一种基于ERP与MES数据交互技术的柔性加工调度方法与流程

本发明涉及车间调度
技术领域：
，具体的说，是一种基于erp与mes数据交互技术的柔性加工调度方法。
背景技术：
：目前，大型制造企业的生产计划集成管控功能只能追踪到部门间的交换数据，对于车间内部执行情况仍然属于空窗期。特别是在制品特殊情况多，随时都有可能发生变化，造成生产管理部门无法及时了解在制品情况，缺件、缺料、缺资源等问题需要层层上报，不能快速高效的发现问题、解决问题。同时，生产管理部发现需要调整生产安排而重新下达生产指令后，难以跟踪更改指令的执行情况，也无法及时了解更改指令是否已执行归零，从而可能造成问题天天提、指令天天发、处理不及时的情况发生。erp：enterpriseresourceplanning企业资源计划系统的缩写。mes：manufacturingexecutionsystem制造执行系统的缩写。erp系统可反映客户订单涉及产品和交期的实时需求，mes系统可反映柔性生产线中不同加工部门的在制品的实时信息和计划周期客户订单未完成品的实时信息。erp系统和mes系统各有优势，但是对于大型制造企业订单多、加工计划多变、生产进度变化等情况，单个erp系统或单个mes系统都无法满足其需求，如何能对当前计划周期柔性生产线的不同客户订单的产品总体需求进行实时的动态分配，成为研究方向之一。技术实现要素：针对现有技术中存在的问题和不足，本发明的目的在于提供一种基于erp与mes数据交互技术的柔性加工调度方法，将erp系统中数据与mes系统中数据双向互通，同时获得订单计划与在制品加工情况，并根据订单计划和在制品加工情况定期调整在制品队列对应的加工安排，对加工调度进行动态调整，以同时满足各个订单中订单产品种类、交付日期的要求。本发明通过下述技术方案实现：一种基于erp与mes数据交互技术的柔性加工调度方法，erp系统中计划的信息数据和mes系统中在制品的信息数据进行双向交互，其中所有产品以唯一的图号为产品编号；当erp系统中订单信息变更或mes系统中在制品信息变更时，根据新的订单信息和在制品信息按匹配策略重新调整加工排程，对在制品的生产调度进行动态调整，保证每个未核销的订单中的产品都能准时交付。进一步，为了更好的实现本发明，所述匹配策略包括以下步骤：步骤s100：提取erp系统中各个未核销的订单信息中的订单产品信息组；所述订单产品信息组包括一一对应的产品编号、交付日期、产品数量、订单编号，订单产品信息组以【产品编号、产品数量、交付日期、订单编号】的形式表示；一个订单对应一个订单信息，一个订单信息对应一个或多个不完全相同的订单产品信息组；步骤s200：根据步骤s100中提取的订单产品信息组从各个订单信息中拆分并按交付日期重组为日订单产品信息组；所述日订单产品信息组的重组具体是指，将产品编号、交付日期均相同的订单产品信息组中产品数量求和得到产品总数，然后形成按产品编号不同形成一个或多个日订单产品信息组，日订单产品信息组以【产品编号，产品总数，订单编号】的形式表示；步骤s300：按日订单产品信息组对应交付日期早晚设置日订单优先级的高低，即交付日期越早则日订单优先级越高，交付日期越晚则日订单优先级越低，交付日期相同则日订单优先级相同；步骤s400：按照日订单优先级由高到低的顺序和加工排程策略进行加工排程。进一步，为了更好的实现本发明，所述加工排程策略分为第一类加工排程策略、第二类加工排程策略、第三类加工排程策略，所述第一类加工排程策略、第二类加工排程策略、第三类加工排程策略均以优先核对库存信息为前提，即先根据erp系统或mes系统中库存信息计算需要新加工的产品数量再根据需要新加工的产品关联性进行加工排程；所述步骤s400中进行加工排程时存在相同交付日期仅对应一个订单产品或相同交付日期仅对应多个订单产品的情况：若相同交付日期仅对应一个订单产品，则按照第一类加工排程策略进行加工调度；若相同交付日期仅对应多个订单产品，存在以下三种情况中的一种或多种。情况一：相同交付日期对应的多个订单产品无关联、在加工工序上相互平行无交叉，即多个订单产品均独立加工完成；此时，各个订单产品按照第一类加工排程策略进行加工调度。情况二：相同交付日期对应的多个订单产品中部分或全部订单产品有关联、在加工工序上有先后，即一个订单产品必须以另一个订单产品为部件才能继续加工而存在组件与部件关系；此时，多个订单产品中存在组件与部件关系的订单产品按照第二类加工排程策略进行加工调度。情况三：相同交付日期对应的多个订单产品中部分或全部订单产品有关联、在加工工序上有交叉但无组成关系，即有相同加工工序的订单产品各自又有不同的加工工序而并非组件与部件关系；此时，多个订单产品中不存在组件与部件关系但有关联的订单产品按照第三类加工排程策略进行加工调度。多个订单产品中无关联的各个订单产品分别按第一类加工排程策略进行加工调度，多个订单产品中存在组件与部件关系的订单产品按照第二类加工排程策略进行加工调度，多个订单产品中不存在组件与部件关系但有关联的订单产品按照第三类加工排程策略进行加工调度。进一步，为了更好的实现本发明，所述第一类加工排程策略中无关联订单产品的产品优先级相等且在制品队列相互独立；第一类加工排程策略具体是指，每个订单产品的所有加工工序的加工调度信息均按照加工工序先后顺序由前至后进行排列。进一步，为了更好的实现本发明，所述第二类加工排程策略中作为部件的订单产品的产品优先级高于作为组件的订单产品的产品优先级；第二类加工排程策略具体是指，将作为另一组件订单产品的部件订单产品的数量与直接售出的订单产品的数量求和，计算出可作为部件的订单产品的待加工总数，先按照第一类加工排程策略排列可作为部件的订单产品的加工队列，当可作为部件的订单产品的数量满足另一组件订单产品的组装需要时将另一组件订单产品的后续加工加入排列。进一步，为了更好的实现本发明，所述第三类加工排程策略中只需要在订单产品同时进入相同加工工序时采取加工时间最优策略进行加工顺序的排列即可。进一步，为了更好的实现本发明，所述加工时间最优策略具体是指：首先，设置调度问题：n个工件在m台机器上加工，每个工件包含一道或多道相同工序，每道工序可以在其可选机器中任选一台机器进行加工；其次，设置调度目标：为每个工序选择合适的加工机器和安排工序的加工顺序；然后，选择约束：工序内加工工位前后顺序约束、同一台机器同一时间只能加工g个工件的约束、同一工位同一时间只能加工h个工件的约束，g、h均为自然数；根据erp系统和mes系统中定期更新的工序顺序、各个工序加工时间、一个工序中各个工位加工时间、工件数、机器数、工位数，以及约束，由erp系统或mes系统自带模块排列出多组调度方案。进一步，为了更好的实现本发明，所述订单产品可以为一体成型的零件、可以为由多个零件组成的部件、可以为由多个部件组成的组件或整体设备；当订单产品以部件进行销售时，在制品加工排程时遇到零件、部件、组件或整体设备中部分零件相同的情况，其加工排程策略与步骤s400中加工排程策略的应用方法相同。本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：(1)本发明将erp系统中数据与mes系统中数据双向互通，同时获得订单计划与在制品加工情况，并根据订单计划和在制品加工情况定期调整在制品队列对应的加工安排，对加工调度进行动态调整，以同时满足各个订单中订单产品种类、交付日期的要求。(2)本发明提出的柔性加工调度方法基于双向交互数据的erp系统与mes系统，利用周期性更新的数据和匹配策略在设定的每个生产周期开始前重新优化在制品的加工排程，即动态调整加工计划和加工安排，根据可进行在制品加工的加工条件形成优化方案，以满足当前未核销的所有订单的订单需求。(3)本发明在加工排程过程中遇到机器重合、工序重合等生产资源关联或冲突的情况，通过加工排程策略在加工资源有限的情况下，统筹安排协调在制品加工队列等。附图说明图1为本发明的流程示意图。具体实施方式实施例1：一种基于erp与mes数据交互技术的柔性加工调度方法，erp系统中计划的信息数据和mes系统中在制品的信息数据进行双向交互，其中所有产品以唯一的图号为产品编号；当erp系统中订单信息变更或mes系统中在制品信息变更时，根据新的订单信息和在制品信息按匹配策略重新调整加工排程，对在制品的生产调度进行动态调整，保证每个未核销的订单中的产品都能准时交付。所述匹配策略包括以下步骤：步骤s100：提取erp系统中各个未核销的订单信息中的订单产品信息组；所述订单产品信息组包括一一对应的产品编号、交付日期、产品数量、订单编号，订单产品信息组以【产品编号、产品数量、交付日期、订单编号】的形式表示；一个订单对应一个订单信息，一个订单信息对应一个或多个不完全相同的订单产品信息组；步骤s200：根据步骤s100中提取的订单产品信息组从各个订单信息中拆分并按交付日期重组为日订单产品信息组；所述日订单产品信息组的重组具体是指，将产品编号、交付日期均相同的订单产品信息组中产品数量求和得到产品总数，然后形成按产品编号不同形成一个或多个日订单产品信息组，日订单产品信息组以【产品编号，产品总数，订单编号】的形式表示；步骤s300：按日订单产品信息组对应交付日期早晚设置日订单优先级的高低，即交付日期越早则日订单优先级越高，交付日期越晚则日订单优先级越低，交付日期相同则日订单优先级相同；步骤s400：按照日订单优先级由高到低的顺序和加工排程策略进行加工排程。所述加工排程策略分为第一类加工排程策略、第二类加工排程策略、第三类加工排程策略，所述第一类加工排程策略、第二类加工排程策略、第三类加工排程策略均以优先核对库存信息为前提，即先根据erp系统或mes系统中库存信息计算需要新加工的产品数量再根据需要新加工的产品关联性进行加工排程。所述第一类加工排程策略中无关联订单产品的产品优先级相等且在制品队列相互独立；第一类加工排程策略具体是指，每个订单产品的所有加工工序的加工调度信息均按照加工工序先后顺序由前至后进行排列。所述第二类加工排程策略中作为部件的订单产品的产品优先级高于作为组件的订单产品的产品优先级；第二类加工排程策略具体是指，将作为另一组件订单产品的部件订单产品的数量与直接售出的订单产品的数量求和，计算出可作为部件的订单产品的待加工总数，先按照第一类加工排程策略排列可作为部件的订单产品的加工队列，当可作为部件的订单产品的数量满足另一组件订单产品的组装需要时将另一组件订单产品的后续加工加入排列。所述第三类加工排程策略中只需要在订单产品同时进入相同加工工序时采取加工时间最优策略进行加工顺序的排列即可。所述步骤s400中进行加工排程时存在相同交付日期仅对应一个订单产品或相同交付日期仅对应多个订单产品的情况：若相同交付日期仅对应一个订单产品，则按照第一类加工排程策略进行加工调度；若相同交付日期仅对应多个订单产品，存在以下三种情况中的一种或多种：情况一：相同交付日期对应的多个订单产品无关联、在加工工序上相互平行无交叉，即多个订单产品均独立加工完成；情况二：相同交付日期对应的多个订单产品中部分或全部订单产品有关联、在加工工序上有先后，即一个订单产品必须以另一个订单产品为部件才能继续加工而存在组件与部件关系；情况三：相同交付日期对应的多个订单产品中部分或全部订单产品有关联、在加工工序上有交叉但无组成关系，即有相同加工工序的订单产品各自又有不同的加工工序而并非组件与部件关系。多个订单产品中无关联的各个订单产品分别按第一类加工排程策略进行加工调度，多个订单产品中存在组件与部件关系的订单产品按照第二类加工排程策略进行加工调度，多个订单产品中不存在组件与部件关系但有关联的订单产品按照第三类加工排程策略进行加工调度。进一步，为了更好的实现本发明，所述加工时间最优策略具体是指：首先，设置调度问题：n个工件在m台机器上加工，每个工件包含一道或多道相同工序，每道工序可以在其可选机器中任选一台机器进行加工；其次，设置调度目标：为每个工序选择合适的加工机器和安排工序的加工顺序；然后，选择约束：工序内加工工位前后顺序约束、同一台机器同一时间只能加工g个工件的约束、同一工位同一时间只能加工h个工件的约束，g、h均为自然数；根据erp系统和mes系统中定期更新的工序顺序、各个工序加工时间、一个工序中各个工位加工时间、工件数、机器数、工位数，以及约束，由erp系统或mes系统自带模块排列出多组调度方案。所述订单产品可以为一体成型的零件、可以为由多个零件组成的部件、可以为由多个部件组成的组件或整体设备；当订单产品以部件进行销售时，在制品加工排程时遇到零件、部件、组件或整体设备中部分零件相同的情况，其加工排程策略与步骤s400中加工排程策略的应用方法相同。所述步骤s400中若相同交付日期对应多个订单产品的第二种情况：相同交付日期对应的多个订单产品中部分或全部订单产品有关联、在加工工序上有先后，即一个订单产品必须以另一个订单产品为零件才能继续加工而存在部件与零件关系。此时，多个订单产品中存在部件与零件关系的订单产品按照第二类加工排程策略进行加工调度。所述步骤s400中若相同交付日期对应多个订单产品的第三种情况：相同交付日期对应的多个订单产品中部分或全部订单产品有关联、在加工工序上有交叉但无组成关系，即有相同加工工序的订单产品各自又有不同的加工工序而并非部件与零件关系。此时，多个订单产品中不存在部件与零件关系但有关联的订单产品按照第三类加工排程策略进行加工调度。本发明流程如图1所示，本发明基于erp系统中计划的信息数据和mes系统中在制品的信息数据进行双向交互，同时获得订单计划与在制品加工情况，并根据订单计划和在制品加工情况定期调整在制品队列对应的加工安排，对加工调度进行动态调整，以同时满足各个订单中订单产品种类、交付日期的要求。实施例2：本实施例在实施例1的基础上对匹配策略和加工排程策略进行详细说明。所述匹配策略包括以下步骤：步骤s100：提取erp系统中各个未核销的订单信息中的订单产品信息组；所述订单产品信息组包括一一对应的产品编号、交付日期、产品数量、订单编号，订单产品信息组以【产品编号、产品数量、交付日期、订单编号】的形式表示；一个订单对应一个订单信息，一个订单信息对应一个或多个不完全相同的订单产品信息组；步骤s200：根据步骤s100中提取的订单产品信息组从各个订单信息中拆分并按交付日期重组为日订单产品信息组；所述日订单产品信息组的重组具体是指，将产品编号、交付日期均相同的订单产品信息组中产品数量求和得到产品总数，然后形成按产品编号不同形成一个或多个日订单产品信息组，日订单产品信息组以【产品编号，产品总数，订单编号】的形式表示；步骤s300：按日订单产品信息组对应交付日期早晚设置日订单优先级的高低，即交付日期越早则日订单优先级越高，交付日期越晚则日订单优先级越低，交付日期相同则日订单优先级相同；步骤s400：按照日订单优先级由高到低的顺序和加工排程策略进行加工排程。所述步骤s100：提取erp系统中各个未核销的订单信息中的订单产品信息组，具体内容如下：日期xx年01月01日08:00：当前erp系统上未核销的订单有no.1#、no.2#、no.3#、no.4#、no.5#；各个订单对应原始的订单信息中涉及产品编号、交付日期、产品数量、订单编号的数据如表1所示。表1对应整体设备a，a1、a2、a3为整体设备a的部件且a1、a2、a3数量各为一个，a1、a2为部件a2的零件且a1、a2数量各为一个；对应整体设备b，b1、b2为整体设备b的部件且b1、b2数量各为一个；对应整体设备c，c1、c2为整体设备c的部件且c1数量为两个、c2数量为一个；对应整体设备d，d1、d2、d3为整体设备d的部件且d1、d2、d3数量各为一个；对应组件y，整体设备a、整体设备b组成组件y且a、b数量各为一个。任何一个组件或整体设备或部件或零件均可作为产品进行销售。所述步骤s200：根据步骤s100中提取的订单产品信息组从各个订单信息中拆分并按交付日期重组为日订单产品信息组，具体内容如下；根据未核销订单的订单产品信息组重生成日订单产品信息组，如表2所示。表2所述步骤s300：按日订单产品信息组对应交付日期早晚设置日订单优先级的高低。目前，根据交付日期，时间最早的xx年04月01日对应订单优先级最高，为1；时间最晚的xx年08月01日对应订单优先级最低，为6；如表2所示。若有订单全部完成而核销或者有新的订单加入，则重新计算订单优先级。产品编号库存数量信息更新时间cf-(a1)2000件xx年01月01日08:00cf-a3400件xx年01月01日08:00cf-b-(b1-b2)500件xx年01月01日08:00cf-c-(2c1-c2)200件xx年01月01日08:00cf-c1100件xx年01月01日08:00cf-d1200件xx年01月01日08:00cf-d2400件xx年01月01日08:00cf-d3200件xx年01月01日08:00cf-d-(d1-d2-d3)100件xx年01月01日08:00表3日期xx年01月01日08:00：当前mes系统或erp系统上涉及表1中产品编号对应产品的库存信息如表3所示。所述步骤s400：按照日订单优先级由高到低的顺序和加工排程策略进行加工排程。所述加工排程策略以优先核对库存信息为前提，即先根据erp系统或mes系统中库存信息计算需要新加工的产品数量再根据需要新加工的产品关联性进行加工排程。根据表2、表3数据核对订单产品相关库存信息，得到更新待加工件种类及数量，具体如表4所示。表4根据表4中erp系统和mes系统数据交互后，xx年04月01日对应订单产品库存充足可随时等待出库，其余交付日期对应订单产品还需要进行加工排程。a.以加工100件整体设备a为例，说明按零件、部件、整体设备、组件顺序进行加工安排的顺序为：①加工零件a1、a2各100件，再由零件a1、a2加工100件部件a2；加工100件部件a1；加工100件部件a3；②由各100件的部件a1、a2、a3加工得到整体设备a。b.以加工100件整体设备b为例，说明按零件、部件、整体设备、组件顺序进行加工安排的顺序为：①加工100件部件b1，100件部件b2；②由各100件的部件b1、b2加工得到整体设备b。c.以加工100件整体设备c为例，说明按零件、部件、整体设备、组件顺序进行加工安排的顺序为：①加工200件部件c1，100件部件c2；②由200件的部件c1、100件c2加工得到整体设备c。d.以加工100件整体设备d为例，说明按零件、部件、整体设备、组件顺序进行加工安排的顺序为：①加工100件部件d1；加工100件部件d2；加工100件部件d3；②由各100件的部件d1、d2、d3加工得到整体设备d。e.以加工100件组件y为例，说明按零件、部件、整体设备、组件顺序进行加工安排的顺序为：①先加工100件整体设备a、100件整体设备b；②由各100件的整体设备a、b加工得到组件y。其中，整体设备a、b参照a.、b.进行加工。具体待加工件种类及数量，按零件、部件、整体设备、组件顺序重新整理待加工件情况如表5所示。表5再次核对erp系统和mes系统中库存信息的数据，做到先进先出。提取库存产品后，库存产品直接出库，库存不足时才列入在制品队列，即根据表5内容对应待加工件情况发生变化，如表6所示。表6按照表6中各个日期待加工件的列表进行加工排程即可。加工排程可有erp系统或mes系统实现，不属于本发明的创新内容，且属于现有技术，故不再赘述。实施例3：本实施例在实施例1或2的基础上，进行详细说明。所述加工时间最优策略具体是指：首先，设置调度问题：n个工件在m台机器上加工，每个工件包含一道或多道相同工序，每道工序可以在其可选机器中任选一台机器进行加工；其次，设置调度目标：为每个工序选择合适的加工机器和安排工序的加工顺序；然后，选择约束：工序内加工工位前后顺序约束、同一台机器同一时间只能加工g个工件的约束、同一工位同一时间只能加工h个工件的约束，g、h均为自然数；根据erp系统和mes系统中定期更新的工序顺序、各个工序加工时间、一个工序中各个工位加工时间、工件数、机器数、工位数，以及约束，由erp系统或mes系统自带模块排列出多组调度方案。企业管理者在制造车间内利用物联网等先进技术，采集柔性作业车间内数据，该方法是利用获取的反应调度车间的数据来驱动实现调度、进行调度方案调整，针对不同的方案，通过基于放置在服务器上的调度规则确定最优方案，即最大完工时间最小值，为作业车间维持高水平的生产运作。柔性作业车间调度问题是一种典型的np-hard问题，在生产过程中，调度方案会因各种意外事件的发生而变化。制造企业时时刻刻产生不同种类的数据，收集并分析这些数据可以得知制造情况是否良好，同时也能预测生产制造过程中可能出现的问题并进行实时调控，提高生产效率。动态柔性作业车间调度可以有效配置加工资源、缩短加工周期、更好的适应市场日益激烈的竞争。本发明根据制造车间的实际情况建立了动态柔性作业车间调度模型，对调度情况发生变化时使用数据驱动优化了最大完工时间目标，实现最大完工时间最小的调度方案动态调整。提出了利用企业以往的制造数据及同步产生的数据预测调度方案可能发生情况，针对不同的情况，当车间生产环境将要发生变化时，数据就会发生变化，然后使用基于放置在服务器上的调度规则重新调整调度方案，维持高水平的生产运作。以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。当前第1页12