一種離散型生產線產能波動過程及其影響度評價方法技術

本發明專利技術公開了一種離散型生產線產能波動過程及其影響度評價方法，為克服目前無法評價生產線產能波動過程、無法評價產能波動過程對企業生產組織工作和訂單交貨期的影響，導致生產組織者在針對生產線的產能變動情況制定具體生產組織計劃時缺乏客觀依據的問題，所述方法的步驟為：1)收集生產線運行數據；2)劃分生產線產能波動等級；3)處理生產線運行數據并繪制直方圖；4)評價生產線產能波動過程；5)評價生產線產能波動過程的影響度:(1)評價生產線各級產能波動對企業內部生產組織工作的影響度IPO

A discrete production line capacity fluctuation process and its influence degree evaluation method

The invention discloses a evaluation method of discrete production line capacity fluctuation process and its impact, in order to overcome the present can not evaluate the production line capacity fluctuation process, cannot evaluate the productivity fluctuation process delivery effects on enterprise production organization and order, resulting in the production of specific production plan organizers in the capacity for the production line changes the lack of objective basis, the method comprises the following steps: 1) collect operation data of the production line; 2) divided the production line capacity fluctuation level; 3) processing operation data of the production line and draw the histogram; 4) to evaluate the production line capacity fluctuation process; 5) impact assessment of production line process: (1 degrees of fluctuation IPO) evaluation impact production line capacity at all levels fluctuation for the enterprise internal production organization work

【技術實現步驟摘要】
一種離散型生產線產能波動過程及其影響度評價方法
本專利技術涉及一種生產線
的評價方法，更確切地說，本專利技術涉及一種離散型生產線產能波動過程及其影響度評價方法。
技術介紹
生產線性能評價是生產線設計階段一項至關重要的工作，其評價結果反映所設計生產線的生產性能，既可指導生產線生產計劃和維護策略的制定，又是生產線設計者對現有方案進行優化設計的依據。目前，評價生產線性能的常用指標有生產率、在制品水平、產品通過時間、各工位饑餓率和堵塞率等，但現有研究多局限于其穩態表現，較少考慮到生產線運行的不穩定性所導致的產能波動，然而生產線是一個復雜多變的系統，生產線上設備、人員眾多，任何設備故障、人員操作不當等都會引起產能波動，因此生產管理人員在制定生產組織方案前，需要預先對生產線的產能進行充分合理的評價，綜合了解生產線的平均生產能力和產能波動性，才能制定出合理的生產計劃、生產調度方案以及生產線維護策略，使企業效益最大化。在實際生產過程中，生產組織人員為減小生產線的產能波動對企業生產效益造成的影響，需要了解生產線的產能波動規律及其影響程度，從而及時開展生產調度和生產線維護等工作。然而現有評價產能波動性的方法只能評價生產線產能的總體波動性能，不能評價生產線的產能波動的過程，并且現有評價技術無法使生產組織者明確不同程度的產能波動對生產組織工作造成的影響，所以其評價結果無法為生產線組織人員制定具體生產組織方案提供依據，導致生產組織者只得憑借經驗定性感知生產線在生產過程中可能出現的波動情況，并制定相應的生產調度和生產線維護策略，然而這種經驗方法缺乏理論依據，制定出的生產組織方案難以切合生產線實際運行情況，不利于企業實現生產效益最大化。對于生產線產能波動性對訂單交貨期的影響方面的研究，目前研究人員普遍認為產能的波動服從正態分布，并通過統計或估計生產線產能的均值和方差來評價其波動性，這種方法只能大致體現生產線產能的波動范圍，其評價結果只能協助生產管理者預計產品交貨期的可能范圍，無法指導其制定最佳交貨期。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是為克服現有技術無法評價生產線產能波動的過程，也無法評價產能波動過程對企業生產組織工作和訂單交貨期的影響，導致生產組織者在針對生產線的產能變動情況制定具體生產組織計劃時缺乏客觀依據的問題，提供了一種離散型生產線產能波動過程及其影響度評價方法。為解決上述技術問題，本專利技術是采用如下技術方案實現的：所述的一種離散型生產線產能波動過程及其影響度評價方法的步驟如下：1)收集生產線運行數據；2)劃分生產線的產能波動等級；3)處理生產線運行數據并繪制直方圖；4)評價生產線的產能波動過程；5)評價生產線產能波動過程的影響度；6)應用生產線產能波動過程及其影響度的評價結果制定具體生產組織計劃。技術方案中所述的收集生產線運行數據是指：1)記錄離散型生產線上產出的所有合格品的下線時刻t，對于已投產的生產線和仍處于設計階段尚未建成的生產線，生產組織人員可以分別通過以下兩種方式獲取生產線運行數據：(1)對于已投產的生產線，生產組織者可以跟蹤生產線的現場運行情況，依次記錄生產線上所有合格品的下線時刻t；(2)對于仍處于設計階段尚未建成的生產線，生產組織者依據生產線的設計參數即生產線上工位數，各工位內的設備數，各工位內設備間的串、并聯組織形式，各設備的操作時間、故障率、修復率和可用度，生產線上緩存區的位置和容量設置以及生產線上各設備間的物料轉移策略，利用PlantSimulation仿真軟件建立生產線仿真模型，通過運行生產線仿真模型依次記錄所有合格品的下線時刻t；2)將所記錄的生產線上產出的所有合格品的下線時刻t利用公式(1)進行計算，獲得生產線上每件合格品的產出間隔時間：Δt＝tn-1-tnn＝1,2,3……；(1)Δt：每件合格品的產出間隔時間，以下稱為單件產出間隔時間，單位：小時；tn：生產線產出第n件合格品的時刻，單位：小時；n：生產線產出合格品的編號。技術方案中所述的劃分生產線的產能波動等級是指：生產線處于穩態無故障運行時，單件產出間隔時間應為定值T0，或者在T0上下出現微小浮動，當其值偏離T0較大時，即認為生產線的生產能力出現波動，為表示產能的波動程度，本專利技術將生產線的單件產出間隔時間Δt劃分為6個區段，每個區段標記為一個產能波動等級，具體劃分標準如下：1)零級波動的劃分標準：單件產出間隔時間Δt小于生產線消化即加工完一個轉運單位的產品所需的時間，Δt＜T0×C(2)Δt：每件合格品的產出間隔時間，以下稱為單件產出間隔時間，單位：小時；T0：生產線處于穩態無故障運行時的平均產出間隔時間，單位：小時；C：一個轉運單位的容量；此時認為生產線處于正常無波動生產狀態，故將此區段標定為零級波動；2)一級波動的劃分標準：單件產出間隔時間Δt大于等于生產線消化一個轉運單位的產品所需的時間，且小于生產線完全消化生產線上最小緩存區內所有在制品所需的時間，T0×C≤Δt＜T0×Bmin(3)Bmin：生產線上所有緩存區中容量最小的緩存區的容量；通常認為這種情況為較常發生的停產，對生產組織過程造成的影響程度較小；3)二級波動的劃分標準：單件產出間隔時間Δt大于等于生產線完全消化生產線上最小緩存區內所有在制品所需的時間，且小于等于其完全消化生產線上最大緩存區內所有在制品所需的時間，T0×Bmin≤Δt＜T0×Bmax(4)Bmax：生產線上所有緩存區中容量最大的緩存區的容量；通常認為二級波動對生產組織過程造成一定的影響，如排除生產故障時除涉及線上工作人員外還需涉及設備管理、維修部門的協助；4)三級波動的劃分標準：單件產出間隔時間Δt大于等于生產線完全消化生產線上最大緩存區內所有在制品所需的時間，且小于等于其完全消化生產線上最大緩存區內所有在制品數的兩倍所需的時間，T0×Bmax≤Δt＜T0×(2×Bmax)(5)通常認為三級波動對生產組織過程造成的影響程度高，此級波動對生產組織過程造成的影響除二級波動所提到的方面外，還會導致庫存水平調整、產品保養成本升高這類相對嚴重的問題；5)四級波動的劃分標準：單件產出間隔時間Δt大于等于生產線完全消化生產線上最大緩存區內所有在制品數的兩倍所需的時間，且小于等于其完全消化生產線上最大緩存區內所有在制品數的三倍所需的時間，T0×(2×Bmax)≤Δt＜T0×(3×Bmax)(6)生產線發生較長時間停產，四級波動的發生往往需要設備廠家協助排查故障，同時車間需要及時調整庫存以保證按時完成任務，此時對生產組織工作造成較大影響；6)五級波動的劃分標準：單件產出間隔時間Δt大于等于生產線完全消化生產線上最大緩存區內所有在制品數的三倍所需的時間，Δt≥T0×(3×Bmax)(7)此時認為生產線發生嚴重故障，整條生產線需要停產排查。技術方案中所述的處理生產線運行數據并繪制直方圖是指：將劃分生產線的產能波動等級步驟得到的各級產能波動數據進行統計處理，計算各級波動的發生頻率及其每次發生的間隔時間，并繪制各級波動發生間隔時間的概率密度直方圖和累積分布直方圖：1)統計各級波動發生的頻次Ni，并利用公式(8)計算各級波動發生的頻率：ki：i級波動的發生頻率；Ni：i級波動的發生頻次；N：生產線運行時間內發生的單件產出間本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種離散型生產線產能波動過程及其影響度評價方法,其特征在于，所述的一種離散型生產線產能波動過程及其影響度評價方法的步驟如下：1)收集生產線運行數據；2)劃分生產線的產能波動等級；3)處理生產線運行數據并繪制直方圖；4)評價生產線的產能波動過程；5)評價生產線產能波動過程的影響度；6)應用生產線產能波動過程及其影響度的評價結果制定具體生產組織計劃。

【技術特征摘要】
1.一種離散型生產線產能波動過程及其影響度評價方法,其特征在于，所述的一種離散型生產線產能波動過程及其影響度評價方法的步驟如下：1)收集生產線運行數據；2)劃分生產線的產能波動等級；3)處理生產線運行數據并繪制直方圖；4)評價生產線的產能波動過程；5)評價生產線產能波動過程的影響度；6)應用生產線產能波動過程及其影響度的評價結果制定具體生產組織計劃。2.按照權利要求1所述的一種離散型生產線產能波動過程及其影響度評價方法,其特征在于，所述的收集生產線運行數據是指：1)記錄生產線上產出的所有合格品的下線時刻：記錄離散型生產線上產出的所有合格品的下線時刻t，對于已投產的生產線和仍處于設計階段尚未建成的生產線，生產組織人員可以分別通過以下兩種方式獲取生產線運行數據：(1)跟蹤記錄現場數據：對于已投產的生產線，生產組織者可以跟蹤生產線的現場運行情況，依次記錄生產線上所有合格品的下線時刻t；(2)先建立仿真模型再運行仿真模型并記錄仿真數據：對于仍處于設計階段尚未建成的生產線，生產組織者依據生產線的設計參數即生產線上工位數，各工位內的設備數，各工位內設備間的串、并聯組織形式，各設備的操作時間、故障率、修復率和可用度，生產線上緩存區的位置和容量設置以及生產線上各設備間的物料轉移策略，利用PlantSimulation仿真軟件建立生產線仿真模型，通過運行生產線仿真模型依次記錄所有合格品的下線時刻t；2)計算生產線上產出每件合格品的間隔時間：將所記錄的生產線上產出的所有合格品的下線時刻t利用公式(1)進行計算，獲得生產線上每件合格品的產出間隔時間：Δt＝tn-1-tnn＝1,2,3……；(1)Δt：每件合格品的產出間隔時間，以下稱為單件產出間隔時間，單位：小時；tn：生產線產出第n件合格品的時刻，單位：小時；n：生產線產出合格品的編號。3.按照權利要求1所述的一種離散型生產線產能波動過程及其影響度評價方法,其特征在于，所述的劃分生產線的產能波動等級是指：生產線處于穩態無故障運行時，單件產出間隔時間應為定值T0，或者在T0上下出現微小浮動，當其值偏離T0較大時，即認為生產線的生產能力出現波動，為表示產能的波動程度，本發明將生產線的單件產出間隔時間Δt劃分為6個區段，每個區段標記為一個產能波動等級，具體劃分標準如下：1)零級波動的劃分標準：單件產出間隔時間Δt小于生產線消化即加工完一個轉運單位的產品所需的時間，Δt＜T0×C(2)Δt：每件合格品的產出間隔時間，以下稱為單件產出間隔時間，單位：小時；T0：生產線處于穩態無故障運行時的平均產出間隔時間，單位：小時；C：一個轉運單位的容量；此時認為生產線處于正常無波動生產狀態，故將此區段標定為零級波動；2)一級波動的劃分標準：單件產出間隔時間Δt大于等于生產線消化一個轉運單位的產品所需的時間，且小于生產線完全消化生產線上最小緩存區內所有在制品所需的時間，T0×C≤Δt＜T0×Bmin(3)Bmin：生產線上所有緩存區中容量最小的緩存區的容量；通常認為這種情況為較常發生的停產，對生產組織過程造成的影響程度較小；3)二級波動的劃分標準：單件產出間隔時間Δt大于等于生產線完全消化生產線上最小緩存區內所有在制品所需的時間，且小于等于其完全消化生產線上最大緩存區內所有在制品所需的時間，T0×Bmin≤Δt＜T0×Bmax(4)Bmax：生產線上所有緩存區中容量最大的緩存區的容量；通常認為二級波動對生產組織過程造成一定的影響，如排除生產故障時除涉及線上工作人員外還需涉及設備管理、維修部門的協助；4)三級波動的劃分標準：單件產出間隔時間Δt大于等于生產線完全消化生產線上最大緩存區內所有在制品所需的時間，且小于等于其完全消化生產線上最大緩存區內所有在制品數的兩倍所需的時間，T0×Bmax≤Δt＜T0×(2×Bmax)(5)通常認為三級波動對生產組織過程造成的影響程度高，此級波動對生產組織過程造成的影響除二級波動所提到的方面外，還會導致庫存水平調整、產品保養成本升高這類相對嚴重的問題；5)四級波動的劃分標準：單件產出間隔時間Δt大于等于生產線完全消化生產線上最大緩存區內所有在制品數的兩倍所需的時間，且小于等于其完全消化生產線上最大緩存區內所有在制品數的三倍所需的時間，T0×(2×Bmax)≤Δt＜T0×(3×Bmax)(6)生產線發生較長時間停產，四級波動的發生往往需要設備廠家協助排查故障，同時車間需要及時調整庫存以保證按時完成任務，此時對生產組織工作造成較大影響；6)五級波動的劃分標準：單件產出間隔時間Δt大于等于生產線完全消化生產線上最大緩存區內所有在制品數的三倍所需的時間，Δt≥T0×(3×Bmax)(7)此時認為生產線發生嚴重故障，整條生產線需要停產排查。4.按照權利要求1所述的一種離散型生產線產能波動過程及其影響度評價方法,其特征在于，所述的處理生產線運行數據并繪制直方圖是指：將劃分生產線的產能波動等級步驟得到的各級產能波動數據進行統計處理，計算各級波動的發生頻率及其每次發生的間隔時間，并繪制各級波動發生間隔時間的概率密度直方圖和累積分布直方圖：1)統計各級波動發生的頻次Ni，并利用公式(8)計算各級波動發生的頻率：ki：i級波動的發生頻率；Ni：i級波動的發生頻次；N：生產線運行時間內發生的單件產出間隔時間總數，即生產線產出的合格品總數；2)統計各級波動發生的間隔時間：統計各級波動發生的間隔時間，即除零級波動外的各級波動內部每次發生時刻的時間間隔，如：第一次發生一級波動的時刻和第二次發生一級波動的時刻的時間差，計算公式為公式(9)：TBLi(j)＝ti(j+1)-ti(j)i＝1,2…5(9)TBLi(j)：i級...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李潔莉，陳菲，賈玉輝，楊兆軍，何佳龍，
申請(專利權)人：吉林大學，
類型：發明
國別省市：吉林,22