一种实时计算工序平均节拍的方法与流程

本发明涉及流水线控制技术领域，尤其涉及一种实时计算工序平均节拍的方法。

背景技术：

随着工业4.0在国内的推进，在离散制造业中，越来越多的使用自动化流水线进行连线生产。将不同的工序通过输送线进行连接，在生产执行过程中，需要考虑生产线运转的平衡，上下游设备间的加工节拍需要严格匹配，上游节拍快会导致下游无法消耗上游的产能，导致产品积压，上游节拍小了，将导致下游设备利用率下降。因此，在连线生产的场景下需要能够实时监测工序的平均节拍，通过上下游工序的实时节拍分析可以避免生产线波动造成的生产线异常。

技术实现要素：

本发明为克服上述的不足之处，目的在于提供一种实时计算工序平均节拍的方法，本发明在连线生产的场景下能够实时监测工序的平均节拍，可以避免生产线波动造成的生产线异常。

本发明是通过以下技术方案达到上述目的：一种实时计算工序平均节拍的方法，包括：

(1)排程模块将产品的加工任务下派至加工设备，并产生作业计划；调度模块根据作业计划启动加工作业工序；对于每台设备构造一个缓存数为m的fifo对列，fifo对列为先入先出队列；

(2)采集模块周期性地从设备的plc上读取设备的产品加工数；

(3)每次设备的plc采集到一个产品的产出，将产出时间压入到设备对应的fifo对列中，并记录产出时间；

(4)设当前队列头记录产出产品的时间为ti，设当前队列尾记录产出产品的时间为tj；

(5)当前工序单台设备的平均节拍计算公式如下：

(6)设当前工序有n台设备，当前工序的平均节拍计算公式如下：

其中，tmax表示当前工序每台设备对应的fifo队列中时间最大的记录，tmin表示当前工序每台设备对应的fifo队列中时间最小的记录；n×m表示当前观察窗口内工序产出的总数。

作为优选，所述的采集模块通过采集协议周期性地从设备的plc上读取设备的产品加工数，采集周期时长设置为小于设备的节拍时长，优选设置为小于1秒。

作为优选，所述的观察窗口可通过设置节拍计算单元内存模型中队列的长度进行调整。

作为优选，所述的节拍计算单元若监测到新产品型号流入，可自动触发计算新产品型号对应的平均节拍计算。

本发明的有益效果在于：(1)利用plc实时采集设备的产出，可以准确，快速获取设备的产出信息；(2)对每道工序生产同型号产品的设备进行了整体平均计算，可以用于生产线上下游工序生产平衡的实时计算，避免了生产线波动造成的生产线异常。

附图说明

图1是本发明实施例的系统模型流程示意图；

图2是本发明的方法流程示意图；

图3是本发明方法对应的节拍计算单元的数据模型示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此：

实施例：如图1所示，本发明实施所用的系统由4个功能模块组成，包括排程模块、调度模块、采集模块、节拍计算单元；排程模块用于将产品的加工任务分解到加工设备。产生加工设备的作业计划。调度模块根据排程的作业计划，触发加工作业的启动。采集模块通过采集协议从设备的plc上读取设备的产品加工数。节拍计算单元用于完成某产品在本工序的平均节拍的实时计算。系统数据的交互关系如图1所示。

一种实时计算工序平均节拍的方法如图2所示，步骤如下：

(1)排程模块将产品的加工任务下派至加工设备，并产生作业计划；调度模块根据作业计划启动加工作业工序；对于每台设备构造一个缓存数为m的fifo对列，fifo对列为先入先出队列；

在本实施例中，调度模块启动加工设备对应的作业后，节拍计算单元将记录下每个产品对应的加工设备，如图3所示，a产品对应的加工设备为设备#1,设备#2，设备#5。

(2)采集模块周期性地从设备的plc上读取设备的产品加工数；采集周期时长设置为小于设备的节拍时长，优选设置为小于1秒。

(3)每次设备的plc采集到一个产品的产出，将产出时间压入到设备对应的fifo对列中，并记录产出时间。

(4)设当前队列头记录产出产品的时间为ti，设当前队列尾记录产出产品的时间为tj。

(5)当前工序单台设备的平均节拍计算公式如下：

(6)设当前工序有n台设备，当前工序的平均节拍计算公式如下：

其中，tmax表示当前工序每台设备对应的fifo队列中时间最大的记录，tmin表示当前工序每台设备对应的fifo队列中时间最小的记录；n×m表示当前观察窗口内工序产出的总数。可通过设置节拍计算单元内存模型中队列的长度来调整系统观察窗口。队列越小，对平均节拍的变化越敏感。

节拍计算单元一旦有一种产品型号流入，触发一次计算流程，实时计算出当前产品的平均节拍。

以上的所述乃是本发明的具体实施例及所运用的技术原理，若依本发明的构想所作的改变，其所产生的功能作用仍未超出说明书及附图所涵盖的精神时，仍应属本发明的保护范围。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种实时计算工序平均节拍的方法，本方法利用PLC实时采集设备的产出，可以准确，快速获取设备的产出信息；并对每道工序生产同型号产品的设备进行了整体平均计算，可以用于生产线上下游工序生产平衡的实时计算，避免了生产线波动造成的生产线异常。

技术研发人员：马宾
受保护的技术使用者：浙江力太科技有限公司
技术研发日：2017.05.18
技术公布日：2017.09.22