基于有限人力资源的双线计划调度方法和系统与流程

本发明主要涉及一种具有有限人力资源，并且人员具有多工序操作技能的双线计划调度方法和系统。

背景技术：

处于发展期的企业或订单不饱和的企业，出于成本考虑，往往配置有限数量具有多工序操作技能的作业人员，进行多品种任务与多生产线作业加工，以减少企业支出成本。当前计划调度系统主要针对人力资源固定的生产线，对具有多工序操作技能的有限人力资源的联合计划调度研究较少。而生产计划是企业管理中重要一环，良好生产计划可有效指导企业生产、增加资源利用率、降低生成成本。

技术实现要素：

针对上述技术不足，本发明提供了一种基于有限人力资源的双线计划调度方法，为具有上述特性企业的提供一种生产计划调度方法和系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：基于有限人力资源的双线计划调度方法，针对有限人员，人员具有多工序操作技能的流水线与柔性线的双线计划调度，包括以下步骤：

流水线生产跟踪系统，实时采集流水线现场计划执行与人员作业状况，加载流水线实时任务状态，并显示流水线下达的实时计划任务信息；

柔性线生产跟踪系统，实时采集柔性线现场计划执行与人员作业状况，加载柔性线实时任务状态，并显示柔性线下达的实时计划任务信息；

双线联动调度系统获取柔性线与流水线实时任务状态，基于流水线与柔性线作业任务，分别制定流水线生产计划与柔性线生产计划，通过流水线与柔性线的任务显示器实时显示新下达的生产计划；在实际生产过程中，若流水线工人存在剩余工时，通过任务联动触发器触发任务联动实时调度器，基于流水线实时任务状态与资源配置状况计算流水线工人剩余工时，对柔性线新下达或已下达未分配的任务，利用流水线剩余工人工时进行柔性线计划重调度，形成任务工单下达柔性生产现场，指导流水线工人在柔性线作业。

所述双线联动调度系统执行以下步骤：

计划接受器，分别接收由erp系统下达或者人工录入的流水线与柔性线作业任务发送至计划管理器；

计划管理器，获取由计划接受器接受的流水线作业任务，可加载流水线现场实时任务状态，基于流水线节拍、工艺路径、作息时间进行计划调度完成流水线作业计划，形成各工序生产计划下达至流水线的任务显示器；

获取由计划接受器接受的柔性线作业任务，可加载柔性线现场实时任务状态，基于柔性线产品工艺工时，作息时间与人员派工信息的基础资源数据设定，形成各工序生产计划下达至柔性线的任务显示器；

任务联动实时调度器，接收到任务联动触发器的触发信号，首先调用计划管理器获取流水线各工序生产计划，进而可获取流水线工人最后一个任务的完工时间，结合作息时间即可获取流水线工人当日剩余可利用工时；

然后调用计划管理器获取柔性线新下达或已下达未分配的任务，利用流水线剩余工人工时进行柔性线计划重调度形成流水线工人辅助柔性线加工的任务工单。

所述基于流水线节拍、工艺路径、作息时间进行计划调度完成流水线作业计划包括以下步骤：

首先，设定流水线需要调度作业任务的计划开始加工时间st，获取流水线已下达待加工任务，包括生产线编码、计划号、产品、数量、计划开工时间、计划完工时间、优先级；

其次，依据需求加载流水线现场首道工序实时任务状态，包括生产线编码、计划号、工序、产品、剩余工时，并依据作息时间、流水线节拍计算实时加工首道工序的计划的完工时间se＝设定流水线开始加工时间st+剩余工时+跨越休息时间段；

依据接受的作业任务及其优先级与生产节拍可依次得到已下达待加工多个任务的首道工序的开工时间与完工时间，其中，开工时间mt＝前一产品的完工时间；完工时间me＝开工时间+节拍+跨越休息时间段；

根据各任务首道工序的开工时间与完工时间、生产节拍以及休息时间得到所有任务的后续工序的计划开工时间与计划完工时间生成流水线作业计划；其中，同一产品后一工序开工时间mt＝同一产品前一工序的完工时间；同一产品后一工序完工时间me＝同一产品后一工序开工时间mt+节拍+跨越休息时间段。

所述任务联动实时调度器执行以下步骤：

接收到任务联动触发器的触发信号，首先调用计划管理器进行流水线作业计划调度生成流水线各工序生产计划，获取流水线工人最后一个任务的完工时间，结合作息时间即可获取流水线工人当日剩余可利用工时包括人员、最早可加工时间、截至时间，其中最早可加工时间为工人的最后一个任务完工时间，截至时间为工人当日的作息结束时间；

然后加载计划管理器实时的柔性线作业任务，获取柔性线已下达未分配或者新下达的任务选定流水线工人参与柔性线的加工任务，基于选定任务的工艺工时与人员作息时间，得到流水线工人辅助柔性线加工的生产计划，包括计划号、产品、工序、人员、计划开始时间、计划结束时间，并通过柔性线计划调度器下达至柔性线生产跟踪系统的任务显示器，用于指导工人生产。

所述流水线生产计划或柔性线生产计划包括：生产线编码、计划号、计划开工日期、计划完工日期、产品、工序、人员、优先级。

流水线生产跟踪系统执行以下步骤：

数据采集器，采集流水线现场计划执行与人员作业状况，发送至实时加载器并保存；

实时加载器，实时加载流水线现场计划执行与人员作业状况获取实时任务状态，将流水线实时任务状态发送至计划管理器并保存；

任务显示器，显示流水线的实时计划任务信息。

柔性线生产跟踪系统执行以下步骤：

数据采集器，采集柔性线现场计划执行与人员作业状况，发送至实时加载器并保存；

实时加载器，实时加载柔性线现场计划执行与人员作业状况获取实时任务状态，并将柔性线实时任务状态发送至计划管理器并保存；

任务显示器，显示柔性线的实时计划任务信息。

基于有限人力资源的双线计划调度系统，针对有限人员，人员具有多工序操作技能的流水线与柔性线的双线计划调度，包括：

流水线生产跟踪系统，用于实时采集流水线现场计划执行与人员作业状况，加载流水线实时任务状态，并显示流水线下达的实时计划任务信息；

柔性线生产跟踪系统，用于实时采集柔性线现场计划执行与人员作业状况，加载柔性线实时任务状态，并显示柔性线下达的实时计划任务信息；

双线联动调度系统获取柔性线与流水线实时任务状态，用于基于流水线与柔性线作业任务，分别制定流水线生产计划与柔性线生产计划，通过流水线与柔性线的任务显示器实时显示新下达的生产计划；在实际生产过程中，若流水线工人存在剩余工时，通过任务联动触发器触发任务联动实时调度器，基于流水线实时任务状态与资源配置状况计算流水线工人剩余工时，对柔性线新下达或已下达未分配的任务，利用流水线剩余工人工时进行柔性线计划重调度，形成任务工单下达柔性生产现场，指导流水线工人在柔性线作业。

所述双线联动调度系统包括：

计划接受器，用于分别接收由erp系统下达或者人工录入的流水线与柔性线作业任务发送至计划管理器；

计划管理器，用于获取由计划接受器接受的流水线作业任务，可加载流水线现场实时任务状态，基于流水线节拍、工艺路径、作息时间进行计划调度完成流水线作业计划，形成各工序生产计划下达至流水线的任务显示器；

用于获取由计划接受器接受的柔性线作业任务，可加载柔性线现场实时任务状态，基于柔性线产品工艺工时，作息时间与人员派工信息的基础资源数据设定，形成各工序生产计划下达至柔性线的任务显示器；

任务联动实时调度器，用于接收到任务联动触发器的触发信号，首先调用计划管理器获取流水线各工序生产计划，进而可获取流水线工人最后一个任务的完工时间，结合作息时间即可获取流水线工人当日剩余可利用工时；

然后调用计划管理器获取柔性线新下达或已下达未分配的任务，利用流水线剩余工人工时进行柔性线计划重调度形成流水线工人辅助柔性线加工的任务工单。

于流水线生产跟踪系统包括：

数据采集器，用于采集流水线现场计划执行与人员作业状况，发送至实时加载器并保存；

实时加载器，用于实时加载流水线现场计划执行与人员作业状况获取实时任务状态，将流水线实时任务状态发送至计划管理器并保存；

任务显示器，用于显示流水线的实时计划任务信息。

所述柔性线生产跟踪系统包括：

数据采集器，用于采集柔性线现场计划执行与人员作业状况，发送至实时加载器并保存；

实时加载器，用于实时加载柔性线现场计划执行与人员作业状况获取实时任务状态，并将柔性线实时任务状态发送至计划管理器并保存；

任务显示器，用于显示柔性线的实时计划任务信息。

本发明具有以下有益效果及优点：

1.本发明为配置有限数量具有多工序操作技能作业人员的双线调度提供一种方法，本发明中流水线与柔性线双线可公用作业人员；

2.本发明在保证生产任务前提下，双线调度作业人员，提高人员利用率，降低企业生产成本；

3.本发明可支持实时双线联动计划调度，在任意时间点获取流水线已经下达的计划状态，可选的加载流水线现场数据，对流水线工人剩余工时充分利用，在柔性线进行重新调度分配。

附图说明

图1为本发明的系统结构图；

图2为本发明的双线联动调度系统流程图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明。

如图1所示，本发明涉及基于有限人力资源的双线计划调度方法，针对具有有限人力资源，人员具有多工序操作技能的流水线与柔性线的双线计划调度。包括以下系统：

流水线生产跟踪系统基于数据采集器与实时加载器实时采集并加载流水线现场计划任务执行状态，通过任务显示器显示任务工单指导流水线工人生产；

柔性线生产跟踪系统基于数据采集器与实时加载器实时采集并加载柔性线现场计划任务执行状态，通过任务显示器显示任务工单指导柔性线工人生产；

双线联动调度系统的计划管理器可获取柔性线与流水线现场计划任务状态，并基于计划接受器接受的人工输入或erp(enterpriseresourceplanning企业资源计划系统)下达的流水线与柔性线任务，分别制定流水线与柔性线生产计划，流水线任务调度器与柔性线任务调度器各自下达生产计划，流水线与柔性线现场工人可通过任务显示器查看实时工作任务。在实际生产过程中若流水线工人存在剩余工时，可人工触发任务联动实时调度器，基于流水线实时任务执行状况与资源配置状况计算流水线工人剩余工时，对柔性线新下达或已下达未分配的任务进行重新分配调度，基于有限人力资源分配以及其他计划调度资源设定，进行柔性线计划重调度，形成工单通过柔性线任务调度去下达柔性生产现场，指导参与柔性线加工的流水线工人作业。

本发明主要面向人力资源有限，并且人员具有多工序操作技能的装配企业，可充分利用人力资源，降低成本，实时加载现场生产状态，及时修正双线联动的计划任务，辅助柔性线生产加工，完成双线生产。

如图2所示，基于有限人力资源的双线计划调度方法，针对具有有限人力资源，人员具有多工序操作技能的流水线与柔性线的双线计划调度，包括以下步骤：

流水线生产跟踪系统通过流水线数据采集器与实时加载器实时采集加载流水线现场计划执行与人员作业状况，并且工人通过任务显示器可查看流水线下达的实时计划任务信息。

柔性线计划调度系统通过柔性线数据采集器与实时加载器实时采集加载柔性线现场计划执行与人员作业状况，并且工人通过任务显示器查看柔性线实时计划信息。

双线联动调度系统的计划管理器可获取柔性线与流水线现场计划任务状态，并基于计划接受器接受的人工输入或erp下达的流水线与柔性线任务，分别制定流水线与柔性线生产计划。流水线任务调度器与柔性线任务调度器各自下达生产计划，流水线与柔性线现场工人可通过任务显示器查看实时工作任务。在实际生产过程中若流水线工人存在剩余工时，管理人员通过任务联动触发器触发任务联动实时调度器，基于流水线实时任务执行状况与资源配置状况计算流水线工人剩余工时，对柔性线新下达或已下达未分配的任务进行重新分配调度，基于有限人力资源分配以及其他计划调度资源设定，利用流水线剩余工人工时进行柔性线计划重调度，形成工单通过柔性线任务调度器下达柔性生产现场，指导流水线工人在柔性线作业。

双线联动调度系统包括如下步骤：

1)双线联动调度系统的计划接受器分别接受流水线与柔性线作业计划。流水线与柔性线作业计划包括生产线编码、计划号、计划开工日期、计划完工日期、产品名称，产品编码，数量，优先级等。

2)双线联动调度系统的计划管理器可分别获取流水线与柔性线实时任务状态，包括任务计划号、产品、工序、工位、人员、剩余工时等信息。

3)双线联动调度系统的计划管理器针对流水线，基于流水线接受或录入的任务，可选择性的获取现场实时任务状态，基于流水线节拍、工艺路径、作息时间进行计划调度完成流水线作业计划，形成任务工单通过流水线任务调度器下达流水线现场。任务工单包括计划号、产品、工序、工位、计划开工时间、计划完工时间、人员等。

4)双线联动调度系统的计划管理器针柔性线，基于柔性线接受或录入的任务，可选择性的加载柔性线现场实时任务状态，基于柔性线产品工艺工时，每日作息与人员派工信息等基础资源数据设定，形成任务工单通过柔性线任务调度器下达柔性线线现场。任务工单包括产品、工序、工位、计划开工时间、计划完工时间、作业人员。

双线联动调度系统的任务联动实时调度器接受到任务联动触发器的触发信号，首先触发计划管理器进行流水线实时信息与待加工任务加载调度计算，获取流水线工人最后一个任务的完工时间，结合作息时间即可获取流水线工人当日剩余可利用工时包括人员、最早可加工时间、截至时间，其中最早可加工时间为工人的最后一个任务完工时间，截至时间为工人当日的作息结束时间。然后的任务联动实时调度器触发计划管理器进行柔性线任务实时加载调度，获取柔性线已下达未分配或者新下达的任务，选定流水线工人参与柔性线的加工任务，基于选定任务的工艺工时与人员作息时间等基础资源，获取流水线工人辅助柔性线加工的任务工单，包括计划号、产品、工序、人员、计划开始时间、计划结束时间等，并通过柔性线计划调度器下达生产现场，指导工人生产。

本发明涉及一种具有有限人力资源，并且人员具有多工序操作技能的流水线与柔性线的双线计划调度方法，其系统结构如图1所示，包括流水线生产跟踪系统、柔性线生产跟踪系统、双线联动调度系统。

双线联动调度系统完成流水线作业人员剩余工时在柔性线重新分配调度，在保障流水作业任务完成前提下，调度流水线装配工人剩余作业时间，协助柔性作业人员完成柔性作业任务。本发明可充分利用有限人力资源。双线联动调度系统主要包括流水线生产跟踪系统、柔性线生产跟踪系统、双线联动调度系统的计划接受、双线联动调度系统的计划管理、双线联动调度系统的计划任务联动调度。

1)流水线生产追踪系统的数据采集器通过条码扫描方式结合人工输入实时采集流水线现场实时计划任务执行操作存入服务器数据库，包括计划号、产品、状态、工序、工位、人员、操作时间等信息，实时加载器基于采集的数据，加载获得现场任务实时状态信息，供生产追溯与计划调度使用，包括计划号、产品、工序、工位、人员、剩余加工时间、计划状态，正常加工任务的剩余加工时间＝max(节拍-(已经开工时间-跨越休息时间段),0),对于异常状态任务计划由管理人员设定可完成的剩余工时。其中已经开工时间＝设定开始时间-开工时间。流水线生产追踪系统通过任务显示器显示指导工人生产的任务工单，包括计划号、产品、工序、工位、人员、开工时间、完工时间等。

2)柔性线生产过程追踪系统的数据采集器通过条码扫描方式结合人工输入实时采集获得柔性线现场实时计划任务执行操作存入服务器数据库，包括计划号、产品、状态、工序、工位、人员、操作时间等信息，实时加载器基于采集的数据，加载获得现场任务实时状态信息，包括计划号、产品、工序、工位、人员、剩余加工时间、计划状态，供生产追溯与计划调度使用。正常加工任务的剩余加工时间＝max(标准工时-(已经开工时间-跨越休息时间),0),对于异常状态任务计划由管理人员设定可完成的剩余工时。其中已经开工时间＝设定开始时间-开工时间。柔性线生产追踪系统通过任务显示器显示指导工人生产的任务工单，包括计划号、产品、工序、工位、人员、开工时间、完工时间等。

3)双线联动调度系统的计划接受器通过数据库中间表或消息队列实时接受流水线与柔性线的erp下达或人工录入作业计划。包括生产线编码、计划开工日期、计划完工日期、产品、数量、客户、优先级等。

4)双线联动调度系统的计划管理器，针对流水线的任务调度首先需要设定流水线需要调度任务的计划开始加工时间st，获取流水线已下达待加工任务，包括生产线编码、计划号、产品、数量、计划开工时间、计划完工时间、优先级；其次可依据需求选择性的加载获取流水线现场首道工序实时任务状态，包括生产线编码、计划号、工序、产品、剩余工时，并依据作息时间、流水线节拍计算实时加工首道工序的计划完工时间se＝设定流水线开始加工时间st+剩余工时+跨越休息时间段，依据优先级与节拍依次计算已下达待加工任务的首道工序的开工时间与完工时间，其中mt开工时间＝前一产品的完工时间；me完工时间＝开工时间+节拍+跨越休息时间段。后续工序计划开工时间与完工时间可依据作息时间、流水线节拍、工艺路径与首道工序类似计算方式进行计划调度生成流水线作业计划，形成任务工单并通过流水线任务调度器下达，包括计划号、产品、工序、计划开工时间、计划完工时间、人员。后续工序计算方式如下：同一产品后一工序开工时间mt＝同一产品前一工序的完工时间；同一产品后一工序完工时间me＝同一产品后一工序开工时间mt+节拍+跨越休息时间段。

5)双线联动调度系统的计划管理器，针对柔性线基于柔性线现场接受或录入的柔性线作业计划、工艺路径、工艺工时、作息时间、人员安排等基础信息生成柔性线任务工单并通过柔性线任务调度器下达，包括计划号、产品、工序、工位、计划开工时间、计划完工时间、人员。

6)双线联动调度系统的流水线任务调度器与柔性线任务调度器分别负责流水线与柔性线任务的下达与暂停恢复等管理功能。

双线联动调度系统的任务联动实时调度器接受任务联动触发器的触发信号后，首先触发计划管理器进行流水线实时信息与待加工任务加载调度计算，采用第4步流程获取流水线各工序的最后一个产品的计划完工时间，包括计划号、产品、工序、工位、计划完工时间、人员。进而获得工人剩余可利用工时，每一个工序工人的最后一个产品的完工时间为工人最早可参与加工的时间，包括人员编码、最早可再加工时间。而后调度计划管理器进行柔性线任务实时加载调度，获取流水线工人在空闲作业时间辅助参与柔性线的相关任务。其中柔性线任务实时加载调度过程如下：获取柔性线的现场已下达待分配的任务包括：生产线编码、计划号、产品、数量、开工时间、优先级，若任务不足可新下达柔性线加工任务包括，生产线编码、计划号、产品、数量、开工时间、优先级等，然后选取流水线人员需参与加工任务包括生产线编码、计划号、产品、开工时间、数量、优先级。任务联动实时调度器基于待加工柔性线任务、工人最早可参与柔性线待加工任务的时间，产品工艺信息包括产品、工序、顺序、工时，工人作息时间包括日期、序号、工作起始时间、工作结束时间，计算流水线工人可参与柔性线完成的任务。任务的首道工序开工时间rs＝max(工人最早可操作时间，产品最早可参与加工时间)，首道工序完工时间re＝开工时间rs+工时+跨越休息时间段，更新工人最早可操作时间为本工序的完工时间re，产品最早可参与加工时间更新为re。后续工序计算与上面相同，直到派工到工人休息时间为止。方法如下：后续工序的开工时间ns＝(工人最早可操作时间，产品最早可参与加工时间)，工序完工时间re＝开工时间rs+工时+跨越休息时间段，更新工人最早可操作时间为本工序的完工时间re，产品最早可参与加工时间更新为re。通过柔性线任务调度器下达相关任务，供流水线工人参与柔性线加工的生产指导。

流水线工人辅助柔性线加工的生产计划通过以下步骤得到：

获取流水线工人可辅助柔性线加工的当日剩余可利用工作时间信息包括人员、最早可加工时间、截至时间；获取流水线工人的当日作息时间信息包括日期、序号、起始工作时间点，结束工作时间点；依据剩余工作时间与作息时间获取流水线工人的可作业时间包括日期、序号、人员、起始作业时间点、结束作业时间点，其中起始作业时间点大于等于最早可加工时间，结束作业时间点小于等于截至时间。获取选定的流水线工人辅助柔性线加工的任务信息包括生产线编码、计划号、产品、优先级、计划开始时间、计划结束时间；获取选定任务的工艺工时信息包括产品、工序、执行顺序、工时；依据流水线工人的可作业时间与任务信息，以及任务的工艺工时信息获取流水线工人辅助柔性线加工的生产计划，包括计划号、产品、工序、人员、计划开始时间、计划结束时间。