CN110751352A - 试验排程方法以及计算机可读存储介质 - Google Patents

试验排程方法以及计算机可读存储介质 Download PDF

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李嘉
倪素萍
马俊杰
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Abstract

本申请公开了一种试验排程方法以及计算机可读存储介质。试验排程方法包括以下步骤：a）根据排程资源和试验任务单制定试验BOM；b）建立排程约束和排程优化模型；c）根据排程控制目标得到排程结果。根据本发明的试验排程方法能够优化排程过程。

Description

试验排程方法以及计算机可读存储介质
技术领域
本发明涉及试验领域，具体而言，涉及一种试验排程方法以及计算机可读存储介质。
背景技术
汽车研发领域的试验规范繁多，每种试验实施过程千差万别，当前主要依靠手工记录和人力排程，工作效率低，数据挖掘和质量管控存在较大风险。本领域技术人员希望试验业务流程实现可控性和电子化，试验任务排程的自动化，试验数据管理的集中化，以提高工作效率与资源利用率，加强试验的质量管理和试验部门的能力建设。试验排程是其中的核心部分，当前试验计划的制定繁复，工作量大，是由试验协调工程师人工完成排程，造成委托方查看排程结果不方便，而排程大多以周为周期，对试验各阶段划分不够细化，对资源约束的检查不够全面，试验过程中各项指标（人工、设备利用率）很难统计，成为进一步提高试验执行效率的瓶颈。
发明内容
本发明提出一种试验排程方法，其能够优化排程过程。
根据本发明一个方面提出的试验排程方法，包括以下步骤：a）根据排程资源和试验任务单制定试验BOM；b）建立排程约束和排程优化模型；c）根据排程控制目标得到排程结果。
根据本发明一个方面提出的试验排程方法，所述排程资源包括：试验区域、日历、设备、人员、公用动力、试验样件、试验授权以及技师技能的信息中的一个或多个。
根据本发明一个方面提出的试验排程方法，所述试验任务单包括：需要执行的试验的规范和特殊要求以及试验样件的提供时间和归还时间。
根据本发明一个方面提出的试验排程方法，在步骤a）之前输入排程资源以及提供试验任务单。
根据本发明一个方面提出的试验排程方法，在步骤c）之后输出排程结果和/或调整排程结果。
根据本发明一个方面提出的试验排程方法，通过排程看板输出排程结果，所述排程看板包括试验任务看板、人员看板、设备看板、样件看板以及项目看板。
根据本发明一个方面提出的试验排程方法，所述排程约束包括试验BOM约束、人员工时约束、夹具约束、样件约束、设备特殊约束、试验任务顺序约束、拆并箱约束、工程授权约束以及技师技能约束中的一个或多个。
根据本发明一个方面提出的试验排程方法，所述排程优化模型包括基本决策变量、基本约束和优化目标。
根据本发明一个方面提出的试验排程方法，在步骤a）中通过试验BOM模型制定试验BOM。
根据本发明一个方面提出的试验排程方法，所述试验BOM模型包括试验阶段、阶段人员、阶段设备、阶段耗材、公用动力以及拆并箱标志的信息中的一个或多个。
根据本发明一个方面提出的计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现根据本发明的方法的步骤。其因此能够具有如上面所述的优点。
本发明的有益效果包括：通过根据本发明的试验排程方法，可简化试验排程工作以及资源利用的透明化，可实现：试验任务的定制化排程；试验任务的批量排程；试验资源配置的灵活化；支持多工序的顺序约束；支持多场景、多目标的并发优化。
附图说明
参照附图来说明本发明的公开内容。应当了解，附图仅仅用于说明目的，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。在附图中，相同的附图标记用于指代相同的部件。其中：
图1示意性显示了根据本发明一个实施方式提出的试验排程方法；
图2示意性显示了根据本发明一个实施方式中的试验BOM模型；
图3示意性显示了根据本发明一个实施方式中的排程模型。
具体实施方式
容易理解，根据本发明的技术方案，在不变更本发明实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本发明的技术方案的示例性说明，而不应当视为本发明的全部或者视为对本发明技术方案的限定或限制。
在下面的描述中，为不同构造的实施例描述了各种参数和部件，这些具体的参数和部件仅作为示例而不对本申请的实施例做出限制。
根据本发明的一实施方式结合图1示出。试验排程方法包括以下步骤：输入排程资源以及提供试验任务单；根据排程资源和试验任务单通过试验BOM模型制定试验BOM；建立排程约束和排程优化模型；根据排程控制目标得到排程结果；通过排程看板输出排程结果和/或调整排程结果。
所述排程资源包括：试验区域、日历、设备、人员、公用动力、试验样件、试验授权以及技师技能的信息中的一个或多个。所述试验任务单包括：需要执行的试验的规范和特殊要求以及试验样件的提供时间和归还时间。所述排程看板包括试验任务看板、人员看板、设备看板、样件看板以及项目看板。所述试验BOM模型包括试验阶段、阶段人员、阶段设备、阶段耗材、公用动力以及拆并箱标志的信息中的一个或多个。
所述排程约束包括试验BOM约束、人员工时约束、夹具约束、样件约束、设备特殊约束、试验任务顺序约束、拆并箱约束、工程授权约束以及技师技能约束中的一个或多个。所述排程优化模型包括基本决策变量、基本约束和优化目标。所述排程控制目标包括尽量满足样件提供归还时间、尽量利用资源、尽量均衡人员工作负荷、同一试验人员尽量一致、尽量编排长周期任务每天例行工时。在多个排程目标同时存在时，需要通过设置目标权重，在多个目标之间进行权衡取舍，以便找到更合理的解。
根据本发明的一实施方式提出的试验排程方法，包括以下步骤：输入排程资源、提交试验任务单、制定试验BOM、启动排程引擎得到排程结果、将排程结果输出到排程看板、做线上排程调整以及执行试验。具体地：由试验室管理人员输入排程所需的数据，如参与排程的人员和设备的相关信息、公用动力信息等；由委托方提交任务单到对应的试验区域，提供需要执行的试验规范和特殊要求、试验样件提供时间和归还时间，任务单在审批过程中由功能块负责人个性化配置试验规范及本次试验要求对应的试验BOM，常规试验规范可提前配置好试验BOM，通过审批之后进入待排程状态，通过已建立好排程模型和控制目标的排程引擎，得到基于优化的排程结果，再选取最佳排程结果输出到排程看板，委托方可在排程看板上做线上排程调整，最后由执行者通过排程看板执行试验。
根据本发明的一实施方式提出的试验排程***，包括试验BOM模型、排程模型、资源录入模块、排程看板、排程调整模块、排程客户端。
图2为试验排程***的试验BOM模型，用于个性化配置不同的试验规范，配置试验的构成阶段，以及所需要的资源，包括试验阶段、阶段人员、阶段设备、阶段耗材、公用动力以及拆并箱标志。
进一步的，在试验BOM阶段上可配置特殊拆并箱标志有四种：pass、repeat、extent、expand，这四种拆并箱标志含义如下：Pass：如果多个批次在同一个批次组内，非首个批次但标志pass的阶段不参与排程；Repeat：根据批次样件的数量，倍乘排程时间，例如，“安装调试”阶段需要2小时，标志了repeat, 批次内含5个样件，该阶段排程实际需要 2 *5 = 10 小时；Extent：在按天模式下，根据批次样件的数量，倍乘排程天数。(非按天模式无效)，例如，“试验执行”阶段需工程师按天共5天，每天1小时，批次内含5个样件，该阶段排程实际需 5 * 5 = 25天，每天1小时；Expand：根据批次样件数量，倍乘设备容量。阶段上可同时配置多个标志，以逗号分隔。但是除了pass标志外，一般不建议其他特殊标志混合。
试验阶段拆并箱标志除了前面四种特殊标志外，都属于样件标志。例如BOM阶段中配置了“m”、“标”等样件标志的阶段，会去试验样件中匹配相同标志的样件，加总其数量作为倍乘的数量。
图3为试验排程***的排程模型，用于实现排程的逻辑算法，包括排程约束、排程优化模型、排程控制目标、排程引擎。
排程约束包括试验BOM约束、人员工时约束、夹具约束、样件约束、设备特殊约束、试验任务顺序约束、拆并箱约束、工程授权约束、技师技能约束。
排程优化模型，包括基本决策变量、基本约束、优化目标。其中，试验排程所考虑的试验任务、试验任务中的试验阶段、人员及设备参与一段试验的过程，均为具有[开始时间,结束时间]的一个时间段，例如定义了一个名称为“a”的决策变量，startOf(a)是a的开始时间，endOf(a)是a的结束时间，其具体值由CP算法引擎根据约束和优化目标计算得到。类似这样的基本决策变量有：
1. 试验委托单
Figure RE-878369DEST_PATH_IMAGE001
,
Figure RE-795509DEST_PATH_IMAGE002
2. 试验批次,
Figure RE-296688DEST_PATH_IMAGE004
3. 试验阶段,
Figure RE-995840DEST_PATH_IMAGE006
决策变量之间有5个基本约束：
约束1，试验委托单的开始时间为任务单中最早试验批次的开始时间，结束时间为其最晚试验批次的结束时间。表达式如下：
startOf(Taski) = min{startOf(Jobj), j in jobs of Taski}
endOf(Taski) = max{endOf(Jobj), j in jobs of Taski}
约束2: 试验批次的开始时间不早于委托方要求的开始时间。表达式如下：
startOf(Jobj) ≥Requried start time of Jobj
约束3: 试验批次的开始时间为其第一个阶段的开始时间，结束时间为其最后一个阶段的结束时间。表达式如下：
startOf(Jobj) = startOf(Operj,1)
endOf(Jobj)=endOf(Operj,Nj)Nj为Jobj的最后一个阶段
约束4: 同一个试验批次中，上一个阶段结束后下一个阶段才可以开始。表达式如下：
endOf(Operj,k)≤startOf(Operj,k+1)fork=1,2,...,Nj-1
约束5: 阶段会占用人或设备资源，占用相同资源的阶段不允许冲突，即使用该资源的Opers不出现时间上的重叠。表达式如下：
For any pair of Operj,kand Operj',k' using A
endOf(Operj,k) ≤ startOf(Operj',k')
or startOf(Operj,k) ≥ endOf(Operj',k')
拿其中一条优化目标举列：尽量满足试验结束时间（样件预期归还时间）。优化目标如下：
endDateViolationj= max( 0, endOf(Jobj) - Jobj的要求完成日期 )
排程时间晚于要求时间的天数，如果没有违反(晚于要求时间)则设为0.
weightj=10批次j的优先级+(将来某固定日期-Jobj的提交日期)
权重设置的依据：首先优先级高的权重越大，其次提交时间早的权重大。添加权重的目的是在多个试验竞争资源的情况下，优先去满足优先级高，提交时间早试验。
最终得到优化目标表达式如下：
Figure RE-262873DEST_PATH_IMAGE007
排程控制目标包括尽量满足样件提供归还时间、尽量利用资源、尽量均衡人员工作负荷、同一试验人员尽量一致、尽量编排长周期任务每天例行工时，表达式如表一所示。在多个排程目标同时存在时，需要通过设置目标权重，在多个目标之间进行权衡取舍，以便找到更合理的解。
表一
Figure RE-274823DEST_PATH_IMAGE008
整体目标即这些分目标的加权总和的最小化，即尽量最小化试验时间的违反、工作负荷均衡的违反、试验任务参与人员的数量，最大化长周期工时生效天数（通过最小化
Figure RE-6018DEST_PATH_IMAGE010
的负值来实现）。表达式如下：
录入排程中所需的各类资源也十分重要，资源录入模块包括试验区域、日历管理、设备管理、人员管理、公用动力管理、试验样件录入、试验授权信息、技师技能信息等。其中日历管理用于配置人员和设备的日历，包括常规工作日历、翻班工作日历、缺勤加班日历、年度节假日日历，可满足试验室日常运行以及翻班的所有情况。再者，设备管理中设备组管理是将相同功能的设备归属于同一个设备组，在试验BOM配置设备组而不是设备。排程也会导入设备的设备计量校准、维护保养、维修的计划，用以避开设备的不可利用时间。
最终，排程看板用于展现排程结果，包括试验任务看板、人员看板、设备看板、样件看板、项目看板，给不同人员按需配置看板。排程调整模块，用于在排程结果不满足需求时客户发起调整的功能，包括试验时间调整、试验紧急资源、试验委外。当排程结果不满足需求时，客户在线上发起调整的功能，包括试验时间调整、试验紧急资源、试验委外。除此之外，管理员可使用排程客户端对排程数据和结果的查看、分析、调整，包括排程数据管理、客户端自动排程功能、甘特图手动调整功能。
在不变更本发明实质精神下，本领域的一般技术人员能够将试验排程***中描述的技术方案或技术特征应用于试验排程方法中。
根据本发明的试验排程方法或试验排程***可较好解决试验自动排程这种复杂的资源分配问题，可以实现：缩短排程的周期和响应时间；提升排程***的透明度；取代计划协调人员的工作；通过精细排程细分试验执行过程，提高排程结果的准确度；通过排程结果统计试验过程中各项指标（人工、设备利用率等），为管理层提供决策支持等。
本发明还包括一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现前述的任意一项或多项实施方式所述的方法的步骤，其因此带有的技术特征以及具有的技术效果相应于前面的描述，故在此不再赘述。
本发明的技术范围不仅仅局限于上述说明中的内容，本领域技术人员可以在不脱离本发明技术思想的前提下，对上述实施例进行多种变形和修改，而这些变形和修改均应当属于本发明的保护范围内。

Claims (11)

1. 一种试验排程方法，其特征在于，所述试验排程方法包括以下步骤：a） 根据排程资源和试验任务单制定试验BOM；b） 建立排程约束和排程优化模型；c） 根据排程控制目标得到排程结果。
2.根据权利要求1所述的试验排程方法，其特征在于，所述排程资源包括：试验区域、日历、设备、人员、公用动力、试验样件、试验授权以及技师技能的信息中的一个或多个。
3.根据权利要求1所述的试验排程方法，其特征在于，所述试验任务单包括：需要执行的试验的规范和特殊要求以及试验样件的提供时间和归还时间。
4.根据权利要求1所述的试验排程方法，其特征在于，在步骤a）之前输入排程资源以及提供试验任务单。
5.根据权利要求1所述的试验排程方法，其特征在于，在步骤c）之后输出排程结果和/或调整排程结果。
6.根据权利要求5所述的试验排程方法，其特征在于，通过排程看板输出排程结果，所述排程看板包括试验任务看板、人员看板、设备看板、样件看板以及项目看板。
7.根据权利要求1所述的试验排程方法，其特征在于，所述排程约束包括试验BOM约束、人员工时约束、夹具约束、样件约束、设备特殊约束、试验任务顺序约束、拆并箱约束、工程授权约束以及技师技能约束中的一个或多个。
8.根据权利要求1所述的试验排程方法，其特征在于，所述排程优化模型包括基本决策变量、基本约束和优化目标。
9.根据权利要求1所述的试验排程方法，其特征在于，在步骤a）中通过试验BOM模型制定试验BOM。
10.根据权利要求9所述的试验排程方法，其特征在于，所述试验BOM模型包括试验阶段、阶段人员、阶段设备、阶段耗材、公用动力以及拆并箱标志的信息中的一个或多个。
11.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1至10中任一项所述方法的步骤。
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