一种面向离散制造业的动态生产计划排程方法与流程

本发明涉及离散制造业领域，特别涉及一种面向离散制造业的动态生产计划排程方法。

背景技术：

在离散制造业的“智能”升级中，数字化车间扮演着重要的角色，数字化车间是基于生产设备、生产设施等硬件设施，以降本、提质、增效、快速响应市场为目的，通过数字化、网络化、数据平台化、智能化等手段，实现工艺设计、生产组织、过程控制等环节的优化管理，通过高级计划排程实现工序级排程，满足日益复杂的工艺要求以及实现物料精准计划和周期管控；

通过车间生产管理模块对底层信息的数据采集，实现自动排程结果与实际生产过程的无缝对接，而在实际生产应用中，由于离散制造业多品种、小批量、工艺流程复杂等特点，高级计划排程多停留在静态计划排程阶段，还没有做到与实际生产信息形成闭环反馈，无法对工序拖期、机器故障、插单等意外事件做出及时处理，影响了高级计划排程的应用效果，为此，我们提出一种面向离散制造业的动态生产计划排程方法。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种面向离散制造业的动态生产计划排程方法，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种面向离散制造业的动态生产计划排程方法，包括以下步骤：

(1)、订单接收：接收客户的产品订单，对产品信息进行检查确认，确认后下派订单至工艺管理模块，进行产品工艺确认；

(2)、产品分解：工艺管理模块根据产品信息进行物料清单和工序流程确认，对订单产品进行拆单，生成生产任务并下派至计划管理模块；

(3)、生产分配：计划管理模块对生产任务进行数量拆分后形成生产单，生产单可下派至高级计划排程进行自动计划排程或直接下派至产线进行生产；

(4)、原料准备：生产管理模块接收下派的生产单并进行生产安排，使用流转卡记录生产单实际生产情况；仓库管理模块接收物料计划，为产线提供所需原材料；

(5)、生产调节：计划管理模块根据生产管理模块反馈的实际生产信息，动态调整排程结果，形成从高级计划排程到实际生产的闭环反馈。

优选的，步骤(1)中，拆单：根据订单产品信息和产品工艺能够自动拆单，将订单拆分为多个包含物料清单和工序流程的生产任务。

优选的，步骤(3)中，生产单下派的具体步骤如下：

(3.1)、选择生产单下派位置后绑定流转卡；

(3.2)、将生产单、实际生产信息以及排程算法所需参数作为高级计划排程算法的输入，进行自动排程，算法采用基于有限产能和物料约束的排程逻辑，以有向图数据结构控制工序前后关系，利用事件驱动响应式排程来应对设备故障、紧急插单等突发情况，输出精确到工序的排程计划；

(3.3)、确认排程结果后自动将生产单下派至生产管理模块，同时发送物料计划到仓库管理模块。

优选的，步骤(3.1)中，生产单下派位置分以下为两种：

a、若下派至产线，则会由生产管理模块进行实际生产安排；

b、若下派至高级计划排程模块，则会进行自动排程。

优选的，步骤(3.2)中，高级计划排程模块的排程结果可视化包括订单甘特图、资源甘特图、负荷图表、库存图表等，并且每次动态调整排程结果后都会进行可视化展示，输入的参数包括排程周期、交货缓冲期等。

优选的，步骤(3.2)中，针对多种产线生产方式如顺序生产、流水线生产等，排程算法会根据物料约束、产能约束以及实际生产情况等自动选择较优的生产方案。

优选的，追踪生产单完成情况，并接收生产车间关于生产过程的反馈信息，并将生产情况记录至数据库，保存相关生产参数以供下次生产排程参考。

优选的，高级计划排程模块可以利用生产管理模块实时反馈的生产情况作为输入，动态调整排程计划。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

通过构建动态生产计划排程方法，实现了从订单拆分到自动计划排程再到实际生产反馈的闭环业务流程，实现了数字化工厂计划排程的动态调整。计划人员可以将历史生产单与新下派的生产单结合进行动态滚动排程，以有限产能和物料库存为约束来保证生产单按期完成；利用事件驱动响应式排程解决突发事件如设备故障对排程结果的影响，本发明所述方法能够实现数字化工厂的动态计划排程，为工厂的智能制造升级提供完整的解决方案。

附图说明

图1为本发明一种面向离散制造业的动态生产计划排程方法的总体流程示意图；

图2为本发明一种面向离散制造业的动态生产计划排程方法的整体实施系统示意图。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1所示，一种面向离散制造业的动态生产计划排程方法，包括以下步骤：

(1)、订单接收：接收客户的产品订单，对产品信息进行检查确认，确认后下派订单至工艺管理模块，进行产品工艺确认，拆单：根据订单产品信息和产品工艺能够自动拆单，将订单拆分为多个包含物料清单和工序流程的生产任务；

(2)、产品分解：工艺管理模块根据产品信息进行物料清单和工序流程确认，对订单产品进行拆单，生成生产任务并下派至计划管理模块；

(3)、生产分配：计划管理模块对生产任务进行数量拆分后形成生产单，生产单可下派至高级计划排程进行自动计划排程或直接下派至产线进行生产，生产单下派的具体步骤如下：

(3.1)、选择生产单下派位置后绑定流转卡，生产单下派位置分以下为两种：

a、若下派至产线，则会由生产管理模块进行实际生产安排；

b、若下派至高级计划排程模块，则会进行自动排程；

(3.2)、将生产单、实际生产信息以及排程算法所需参数作为高级计划排程算法的输入，进行自动排程，算法采用基于有限产能和物料约束的排程逻辑，以有向图数据结构控制工序前后关系，利用事件驱动响应式排程来应对设备故障、紧急插单等突发情况，输出精确到工序的排程计划，针对多种产线生产方式如顺序生产、流水线生产等，排程算法会根据物料约束、产能约束以及实际生产情况等自动选择较优的生产方案，高级计划排程模块的排程结果可视化包括订单甘特图、资源甘特图、负荷图表、库存图表等，并且每次动态调整排程结果后都会进行可视化展示，输入的参数包括排程周期、交货缓冲期等；

(3.3)、确认排程结果后自动将生产单下派至生产管理模块，同时发送物料计划到仓库管理模块；

(4)、原料准备：生产管理模块接收下派的生产单并进行生产安排，使用流转卡记录生产单实际生产情况；仓库管理模块接收物料计划，为产线提供所需原材料，追踪生产单完成情况，并接收生产车间关于生产过程的反馈信息，并将生产情况记录至数据库，保存相关生产参数以供下次生产排程参考；

(5)、生产调节：计划管理模块根据生产管理模块反馈的实际生产信息，动态调整排程结果，形成从高级计划排程到实际生产的闭环反馈，高级计划排程模块可以利用生产管理模块实时反馈的生产情况作为输入，动态调整排程计划。

下面我们结合附图对本发明的实际部署进行详细阐述说明，以使本发明的优点和特征能更简单和快速的被本领域技术人员所理解。具体如下：

(1)本方法采用浏览器/服务器架构，前端交互采用浏览器网页交互，后端应用程序部署于云服务器上，有良好的用户界面和应用响应速度。前端开发采用vuejs技术；后端开发采用springboot架构、mysql数据库管理软件；后端应用分为不同模块；采用rabbitmq消息中间件进行模块间的数据流通，确保了数据的实时性；利用木门生产业的实际数据来进行系统数据流转测试与实际系统部署；

(2)前端用户交互模块显示系统运行状态并对用户的操作进行响应，具体功能包括订单数量拆分界面、生产单管理界面、高级计划排程管理界面、排程追溯界面。其中订单数量拆分界面用于计划人员选择要进行生产的订单以及数量需求；生产单管理界面用于展示基于订单形成的生产单，并由计划人员安排生产单具体下派位置(包括高级计划排程和产线)；高级计划排程管理界面用于自动排程参数设置、生产单显示、工作日历设置、工作站产能控制、排程结果可视化以及加班管理；排程追溯界面用于展示每条生产单的当前所在工序和完成情况；前端所有的交互页面部署在专有服务器上，实现前后端应用程序分离，提高了开发的灵活性；

(3)生产单管理模块负责订单拆单形成生产单，具体功能包括生产单生成、物料清单和工序流检查确认、生产单下派。生产单生成是根据订单拆单信息来自动生成生产单号和生产要求；物料清单和工序流检查确认用来确保产品物料和工序流的合理性，与生成物料计划相关；生产单下派用来控制生产单下派位置，可下派至高级计划排程进行自动计划排程和直接下派至产线；

(4)高级计划排程模块负责根据计划人员设定好的排程参数将生产单进行多种计划排程，具体功能包括排程生产单管理、制造物料清单管理、产品管理、物料库存管理、工作资源管理、高级计划排程算法、排程结果可视化、加班管理。排程生产单管理用于管理下派至高级计划管理的生产单；制造物料清单包含了传统的物料清单、工艺路线、所有资源的生产能力等动态的生产信息，工序的前后制约等信息；产品管理用于产品生产所用物料和工序的管理；工作资源管理用于员工和工作站的工作班次管理、设备的产能控制等；高级计划排程算法负责根据具体约束进行自动排程，需要设置的参数包括排程周期、排程生产单优先级、交货缓冲期、工作站产能等，算法采用aov网来控制前后工序关系，采用基于有限产能和物料约束的逻辑的排程算法遍历排程周期内各工序，满足合理产能和按时交货的要求；利用事件驱动响应式排程来应对设备故障、紧急插单等突发情况；同时考虑到多种产线生产方式比如顺序生产、流水线生产等，由算法自动选择较优的生产方案；完成排程后将排程结果封装为json数据发送的前端页面进行展示。排程结果可视化包括订单甘特图、负荷图表、库存图表等；加班管理用于计划人员根据排程结果调整员工和工作站工作日历等；

(5)车间生产管理模块用于根据排程结果将生产任务下派到工序，具体功能包括生产单实际生产安排、工序刷卡反馈、工位机生产情况反馈；生产单实际安排用于生产数量确认、流转卡绑定、生产单状态更新；工序刷卡反馈用于不同生产状态确认；工位机生产情况反馈用于对设备、员工等生产状态的反馈，例如设备维护、人员调休等；

(6)排程追溯模块根据生产管理模块反馈的实际生产信息，动态调整排程，形成从高级计划排程到车间的闭环反馈。包括生产单刷卡细节、手动/自动排程调整。手动排程调整是针对每一个生产单修改其生产信息比如生产单优先级、交货日期等；自动排程调整是根据当前生产情况预测能否满足交期，若无法满足则进行产能调整等操作。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。