基于多品种、小批量订单的试验自动化排程方法及系统与流程

本发明涉及试验领域，具体是一种基于多品种、小批量订单的试验自动化排程方法及系统。

背景技术：

按照工业4.0的理念和中国制造2025的发展战略，未来工业强国是以信息技术应用程度作为判断标准，制造业全面实现数字化、网络化和智能化。从外部环境看，市场对制造业产品生产过程的质量监控越来越严格，对产品的交货期和服务质量也提出了更为严苛的要求。而试验作为企业产品研发的重要环节、保证产品质量的重要手段，越来越受到企业的重视。多品种、小批量导致企业需要根据订单需要设立生产线，导致基础生产线涉及过宽，无法达到大规模企业的自动化装备规模。多品种意味着多个工作方式，工作人员需要适应不同的产品，导致人的主观因素介入过多，责任不清，最终交付延期却无法定位问题。

技术实现要素：

体针对中小型制造企业订单试验过程中，多订单多品种共线试验时，为试验制定试验设备方案的工作量变得很繁琐且低效，随着并发试验的增加，许多试验设备成为瓶颈资源，导致试验的计划出现混乱，现有试验设备利用效率和试验效率过低等一系列问题，本发明的目的是提供一种基于多品种、小批量订单的试验自动化排程方法及系统。

为实现上述目的，本发明提供一种基于多品种、小批量订单的试验自动化排程方法，包括如下步骤：

筛选出所有需要完成试验排程的订单，建立与待试验排程的订单一一对应的订单信息表单，并对所有订单信息表单进行优先级排序；

根据订单信息表单的优先级排序对所有待试验排程的订单依次进行排程，其过程具体包括：

步骤1，获取待试验排程的订单信息表单，所述订单信息表单中包括订单详情信息与订单试验信息；

步骤2，获取试验设备表单，所述试验设备表单中包括多个试验设备信息，所述试验设备信息包括设备类型信息、设备能力信息与设备状态信息；

步骤3，将订单试验信息与设备类型信息、设备能力信息匹配,筛选出试验设备表单中能够对订单信息表单中的订单进行试验的所有试验设备，作为预备试验设备；

步骤4，根据订单详情信息、设备能力信息与设备状态信息得到所有预备试验设备的权重值，根据订单试验信息选择权重值最大的试验设备对订单信息表单中的订单进行试验计划，并将该试验计划并列入排程计划；

步骤5，根据排程计划更新设备状态信息后，对下一个订单信息表单对应的待试验排程的订单进行排程；

步骤6，重复步骤1-步骤5直至所有待试验排程的订单完成排程。

进一步优选的，步骤1中，所述订单详情信息包括订单编码信息、订单数量信息、订单尺寸信息与交货时间信息。

进一步优选的，所述对所有订单信息表单进行优先级排序具体为：

根据待试验排程的订单的交货时间信息对所有订单信息表单进行优先级排序。

进一步优选的，步骤1中，所述订单试验信息包括试验类型信息、试验排序信息、试验时间信息与恢复时间信息。

进一步优选的，步骤3中，所述将订单试验信息与设备类型信息、设备能力信息匹配,筛选出试验设备表单中能够对订单信息表单中的订单进行试验的所有试验设备，作为预备试验设备，具体为；

获取订单试验信息中所包含的订单信息表单中的订单待进行的试验类型；

将订单信息表单中的订单待进行的试验类型与试验设备表单中的所有设备能力信息匹配，筛选出能够完成任意一个设备类型的试验设备，作为初级试验设备；

根据设备能力信息获得各初级试验设备所能够完成的试验类型与试验总数；

剔除初级试验设备中试验类型重复且试验总数较少的试验设备，将剩余部分作为预备试验设备。

进一步优选的，步骤4中，所述权重值的计算过程为：

权重值＝20％×等待时常对应百分比+30％×设备优先级对应百分比+50％×设备容量对应百分比

其中，所述等待时常对应百分比根据设备状态信息获得，所述设备优先级对应百分比根据设备能力信息获得，所述设备容量对应百分比根据订单详情信息与订单能力信息获得。

为实现上述目的，本发明还提供一种基于多品种、小批量订单的试验自动化排程系统，包括，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法的步骤。

本发明提供的一种基于多品种、小批量订单的试验自动化排程方法及系统，为试验计划提供支撑，优化试验排程，进而以更低成本，更快时间，更高效率的目标下完成各个试验，从根本上使企业完成订单的成本最低，完成时间最短，所用资源最少，获得的利润最高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明实施例中基于多品种、小批量订单的试验自动化排程方法的流程示意图；

图2-4为本发明实施例中试验设备的详情示意图；

图5为本发明实施例中权重占比示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是物理连接或无线通信连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

如图1所示的一种基于多品种、小批量订单的试验自动化排程方法，包括如下步骤：

筛选出所有需要完成试验排程的订单，建立与待试验排程的订单一一对应的订单信息表单，并对所有订单信息表单进行优先级排序，其具体为根据待试验排程的订单的交货时间信息对所有订单信息表单进行优先级排序,即交货时间越紧急，优先级越高；

根据订单信息表单的优先级排序对所有待试验排程的订单依次进行排程，其过程具体包括：

步骤1，获取待试验排程的订单信息表单，所述订单信息表单中包括订单详情信息与订单试验信息，其中，所述订单详情信息包括订单编码信息、订单数量信息、订单尺寸信息与交货时间信息，订单试验信息包括试验类型信息、试验排序信息、试验时间信息与恢复时间信息。

试验类型信息表示订单需要进行的试验类型，例如温度循环试验、恒温湿热试验、交变湿热试验、高温工作试验、剔除-正弦振动试验、验证-随机振动试验、验证-正弦振动试验、功能-随机振动试验等；

试验排序信息表示订单所需要进行试验类型的先后顺序；

试验时间信息表示订单所需要的进行各个试验的时间；

恢复时间信息表示订单在进行一个试验后到进行下一个时间中间的恢复时间。

步骤2，获取试验设备表单，所述试验设备表单中包括多个试验设备信息，所述试验设备信息包括设备类型信息、设备能力信息与设备状态信息。

其中，参考图2-4，设备类型信息表示设备的类型，例如本实施例中根据对试验方向是否有要求，将试验设备分为试验箱与振动台两种类型，且具有能够对6寸产品与12寸产品进行试验的分类，其中试验箱能够进行的试验为：温度循环试验、恒温湿热试验、交变湿热试验、高温工作试验，振动台能够进行的试验为剔除-正弦振动试验、验证-随机振动试验、验证-正弦振动试验、功能-随机振动试验等；

设备能力信息表示试验设备能够进行的试验，本实施例中的试验箱主要包括步入式试验箱、温湿度试验箱、低气压试验箱、盐雾试验箱；振动台包括1吨台、2吨台与离心机；具体的，步入式试验箱能够进行温度循环试验，温湿度试验箱能够进行低温工作试验与高低温工作试验，低气压试验箱能够进行高温工作试验与低温工作试验，盐雾试验箱能够进行温度循环试验与高温工作试验；1吨台能够进行剔除-随机振动试验、坠撞冲击试验与环境振动试验，2吨台能够进行剔除-随机振动试验，离心机能够进行振动-随机振动试验与环境振动试验；其中，各个试验设备的参数如图4所示；

设备状态信息表示试验设备当前所处的状态，具体包括空闲状态与恢复状态，其中，空闲状态即表示该试验设备能够随时进行试验，恢复状态表示该试验设备处于上一次试验后的恢复期。

步骤3，将订单试验信息与设备类型信息、设备能力信息匹配,筛选出试验设备表单中能够对订单信息表单中的订单进行试验的所有试验设备，作为预备试验设备，其具体过程为：

获取订单试验信息中所包含的订单信息表单中的订单待进行的试验类型；

将订单信息表单中的订单待进行的试验类型与试验设备表单中的所有设备能力信息匹配，筛选出能够完成任意一个设备类型的试验设备，作为初级试验设备；

根据设备能力信息获得各初级试验设备所能够完成的试验类型与试验总数；

剔除初级试验设备中试验类型重复且试验总数较少的试验设备，将剩余部分作为预备试验设备。

步骤4，根据订单详情信息、设备能力信息与设备状态信息得到所有预备试验设备的权重值，根据订单试验信息选择权重值最大的试验设备对订单信息表单中的订单进行试验计划，并将该试验计划并列入排程计划，其中，权重值的计算过程为：

权重值＝20％×等待时常对应百分比+30％×设备优先级对应百分比+50％×设备容量对应百分比

其中，所述等待时常对应百分比根据设备状态信息获得，所述设备优先级对应百分比根据设备能力信息获得，所述设备容量对应百分比根据订单详情信息与订单能力信息获得。

具体的，参考图5，等待时常对应百分比根据设备状态信息确定，具体划分为：若设备处于空闲状态，时常对应百分比则为100％，若设备在0-4小时后处于空闲状态，时常对应百分比则为90％，若设备在4-8小时后处于空闲状态，时常对应百分比则为80％，若设备在8-12小时后处于空闲状态，时常对应百分比则为70％，若设备在12-16小时后处于空闲状态，时常对应百分比则为60％，若设备在16-20小时后处于空闲状态，时常对应百分比则为50％，若设备在20-24小时后处于空闲状态，时常对应百分比则为40％，若设备在24-28小时后处于空闲状态，时常对应百分比则为30％，若设备在28-32小时后处于空闲状态，时常对应百分比则为20％，若设备在36小时或更久后处于空闲状态，时常对应百分比则为10％；

设备优先级对应百分比根据设备能力信息确定，本实施例中将试验设备的优先级预设为10个等级，具体划分为：若试验设备的优先级为1级，设备优先级对应百分比则为100％，若试验设备的优先级为2级，设备优先级对应百分比则为90％，若试验设备的优先级为3级，设备优先级对应百分比则为80％，若试验设备的优先级为4级，设备优先级对应百分比则为70％，若试验设备的优先级为5级，设备优先级对应百分比则为60％，若试验设备的优先级为6级，设备优先级对应百分比则为50％，若试验设备的优先级为7级，设备优先级对应百分比则为40％，若试验设备的优先级为8级，设备优先级对应百分比则为30％，若试验设备的优先级为9级，设备优先级对应百分比则为20％，若试验设备的优先级为10级，设备优先级对应百分比则为10％；

设备容量对应百分比根据订单详情信息与订单能力信息确定，其中，设备容量＝设备支持数-订单产品数，设备支持数指的是该试验设备能够同时对订单产品进行试验的总数，订单产品数根据订单数量信息获得，即为该订单中订单产品的数量，具体划分为：若设备容量为0，设备容量对应百分比则为100％，若设备容量为1～10，设备容量对应百分比则为90％，若设备容量为11～20，设备容量对应百分比则为80％，若设备容量为21～30，设备容量对应百分比则为70％，若设备容量为31～40，设备容量对应百分比则为60％，若设备容量为40以上时，设备容量对应百分比则为50％，若设备容量为-10～0，设备容量对应百分比则为40％，若设备容量为-20～-10，设备容量对应百分比则为30％，若设备容量为-30～-20，设备容量对应百分比则为20％，若设备容量为-30以上，设备容量对应百分比则为10％，其中，设备容量为负数时即表示需要拆单。

其中，拆单过程为：将该订单拆分成两个独立的订单，拆分次数从1开始，多拆分一次，拆分数量加1，订单_拆分次数_1，数量为设备支持订单产品数量，订单_拆分次数_2，数量为订单产品数量-设备支持订单产品数量。订单拆分次数_1的当前试验设备已选择好，订单_拆分次数_2递归执行上一步。直到当前试验试验设备都选择好。

对订单信息表单中的订单进行试验计划具体包括获得每个试验的计划时间：如果下一个试验的设备与上一个试验的设备是同一个，那么下一个试验的计划开始时间，是上一个试验的结束时间加上试验设备的恢复时间；、如果试验设备不一致，循环遍历选中设备中的所有试验，判断选中设备在上一个试验计划结束时间加上本试验的持续时间都是空闲的话，那么本试验的计划开始时间就是上一个试验的计划结束时间，否则本试验的计划开始时间，是该设备的计划好的最后一个试验的计划结束时间加上该试验后该设备需要恢复时间；如果某个试验的结束时间在19点之后的话，那么其下一个试验的计划开始时间，就以新的一天的上班时间重新开始计划。

步骤5，根据排程计划更新设备状态信息后，对下一个订单信息表单对应的待试验排程的订单进行排程；

步骤6，重复步骤1-步骤5直至所有待试验排程的订单完成排程。

下面结合具体实施方式对本实施例中基于多品种、小批量订单的试验自动化排程方法做出进一步说明。

不同的试验设备具有不同的应用范围、应用场景，具有不同的参数特征。试验设备通过分类类型和特征标签进行自动选择的功能，同类试验设备的功能特性是相同的，是能够相互替代的，通过指定类型和标签，能够有系统选择最优的试验设备进行试验。

首选筛选出所有需要完成试验排程的订单，建立与待试验排程的订单一一对应的订单信息表单，如订单0e04267001.1(表1)，订单0e04270012.1(表2)，订单的基本信息在表1，表2中具体展示；

表1订单0e04267001.1基本信息

表2订单0e04270012.1基本信息

对订单中的每个试验进行试验设备匹配。订单0e04267001.1进行试验排程。

订单0e04267001.1的剔除-随机振动，方向为x|y，尺寸为12寸，产品数量为25

根据剔除-随机振动，根据图2-4选出系统中能做该试验的试验设备{1吨台，2吨台}，能做试验方向为x|y的试验设备{1吨台}，根据当订单尺寸为12寸时，1吨台中只能放入15台对应的订单产品，所以要将订单拆分为0e04267001.1_1:15,0e04267001.1_2:10两个订单。0e04267001.1_1试验设备为1吨台，试验计划开始时间为2019-11-0108：30：00，试验计划结束时间2019-11-0108：45：00，因为只有1吨台符合该试验所需条件，那么0e04267001.1_2试验设备也为1吨台，试验计划开始时间2019-11-0110：15：00，试验计划结束时间2019-11-0110：30：00.

因为上一个试验中订单0e04267001.1已经被拆分成两个独立的订单(0e04267001.1_1、0e04267001.1_2)，由于两个订单上一个试验的计划时间不一致，下面选择试验设备时不需要考虑两种试验合并情况，温度循环，温变率：8(℃/min)、温度范围：-55—70(℃)，12寸，15

根据温度循环，选出能做该试验的试验设备{步入式试验箱，盐雾试验箱}，能做试验参数要求为温变率：8(℃/min)、温度范围：-55—70(℃)的试验设备{步入式试验箱，盐雾试验箱}，当订单尺寸为12寸时，步入式试验箱中能放入30台对应的订单产品，盐雾试验箱中能放入15台对应的订单产品。0e04267001.1_1(15)根据试验设备权重获取最优的试验设备：

步入式试验箱权重＝20％*100％+30％*80％+50％*80％＝0.84

盐雾试验箱权重＝20％*100％+30％*60％+50％*100％＝0.88

根据计算权重值结果0e04267001.1_1试验设备为盐雾试验箱箱，试验计划开始时间2019-11-0108：45：00，试验计划结束时间2019-11-0223：09：00。

0e04267001.1_2(10)根据试验设备权重获取最优的试验设备：

步入式试验箱权重＝20％*100％+30％*80％+50％*70％＝0.79(其中，设备没有计划好的试验，所以设备等待时间为0)

盐雾试验箱权重＝20％*10％+30％*60％+50％*90％＝0.65(在时间2019-11-0223：09：00-2019-11-0108：45：00期间有试验正在执行，共38.4小时，2019-11-0110：30：00-2019-11-0108：45：00是重复时间，共1.5小时，上一个试验做完后，需要等设备恢复后，才能接着做试验，共2小时，所以若使用盐雾试验箱那么需要等待时间为：38.4-1.5+2＝38.9小时，得出权重占比为10％。

根据计算权重值结果0e04267001.1_1试验设备为步入式试验箱，试验计划开始时间2019-11-0110：30：00，试验计划结束时间2019-11-0300：54：00。

0e04267001.1_1(15)、0e04267001.1_2(10)，高温工作，温度值：50(℃)，12寸

选出能做该试验的试验设备{低气压试验箱}，只存在唯一的试验设备能做该试验，再判断两个订单当前试验计划开始时间是否一致，在系统试验自动化排程方法中某个试验的结束时间在19点之后的话，那么其下一个试验的计划开始时间，就以新的一天的上班时间重新开始计划。0e04267001.1_1上个试验计划结束时间为2019-11-0223：09：00，那么0e04267001.1_1试验高温工作，计划开始时间为2019-11-0308：30：00。0e04267001.1_2上个试验计划结束时间为2019-11-0300：54：00，那么0e04267001.1_2试验高温工作，计划开始时间为2019-11-0308：30：00。确定低气压试验箱满足试验所需要的试验参数条件，当订单尺寸为12寸时，低气压试验箱中能放入30台对应的订单产品，低气压试验箱可以放入0e04267001.1的所有产品，这时候将0e04267001.1_1、0e04267001.1_2合并成一个订单。0e04267001.1试验设备为低气压试验箱，试验计划开始时间2019-11-0308：30：00，试验计划结束时间2019-11-0312：30：00。

一直循环试验，直到0e04267001.1，所以的试验计划都排程完成。

对订单0e04270012.1进行相似的形式，对订单中每个试验进行试验排程，最终会自动将订单试验计划结果以表3、表4形式展示。

表3：0e04267001.1_1试验计划

表4：0e04270012.1试验计划

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明实施例进行了较为详细的说明，但是本发明实施例不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，本发明的范围由所附的权利要求范围决定，而非由实施例的具体描述所界定。