方法的计算时间往往不能满足企业的实际需求。
[0004]针对相关技术中用于车间生产的数据处理方法容易陷入局部最优的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
【发明内容】
[0005]本发明的主要目的在于提供一种用于车间生产的数据处理方法和装置，以解决相关技术中用于车间生产的数据处理方法容易陷入局部最优的问题。
[0006]为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种用于车间生产的数据处理方法。该方法包括:获取车间内多个工作站的次序信息；分别获取多个工作站的产能约束条件；获取满足多个工作站中一个或多个工作站的产能约束条件的待装配产品的序列数据；以及按照多个工作站的次序信息对应的次序输出序列数据。
[0007]进一步地，待装配产品包括待装配汽车，其中，获取满足多个工作站中一个或多个工作站的产能约束条件的待装配产品的序列数据包括:获取满足多个工作站中一个或多个工作站的产能约束条件的待装配汽车的序列数据。
[0008]进一步地，获取满足多个工作站中一个或多个工作站的产能约束条件的待装配汽车的序列数据包括:首先确定待装配汽车序列中第K个位置的车辆信息，其中，K为大于等于I且小于等于待装配汽车总量N的任意整数；然后确定待装配汽车序列中第L个位置的车辆信息，其中，L为大于等于I且小于等于待装配汽车总量N并且L不等于K的任意整数；根据确定待装配汽车序列中第L个位置的车辆信息的方法确定待装配汽车序列数据中其他位置的车辆，其中，其他位置不包括第K个位置和第L个位置；以及通过确定的待装配汽车序列中所有位置的车辆信息得到待装配汽车的序列数据。
[0009]进一步地，待装配汽车的序列数据包括多种汽车的序列数据，K=I, L=2，其中，首先确定待装配汽车序列中第K个位置的车辆信息包括:获取第I个位置分别为多种汽车的序列数据；确定多个序列数据中满足预定条件的序列数据；以及，将多个序列数据中满足预定条件的序列数据确定为待装配汽车序列数据的第I个位置上的车辆信息，确定的第I个位置上的车辆信息为第一车辆信息，然后确定待装配汽车序列中第L个位置的车辆信息包括:获取第2个位置分别为多种汽车的多个第一序列数据，其中，多个第一序列数据构成搜索域的全集；获取第I个位置为第一车辆信息并且第2个位置分别为多种汽车的多个第二序列数据，其中，多个第二序列数据构成搜索域的子集；确定搜索域的子集中满足预定条件的序列；确定搜索域的子集的补集中满足预定条件的序列；根据搜索域的子集和搜索域的子集的补集中满足预定条件的序列得到搜索域的全集中满足预定条件的序列；将搜索域的全集中满足预定条件的序列的第2个位置上的待装配汽车信息确定为待装配汽车序列中第2个位置上的车辆信息。
[0010]进一步地，确定车间内工作站的产能约束条件包括:获取工作站所能容纳待装配汽车的最大值；获取工作站每次所能装配待装配汽车的最大值；以及基于工作站所能容纳待装配汽车的最大值和工作站每次所能装配待装配汽车的最大值确定工作站的产能约束条件。
[0011]为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，提供了一种用于车间生产的数据处理装置。该装置包括:第一获取单元，用于获取车间内多个工作站的次序信息；第二获取单元，用于分别获取多个工作站的产能约束条件；第三获取单元，用于获取满足多个工作站中一个或多个工作站的产能约束条件的待装配产品的序列数据；以及输出单元，用于按照多个工作站的次序信息对应的次序输出序列数据。
[0012]进一步地，待装配产品包括待装配汽车，其中，第三获取单元还用于获取满足多个工作站中一个或多个工作站的产能约束条件的待装配汽车的序列数据。
[0013]进一步地，第三获取单元包括:第一确定模块，用于首先确定待装配汽车序列中第K个位置的车辆信息，其中，K为大于等于I且小于等于待装配汽车总量N的任意整数；第二确定模块，用于然后确定待装配汽车序列中第L个位置的车辆信息，其中，L为大于等于I且小于等于待装配汽车总量N并且L不等于K的任意整数；第三确定模块，用于根据确定待装配汽车序列中第L个位置的车辆信息的装置确定待装配汽车序列数据中其他位置的车辆，其中，其他位置不包括第K个位置和第L个位置；以及第一获取模块，用于通过确定的待装配汽车序列中所有位置的车辆信息得到待装配汽车的序列数据。
[0014]进一步地，待装配汽车的序列数据包括多种汽车的序列数据，K=I, L=2，其中，第一确定模块包括:第一获取子模块，用于获取第I个位置分别为多种汽车的序列数据；第一确定子模块，用于确定多个序列数据中满足预定条件的序列数据；以及，第二确定子模块，用于将多个序列数据中满足预定条件的序列数据确定为待装配汽车序列数据的第I个位置上的车辆信息，确定的第I个位置上的车辆信息为第一车辆信息，第二确定模块包括:第二获取子模块，用于获取第2个位置分别为多种汽车的多个第一序列数据，其中，多个第一序列数据构成搜索域的全集；第三确定子模块，用于确定第I个位置为第一车辆信息并且第2个位置分别为多种汽车的多个第二序列数据，其中，多个第二序列数据构成搜索域的子集；第四确定子模块，用于确定搜索域的子集中满足预定条件的序列；第五确定子模块，用于确定搜索域的子集的补集中满足预定条件的序列；第六确定子模块，用于根据搜索域的子集和搜索域的子集的补集中满足预定条件的序列得到搜索域的全集中满足预定条件的序列；第七确定子模块，用于将搜索域的全集中满足预定条件的序列的第2个位置上的待装配汽车信息确定为待装配汽车序列中第2个位置上的车辆信息。
[0015]进一步地，第二获取单元包括:第二获取模块，用于获取工作站所能容纳待装配汽车的最大值；第三获取模块，用于获取工作站每次所能装配待装配汽车的最大值；以及第四确定模块，用于基于工作站所能容纳待装配汽车的最大值和工作站每次所能装配待装配汽车的最大值确定工作站的产能约束条件。
[0016]通过本发明，采用获取车间内多个工作站的次序信息；分别获取多个工作站的产能约束条件；获取满足多个工作站中一个或多个工作站的产能约束条件的待装配产品的序列数据；以及按照多个工作站的次序信息对应的次序输出序列数据，解决了相关技术中用于车间生产的数据处理方法容易陷入局部最优的问题，进而达到了使用于车间生产的数据处理方法全局最优的效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0018]图1是根据本发明第一实施例的用于车间生产的数据处理装置的示意图；
[0019]图2是根据本发明第二实施例的用于车间生产的数据处理装置的示意图；
[0020]图3是根据本发明第一实施例的用于车间生产的数据处理方法的流程图；以及
[0021]图4是根据本发明第二实施例的用于车间生产的数据处理方法的流程图。
【具体实施方式】
[0022]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
[0023]为了使本领域的技术人员更好的理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，在本领域普通技术人员没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明的保护范围。
[0024]需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
[0025]根据本发明的实施例，提供了一种用于车间生产的数据处理装置，该用于车间生产的数据处理装置用于对车间中的待装配产品进行排程。
[0026]图1是根据本发明第一实施例的用于车间生产的数据处理装置的结构的示意图。
[0027]如图1所示，该装置包括:第一获取单元10、第二获取单元30、第三获取单元50和输出单元70。
[0028]第一获取单元10用于获取车间内多个工作站的次序信息。
[0029]获取车间内多个工作站的次序信息可以是获取多个工作站的标识，其中，工作站的标识可以是工作站的名称和工作站的编码等。工作站的名称或者工作站的编码可以用于表示工作站的次序信息。
[0030]车间内工作站的数目和次序可以预先设定，一般装配车间内工作站的数目为15个左右。工作站按照其预先设定的次序组成一个生产流水线。
[0031]第二获取单元30用于获取多个工作站的产能约束条件。
[0032]每个工作站对应一个产能约束条件，工作站的产能约束条件与工作站的容量、工作站内的人力资源和工作站内的生产机器的工作效率有关。工作站的容量是指工作站一次最多可以容纳的待装配产品的总数，例如，装配汽车天窗的工作站一次最多容纳的待装配汽车的总数即为该装配汽车天窗的工作站容量。工作站内的人力资源是指工作站内一次做多需要的工作人员的数量。
[0033]具体地，第k个工作站的产能约束条件可以表示rk/sk，其中，rk表示最多有rk个待装配产品在第k个工作站进行装配，Sk表示第k个工作站中最多连续有Sk个待装配产品。
[0034]其中，当工作站内的待装配产品的数目等于工作站的容量，并且工作站内的全部工作人员正在进行生产作业而没有富余劳动力、生产机器的工作效率达到额定水平时，则满足工作站的产能约束条件；否则不满足工作站的产能约束条件。
[0035]另外，满足工作站的产能约束条件还可以包括工作站内的待装配产品的数目等于工作站的容量，但是工作站内的工作人员人手不够、或者生产机器的工作效率达不到额定水平，这时，可以添加工作人员的数目，或者更换工作效率额定水平高的生产机器。这样，添加的工作人员的数目或者更换的工作效率额定水平高的生产机器为违反产能约束的次数，该违反产能约束的次数可以用于衡量违反产能的代价。
[0036]第三获取单元50用于获取满足多个工作站中一个或多个工作站的产能约束条件的待装配产品的序列数据。
[0037]优选地，可以获取满足多个工作站中所有工作站的产能约束条件的待装配产品的序列数据。这样，可以充分利用现有资源，使生产排程达到最优水平。
[0038]其中，满足多个工作站中一个或多个工作站的产能约束条件的待装配产品的序列数据是指待装配产品按照序列的顺序输出工作站之后，每个工作站的内的待装配产品均等于该工作站的容量，并且每个工作站内的工作人员刚好正在装配机器而没有劳动力剩余或者劳动力富余的情况。
[0039]优选地，待装配产品可以包括待装配汽车。其中，获取满足多个工作站中一个或多个工作站的产能约束条件的待装配产品的序列数据可以包括:获取满足多个工作站中一个或多个工作站的产能约束条件的待装配汽车的序列数据。
[0040]输出单元70用于按照多个工作站的次序信息对应的次序输出序列数据。
[0041]按照多个工作站的次序信息对应的次序输出序列数据可以是按照多个工作站的次序信息对应的次序输出序列中的每种待装配汽车的数据，其中，待装配汽车是否输出某个工作站可以通过其属性信息Oik进行判断，当i等于I时，该待装配汽车的数据输出第k个工作站，当i等于O时，该待装配汽车的数据不输出第k个工作站。
[0042]例如，汽车装配车间内包括自动挡工作站、手动挡工作站、高档天窗工作站和低档天窗工作站，待装配汽车的总数为N，待装配汽车的种类数为M (同一种类的待装配汽车不区分)，M为小于等于N的任意整数，所有的待装配汽车按照序列的顺序输出自动挡工作站、手动挡工作站、高档天窗工作站和低档天窗工作站时，自动挡工作站、手动挡工作站、高档天窗工作站和低档天窗工作站中的待装配汽车数量分别等于其对应的工作站的容量，并且自动挡工作站、手动挡工作站、高档天窗工作站和低档天窗工作站中的工作人员刚好正在做相应的装配工作而没有劳动力剩余或者富余的情况。
[0043]通过本发明实施例，可以快速得到一个待装配汽车的序列数据，即可以快速得到一个可执行的、满足复杂的产能约束条件的生产排程计划。
[0044]图2是根据本发明第二实施例的用于车间生产的数据处理装置的结构的示意图。
[0045]如图2所示，该实施例可以作为图1所示实施例的优选实施方式，该实施例的用于车间生产的数据处理装置包括第一实施例的第一获取单元10、第二获取单元30、第三获取单元50和输出单元70，其中，第三获取单元50包括第一确定模块501、第二确定模块503、第三确定模块505和第一获取模块507。
[0046]第一获取单元10、第二获取单元30和输出单元70的作用与第一实施例中的相同，在此不再赘述。
[0047]第一确定模块501用于首先确定待装配汽车序列中第K个位置的车辆信息。
[0048]其中，K为大于等于1且小于等于待装配汽车总量N的任意整数。待装配汽车总量N等于待装配汽车序列的长度，并且待装配汽车序列的长度等于待装配汽车序列中待确定的位置的个数。
[0049]具体地，可以通过以下方式确定待装配汽车序列中第K个位置的车辆信息:
[0050]需要说明的是，确定待装配汽车序列中第K个位置的车辆信息之前，可以获取待装配汽车中的汽车种类信息，其中，装配汽车的种类数可以为M，M为小于等于N的任意整数。
[0051]步骤12，获取第K个位置分别为多种汽车的序列数据。
[0052]第K个位置分别为多种汽车的序列可以包括第K个位置分别第I种汽车、第2种汽车、第3种汽车、……第M种汽车的M个序列，而获取第K个位置分别为多种汽车的序列数据可以包括获取第K个位置分别第I种汽车、第2种汽车、第3种汽车、……第M种汽车的M个序列的序列数据。
[0053]需要说明的是，除了第K个位置，序列的其他位置的汽车信息可以通过贪婪搜索规则确定。
[0054]步骤14，确定多个序列数据中满足预定条件的序列数据。
[0055]需要说明的是，预定条件是指违反产能的预设次数V的最小值。违反产能的预设次数用于衡量满足产能约束条件花费的代价。例如，装配汽车车间的高档天窗工作站的sk为10，rk预设值为6，实际上rk为8，则高档天窗工作站违反产能的次数为2。当违反产能的预设次数为O时，表明序列数据完全满足所有工作站的产能约束条件，当违反产能的预设次数大于O时，表明企业需要花费代价以满足产能约束条件。因此违反产能的预设次数越小，企业需要花费代价就越小，表明该生产排程越合理。
[0056]具体地，可以通过下列方式确定多个序列数据中满足预定条件的序列数据:首先，可以分别计算第I至第M个序列违反产能的次数，得到M个违反产能的次数信息。然后，可以比较M个违反产能的次数的大小，得到违反产能的次数的最小值。最后，可以将违反产能的次数的最小值的序列信息确定为满足预定条件的序列数据。[0057]步骤16，将多个序列数据中满足预定条件的序列数据确定为待装配汽车序列数据的第I个位置上的车辆信息，确定的第I个位置上的车辆信息为第一车辆信息。
[0058]第二确定模块503用于然后确定待装配汽车序列中第L个位置的车辆信息。
[0059]L为大于等于I且小于等于待装配汽车总量N并且L为不等于K的任意整数。具体地，可以通过以下方式确定待装配汽车序列中第L个位置的车辆信息:
[0060]步骤22，保持待装配汽车序列中第K个位置的车辆信息为上述阶段确定的第一车辆信息；依据汽车的种类数信息将待装配汽车分为M个子空间，其中，第I个子空间为第I种汽车的集合，第2个子空间为第2种汽车的集合，……，第M个子空间为第M种汽车的集合；将与上述子空间对应的类型的汽车信息分别设置在待装配汽车序列的第L个位置，并且除第K个位置和第L个位置之外的其他位置上的车辆信息可以通过贪婪搜索规则确定；得到多个第一序列信息。优选地，将本段前述部分的所有集合的补集作为第(M+1)个子空间，并且将第(M+1)个子空间内的车辆信息设置在第L个位置上，得到多个第二序列信息。
[0061]需要说明的是，通过在(M+1)个子空间形成的整个搜索域中搜索待装配汽车序列的第L个位置的车辆信息可以避免陷入局部最优，进而可以保证全局最优的效果。另外，可以依据概率规则对上述(M+1)个子空间进行采样，将采样信分别设置在待装配汽车序列中的第L个位置上。概率规则可以依据实际经验进行设置，并且概率规则和采样数量可以通过计算反馈不断调整。 [0062]步骤24，计算多个第一序列和多个第二序列的违反产能的次数，并得到违反产能次数最小的序列信息。
[0063]步骤26，将得到违反产能次数最小的序列中第K个位置的车辆信息作为待装配汽车序列中第L个位置的车辆信息。
[0064]优选地，在得到违反产能次数最小的序列信息之后，可以判断该序列信息对应的序列是否为多个第一序列信息对应的序列。如果判断出该序列信息对应的序列为多个第一序列信息对应的序列，则将得到违反产能次数最小的序列中第K个位置的车辆信息作为待装配汽车序列中第L个位置的车辆信息。如果判断出该序列信息对应的序列为多个第二序列信息对应的序列，则重新确定待装配汽车序列的第K个位置上的车辆信息，获取重新确定待装配汽车序列中在确定第L个位置的车辆信息之前确定的其他位置上的车辆信息。
[0065]具体地，在本发明实施例中，待装配汽车的序列数据可以包括多种汽车的序列数据，下面以K=I且L=2，对本实施例进行阐述:
[0066]第一获取子模块用于获取第I个位置分别为多种汽车的序列数据。
[0067]第一确定子模块用于确定多个序列数据中满足预定条件的序列数据。
[0068]第二确定子模块用于将多个序列数据中满足预定条件的序列数据确定为待装配汽车序列数据的第I个位置上的车辆信息，确定的第I个位置上的车辆信息为第一车辆信
肩、O
[0069]第二获取子模块用于获取第2个位置分别为多种汽车的多个第一序列数据，其中，多个第一序列数据构成搜索域的全集。
[0070]第三确定子模块用于获取第I个位置为第一车辆信息并且第2个位置分别为多种汽车的多个第二序列数据，其中，多个第二序列数据构成搜索域的子集。
[0071]第四确定子模块用于确定搜索域的子集中满足预定条件的序列。[0072]第五确定子模块用于确定搜索域的子集的补集中满足预定条件的序列。
[0073]第六确定子模块用于根据搜索域的子集和搜索域的子集的补集中满足预定条件的序列得到搜索域的全集中满足预定条件的序列。
[0074]第七确定子模块用于将搜索域的全集中满足预定条件的序列的第2个位置上的待装配汽车信息确定为待装配汽车序列中第2个位置上的车辆信息。
[0075]优选地，在根据搜索域的子集和搜索域的子集的补集中满足预定条件的序列得到搜索域的全集中满足预定条件的序列之后，可以判断得到的搜索域的全集中满足预定条件的序列是否为搜索域的子集中的序列。如果判断出得到的搜索域的全集中满足预定条件的序列为搜索域的子集中的序列，则将搜索域的全集中满足预定条件的序列的第2个位置上的待装配汽车信息确定为待装配汽车序列中第2个位置上的车辆信息。否则如果判断出得到的搜索域的全集中满足预定条件的序列为确定搜索域的子集的补集中的序列，则重新确定第I个位置上的车辆信息。
[0076]第三确定模块505用于根据确定待装配汽车序列中第L个位置的车辆信息的方法确定待装配汽车序列数据中其他位置的车辆。其中，其他位置不包括第K个位置和第L个位置。
[0077]第一获取模块507用于通过确定的待装配汽车序列中所有位置的车辆信息得到待装配汽车的序列数据。
[0078]具体地，在本发明的上述实施例中，可以通过以下方式确定车间内工作站的产能约束条件:
[0079]第二获取模块用于获取工作站所能容纳待装配汽车的最大值。
[0080]可以获取第k个工作站所能容纳待装配汽车的最大值Skmax，其中，k=l，2，……n，η为车间内工作站的个数。
[0081]第三获取模块用于获取工作站每次所能装配待装配汽车的最大值。
[0082]可以获取第k个工作站每次所能装配待装配汽车的最大值rtaax，其中，k=l，2，……n, n为车间内工作站的个数。
[0083]第四确定模块用于基于工作站所能容纳待装配汽车的最大值和工作站每次所能装配待装配汽车的最大值确定工作站的产能约束条件。第k个工作站的产能约束条件可以
表为-^kmax/^kmax °
[0084]根据本发明的实施例，提供了一种用于车间生产的数据处理方法，该用于车间生产的数据处理方法用于对车间中的待装配产品进行排程。该用于车间生产的数据处理方法可以运行在计算机处理设备上。需要说明的是，本发明实施例所提供的用于车间生产的数据处理方法可以通过本发明实施例的用于车间生产的数据处理装置来执行，本发明实施例的用于车间生产的数据处理装置也可以用于执行本发明实施例的用于车间生产的数据处理方法。
[0085]图3是根据本发明第一实施例的用于车间生产的数据处理方法的流程图。
[0086]如图3所示，该方法包括如下的步骤S302至步骤S308:
[0087]步骤S302，获取车间内多个工作站的次序信息。
[0088]获取车间内多个工作站的次序信息可以是获取多个工作站的标识，其中，工作站的标识可以是工作站的名称和工作站的编码等。工作站的名称或者工作站的编码可以用于表示工作站的次序信息。
[0089]车间内工作站的数目和次序可以预先设定，一般装配车间内工作站的数目为15个左右。工作站按照其预先设定的次序组成一个生产流水线。
[0090]步骤S304，分别获取多个工作站的产能约束条件。
[0091]每个工作站对应一个产能约束条件，工作站的产能约束条件与工作站的容量、工作站内的人力资源和工作站内的生产机器的工作效率有关。工作站的容量是指工作站一次最多可以容纳的待装配产品的总数，例如，装配汽车天窗的工作站一次最多容纳的待装配汽车的总数即为该装配汽车天窗的工作站容量。工作站内的人力资源是指工作站内一次做多需要的工作人员的数量。
[0092]具体地，第k个工作站的产能约束条件可以表示rk/sk，其中，rk表示最多有rk个待装配产品在第k个工作站进行装配，Sk表示第k个工作站中最多连续有Sk个待装配产品。
[0093]其中，当工作站内的待装配产品的数目等于工作站的容量，并且工作站内的全部工作人员正在进行生产作业而没有富余劳动力、生产机器的工作效率达到额定水平时，则满足工作站的产能约束条件；否则不满足工作站的产能约束条件。
[0094]另外，满足工作站的产能约束条件还可以包括工作站内的待装配产品的数目等于工作站的容量，但是工作站内的工作人员人手不够、或者生产机器的工作效率达不到额定水平，这时，可以添加工作人员的数目，或者更换工作效率额定水平高的生产机器。这样，添加的工作人员的数目或者更换的工作效率额定水平高的生产机器为违反产能约束的次数，该违反产能约束的次数可以用于衡量违反产能的代价。
[0095]步骤S306，获取满足多个工作站中一个或多个工作站的产能约束条件的待装配产品的序列数据。
[0096]优选地，可以获取满足多个工作站中所有工作站的产能约束条件的待装配产品的序列数据。这样，可以充分利用现有资源，使生产排程达到最优水平。
[0097]其中，满足多个工作站中一个或多个工作站的产能约束条件的待装配产品的序列数据是指待装配产品按照序列的顺序输出工作站之后，每个工作站的内的待装配产品均等于该工作站的容量，并且每个工作站内的工作人员刚好正在装配机器而没有劳动力剩余或者劳动力富余的情况。
[0098]优选地，待装配产品可以包括待装配汽车。其中，获取满足多个工作站中一个或多个工作站的产能约束条件的待装配产品的序列数据可以包括:获取满足多个工作站中一个或多个工作站的产能约束条件的待装配汽车的序列数据。
[0099]步骤S308，按照多个工作站的次序信息对应的次序输出序列数据。
[0100]按照多个工作站的次序信息对应的次序输出序列数据可以是按照多个工作站的次序信息对应的次序输出序列中的每种待装配汽车的数据，其中，待装配汽车是否输出某个工作站可以通过其属性信息Oik进行判断，当i等于I时，该待装配汽车的数据输出第k个工作站，当i等于O时，该待装配汽车的数据不输出第k个工作站。
[0101]例如，汽车装配车间内包括自动挡工作站、手动挡工作站、高档天窗工作站和低档天窗工作站，待装配汽车的总数为N，待装配汽车的种类数为M (同一种类的待装配汽车不区分)，M为小于等于N的任意整数，所有的待装配汽车按照序列的顺序输出自动挡工作站、手动挡工作站、高档天窗工作站和低档天窗工作站时，自动挡工作站、手动挡工作站、高档天窗工作站和低档天窗工作站中的待装配汽车数量分别等于其对应的工作站的容量，并且自动挡工作站、手动挡工作站、高档天窗工作站和低档天窗工作站中的工作人员刚好正在做相应的装配工作而没有劳动力剩余或者富余的情况。
[0102]通过本发明实施例，可以快速得到一个待装配汽车的序列数据，即可以快速得到一个可执行的、满足复杂的产能约束条件的生产排程计划。
[0103]图4是根据本发明第二实施例的用于车间生产的数据处理方法的流程图。
[0104]如图4所示，该用于车间生产的数据处理方法包括如下的步骤S402至步骤S414，该实施例可以作为图3所示实施例的优选实施方式。
[0105]步骤S402和步骤S404，分别同图3所示实施例的步骤S302和步骤S304，在此不
再赘述。
[0106]步骤S406，首先确定待装配汽车序列中第K个位置的车辆信息。
[0107]其中，K为大于等于I且小于等于待装配汽车总量N的任意整数。待装配汽车总量N等于待装配汽车序列的长度，并且待装配汽车序列的长度等于待装配汽车序列中待确定的位置的个数。
[0108]具体地， 可以通过以下方式确定待装配汽车序列中第K个位置的车辆信息:
[0109]需要说明的是，确定待装配汽车序列中第K个位置的车辆信息之前，可以获取待装配汽车中的汽车种类信息，其中，装配汽车的种类数可以为M，M为小于等于N的任意整数。
[0110]步骤12，获取第K个位置分别为多种汽车的序列数据。
[0111]第K个位置分别为多种汽车的序列可以包括第K个位置分别第I种汽车、第2种汽车、第3种汽车、……第M种汽车的M个序列，而获取第K个位置分别为多种汽车的序列数据可以包括获取第K个位置分别第I种汽车、第2种汽车、第3种汽车、……第M种汽车的M个序列的序列数据。
[0112]需要说明的是，除了第K个位置，序列的其他位置的汽车信息可以通过贪婪搜索规则确定。
[0113]步骤14，确定多个序列数据中满足预定条件的序列数据。
[0114]需要说明的是，预定条件是指违反产能的预设次数V的最小值。违反产能的预设次数用于衡量满足产能约束条件花费的代价。例如，装配汽车车间的高档天窗工作站的sk为10，rk预设值为6，实际上rk为8，则高档天窗工作站违反产能的次数为2。当违反产能的预设次数为O时，表明序列数据完全满足所有工作站的产能约束条件，当违反产能的预设次数大于O时，表明企业需要花费代价以满足产能约束条件。因此违反产能的预设次数越小，企业需要花费代价就越小，表明该生产排程越合理。
[0115]具体地，可以通过下列方式确定多个序列数据中满足预定条件的序列数据:首先，可以分别计算第I至第M个序列违反产能的次数，得到M个违反产能的次数信息。然后，可以比较M个违反产能的次数的大小，得到违反产能的次数的最小值。最后，可以将违反产能的次数的最小值的序列信息确定为满足预定条件的序列数据。
[0116]步骤16，将多个序列数据中满足预定条件的序列数据确定为待装配汽车序列数据的第I个位置上的车辆信息，确定的第I个位置上的车辆信息为第一车辆信息。
[0117]步骤S408，然后确定待装配汽车序列中第L个位置的车辆信息。[0118]L为大于等于I且小于等于待装配汽车总量N并且L为不等于K的任意整数。具体地，可以通过以下方式确定待装配汽车序列中第L个位置的车辆信息:
[0119]步骤22，保持待装配汽车序列中第K个位置的车辆信息为上述阶段确定的第一车辆信息；依据汽车的种类数信息将待装配汽车分为M个子空间，其中，第I个子空间为第I种汽车的集合，第2个子空间为第2种汽车的集合，……，第M个子空间为第M种汽车的集合；将与上述子空间对应的类型的汽车信息分别设置在待装配汽车序列的第L个位置，并且除第K个位置和第L个位置之外的其他位置上的车辆信息可以通过贪婪搜索规则确定；得到多个第一序列信息。优选地，将本段前述部分的所有集合的补集作为第(M+1)个子空间，并且将第(M+1)个子空间内的车辆信息设置在第L个位置上，得到多个第二序列信息。
[0120]需要说明的是，通过在(M+1)个子空间形成的整个搜索域中搜索待装配汽车序列的第L个位置的车辆信息可以避免陷入局部最优，进而可以保证全局最优的效果。另外，可以依据概率规则对上述(M+1)个子空间进行采样，将采样信分别设置在待装配汽车序列中的第L个位置上。概率规则可以依据实际经验进行设置，并且概率规则和采样数量可以通过计算反馈不断调整。
[0121]步骤24，计算多个第一序列和多个第二序列的违反产能的次数，并得到违反产能次数最小的序列信息。
[0122]步骤26，将得到违反产能次数最小的序列中第K个位置的车辆信息作为待装配汽车序列中第L个位置的车辆信息。
[0123]优选地，在得到违反产能次数最小的序列信息之后，可以判断该序列信息对应的序列是否为多个第一序列信息对应的序列。如果判断出该序列信息对应的序列为多个第一序列信息对应的序列，则执行步骤26。如果判断出该序列信息对应的序列为多个第二序列信息对应的序列，则重新确定待装配汽车序列的第K个位置上的车辆信息，获取重新确定待装配汽车序列中在确定第L个位置的车辆信息之前确定的其他位置上的车辆信息。
[0124]具体地，在本发明实施例中`，待装配汽车的序列数据可以包括多种汽车的序列数据，下面以K=I且L=2，对本实施例进行阐述:
[0125]步骤31，获取第I个位置分别为多种汽车的序列数据。
[0126]步骤32，确定多个序列数据中满足预定条件的序列数据。
[0127]步骤33，将多个序列数据中满足预定条件的序列数据确定为待装配汽车序列数据的第I个位置上的车辆信息，确定的第I个位置上的车辆信息为第一车辆信息。
[0128]步骤34，获取第2个位置分别为多种汽车的多个第一序列数据，其中，多个第一序列数据构成搜索域的全集。
[0129]步骤35，获取第I个位置为第一车辆信息并且第2个位置分别为多种汽车的多个第二序列数据，其中，多个第二序列数据构成搜索域的子集。
[0130]步骤36，确定搜索域的子集中满足预定条件的序列。
[0131]步骤37，确定搜索域的子集的补集中满足预定条件的序列。
[0132]步骤38，根据搜索域的子集和搜索域的子集的补集中满足预定条件的序列得到搜索域的全集中满足预定条件的序列。
[0133]步骤39，将搜索域的全集中满足预定条件的序列的第2个位置上的待装配汽车信息确定为待装配汽车序列中第2个位置上的车辆信息。[0134]优选地，在根据搜索域的子集和搜索域的子集的补集中满足预定条件的序列得到搜索域的全集中满足预定条件的序列之后，可以判断得到的搜索域的全集中满足预定条件的序列是否为搜索域的子集中的序列。如果判断出得到的搜索域的全集中满足预定条件的序列为搜索域的子集中的序列，则执行步骤39。否则如果判断出得到的搜索域的全集中满足预定条件的序列为确定搜索域的子集的补集中的序列，则重新确定第I个位置上的车辆信息。
[0135]步骤S410，根据确定待装配汽车序列中第L个位置的车辆信息的方法确定待装配汽车序列数据中其他位置的车辆。其中，其他位置不包括第K个位置和第L个位置。
[0136]步骤S412，通过确定的待装配汽车序列中所有位置的车辆信息得到待装配汽车的序列数据。
[0137]步骤S414，同图3所示实施例的步骤S308，在此不再赘述。
[0138]具体地，在本发明的上述实施例中，可以通过以下方式确定车间内工作站的产能约束条件:
[0139]步骤42，获取工作站所能容纳待装配汽车的最大值。
[0140]可以获取第k个工作站所能容纳待装配汽车的最大值Skmax，其中，k=l，2，……n，η为车间内工作站的个数。 [0141]步骤44，获取工作站每次所能装配待装配汽车的最大值。
[0142]可以获取第k个工作站每次所能装配待装配汽车的最大值rtaax，其中，k=l，2，……η, η为车间内工作站的个数。
[0143]步骤46，基于工作站所能容纳待装配汽车的最大值和工作站每次所能装配待装配汽车的最大值确定工作站的产能约束条件。第k个工作站的产能约束条件可以表示为rkmax/
O
°kmax 0
[0144]从以上的描述中，可以看出，本发明实现了如下技术效果:在确定待装配汽车序列的第L个位置上的汽车信息时，通过对(M+1)个空间对应的搜索域进行搜索，避免了陷入局部最佳的缺点，达到了保证全局最优的效果。另外，本发明可以同时满足所有复杂的产能约束条件，或者花费较小的代价满足所有复杂的产能约束条件。
[0145]需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
[0146]显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
[0147]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种用于车间生产的数据处理方法，其特征在于，包括: 获取车间内多个工作站的次序信息； 分别获取所述多个工作站的产能约束条件； 获取满足所述多个工作站中一个或多个工作站的产能约束条件的待装配产品的序列数据；以及 按照多个工作站的次序信息对应的次序输出所述序列数据。
2.根据权利要求1所述的用于车间生产的数据处理方法，其特征在于，所述待装配产品包括待装配汽车，其中， 获取满足所述多个工作站中一个或多个工作站的产能约束条件的待装配产品的序列数据包括:获取满足所述多个工作站中一个或多个工作站的产能约束条件的所述待装配汽车的序列数据。
3.根据权利要求2所述的用于车间生产的数据处理方法，其特征在于，获取满足所述多个工作站中一个或多个工作站的产能约束条件的所述待装配汽车的序列数据包括: 首先确定所述待装配汽车序列中第K个位置的车辆信息，其中，K为大于等于I且小于等于待装配汽车总量N的任意整数； 然后确定所述待装配汽车序列中第L个位置的车辆信息，其中，L为大于等于I且小于等于待装配汽车总量N并且L不等于K的任意整数； 根据确定所述待装配汽车序列中第L个位置的车辆信息的方法确定所述待装配汽车序列数据中其他位置的车辆，其中，所述其他位置不包括第K个位置和第L个位置；以及 通过确定的所述待装配汽车序列中所有位置的车辆信息得到所述待装配汽车的序列数据。
4.根据权利要求3所述的用于车间生产的数据处理方法，其特征在于，所述待装配汽车的序列数据包括多种汽车的序列数据，K=I, L=2，其中， 首先确定所述待装配汽车序列中第K个位置的车辆信息包括:获取第I个位置分别为多种汽车的序列数据；确定多个序列数据中满足预定条件的序列数据；以及，将所述多个序列数据中满足所述预定条件的序列数据确定为所述待装配汽车序列数据的第I个位置上的车辆信息，确定的所述第I个位置上的车辆信息为第一车辆信息， 然后确定所述待装配汽车序列中第L个位置的车辆信息包括:获取第2个位置分别为所述多种汽车的多个第一序列数据，其中，所述多个第一序列数据构成搜索域的全集；获取第I个位置为所述第一车辆信息并且第2个位置分别为所述多种汽车的多个第二序列数据，其中，所述多个第二序列数据构成所述搜索域的子集；确定所述搜索域的子集中满足所述预定条件的序列；确定所述搜索域的子集的补集中满足所述预定条件的序列；根据所述搜索域的子集和所述搜索域的子集的补集中满足所述预定条件的序列得到所述搜索域的全集中满足所述预定条件的序列；将所述搜索域的全集中满足所述预定条件的序列的第2个位置上的待装配汽车信息确定为所述待装配汽车序列中第2个位置上的车辆信息。
5.根据权利要求1所述的用于车间生产的数据处理方法，其特征在于，确定所述车间内工作站的产能约束条件包括: 获取所述工作站所能容纳待装配汽车的最大值； 获取所述工作站每次所能装配待装配汽车的最大值；以及基于所述工作站所能容纳待装配汽车的最大值和所述工作站每次所能装配待装配汽车的最大值确定所述工作站的产能约束条件。
6.一种用于车间生产的数据处理装置，其特征在于，包括: 第一获取单元，用于获取车间内多个工作站的次序信息； 第二获取单元，用于分别获取所述多个工作站的产能约束条件； 第三获取单元，用于获取满足所述多个工作站中一个或多个工作站的产能约束条件的待装配产品的序列数据；以及 输出单元，用于按照多个工作站的次序信息对应的次序输出所述序列数据。
7.根据权利要求6所述的用于车间生产的数据处理装置，其特征在于，所述待装配产品包括待装配汽车，其中， 所述第三获取单元还用于获取满足所述多个工作站中一个或多个工作站的产能约束条件的所述待装配汽车的序列数据。
8.根据权利要求7所述的用于车间生产的数据处理装置，其特征在于，所述第三获取单元包括: 第一确定模块，用于首先确定所述待装配汽车序列中第K个位置的车辆信息，其中，K为大于等于I且小于等于待装配汽车总量N的任意整数； 第二确定模块，用于然后确定所述待装配汽车序列中第L个位置的车辆信息，其中，L为大于等于I且小于等于待装配汽车总量N并且L不等于K的任意整数； 第三确定模块，用于根据确定所述待装配汽车序列中第L个位置的车辆信息的装置确定所述待装配汽车序列数据中其他位置的车辆，其中，所述其他位置不包括第K个位置和第L个位置；以及 第一获取模块，用于通过确定的所述待装配汽车序列中所有位置的车辆信息得到所述待装配汽车的序列数据。
9.根据权利要求8所述的用于车间生产的数据处理装置，其特征在于，所述待装配汽车的序列数据包括多种汽车的序列数据，K=I, L=2，其中， 所述第一确定模块包括:第一获取子模块，用于获取第I个位置分别为多种汽车的序列数据；第一确定子模块，用于确定多个序列数据中满足预定条件的序列数据；以及，第二确定子模块，用于将所述多个序列数据中满足所述预定条件的序列数据确定为所述待装配汽车序列数据的第I个位置上的车辆信息，确定的所述第I个位置上的车辆信息为第一车辆信息， 所述第二确定模块包括:第二获取子模块，用于获取第2个位置分别为所述多种汽车的多个第一序列数据，其中，所述多个第一序列数据构成搜索域的全集；第三确定子模块，用于确定第I个位置为所述第一车辆信息并且第2个位置分别为所述多种汽车的多个第二序列数据，其中，所述多个第二序列数据构成所述搜索域的子集；第四确定子模块，用于确定所述搜索域的子集中满足所述预定条件的序列；第五确定子模块，用于确定所述搜索域的子集的补集中满足所述预定条件的序列；第六确定子模块，用于根据所述搜索域的子集和所述搜索域的子集的补集中满足所述预定条件的序列得到所述搜索域的全集中满足所述预定条件的序列；第七确定子模块，用于将所述搜索域的全集中满足所述预定条件的序列的第2个位置上的待装配汽车信息确定为所述待装配汽车序列中第2个位置上的车辆信肩、O
10.根据权利要求6所述的用于车间生产的数据处理装置，其特征在于，所述第二获取单元包括: 第二获取模块，用于获取所述工作站所能容纳待装配汽车的最大值； 第三获取模块，用于获取所述工作站每次所能装配待装配汽车的最大值；以及第四确定模块，用于基于所述工作站所能容纳待装配汽车的最大值和所述工作站每次所能装配待装配汽车的最大值确`定所述工作站的产能约束条件。
【文档编号】G06Q50/04GK103745270SQ201310746899
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2013年12月30日 优先权日:2013年12月30日
【发明者】栗斌 申请人:北京大学