CN112936400A - 一种纸板生产排程优化方法及辅助装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于智能生产领域,公开了一种纸板生产排程优化方法,首先基于第一生产模式、第二生产模式、预定原纸的尺寸、预定数量以及预定尺寸分别建立第一损耗量模型、第二损耗量模型以及总损耗量模型,然后,分别基于第一耗损量模型和总耗损量模型遍历对应所有预定订单的所有纸板数组得到多个原纸耗损量,最后,基于多个原纸耗损量在纸板生产线上对多个预定订单的预定纸板进行生产排程优化。本发明还公开了一种纸板生产排程优化方法辅助装置,通过纸板生产排程优化辅助装置实施纸板生产排程优化方法,能够有效地利用纸板生产线的不同生产模式的特性优化纸板生产排程,从而大大提高纸板生产线的裁切效率。
Description
技术领域
本发明属于智能生产领域,具体涉及一种纸板生产排程优化方法及辅助装置。
背景技术
纸板是由成卷的原纸通过纸板生产线经裁切生产出来的,纸板生产线具有用于承载原纸的运送带和对原纸进行裁切的多个裁纸刀,其裁切过程为原纸的宽度方向与运送带的传送方向垂直设置,多个裁纸刀将传送中的原纸裁切预定宽度和长度尺寸的多个纸板,多个纸板成矩阵排列。
目前,高级纸板生产线能够同时裁切出同一规格的纸板或者多个不同的规格的纸板,相应地,这类纸板生产线具有多个生产模式,对于每种生产模式,其产生的原纸损耗量与对应的纸板生产量的对应关系并不相同。
但在实际生产中,如何有效地利用纸板生产线的各种不同生产模式的特性优化纸板生产排程,从而大大提高纸板生产线的裁切效率是一个亟待解决的问题。
发明内容
针对现有技术的缺乏,对具有两种生产模式的纸板生产线的生产模式特性进行了进一步的研究,并且两种生产模式分别对应生产一种规格的纸板及生成两种不同规格的纸板,综合考虑生产辅助成本,经过研究得出了如下结论:1.在生产纸板的长度均在预定范围之内时,采用同时裁切多个不同规格纸板的相应生产模式有助于提高裁切效率,2.在采用同时裁切两个不同规格纸板的相应生产模式裁切完其中需要量较少的一种规格的纸板后,将生产模式转变为裁切相同规格纸板的相应生产模式是成本最优选择。
本发明提供一种纸板生产排程优化方法及辅助装置,通过纸板生产排程优化辅助装置实施纸板生产排程优化方法,能够有效地利用纸板生产线的不同生产模式的特性优化纸板生产排程,从而大大提高纸板生产线的裁切效率。
为实现上述目的,本发明提供了如下技术方案为:
一种纸板生产排程优化方法,用于纸板生产线中,纸板生产线的生产模式包括第一生产模式和第二生产模式,纸板生产线用于将预定原纸根据多个预定订单进行裁切形成预定纸板,预定订单包括预定纸板的预定数量和预定纸板的预定尺寸,其特征在于,包括以下步骤:
步骤S1:基于第一生产模式、预定原纸的尺寸、预定数量以及预定尺寸建立第一损耗量模型;
步骤S2:基于第二生产模式、预定原纸的尺寸、预定数量以及预定尺寸建立第二损耗量模型;
步骤S3:基于第一耗损量模型和第二耗损量模型建立总耗损量模型;
步骤S4:基于多个预定订单建立对应的多个纸板数组;
步骤S5:分别基于第一耗损量模型和总耗损量模型遍历所有纸板数组得到多个原纸耗损量;
步骤S6:基于多个原纸耗损量在纸板生产线上对多个预定订单的预定纸板进行生产排程优化。
优选地,第一生产模式为预定原纸经过纸板生产线的裁切形成同一种预定纸板,
第二生产模式为预定原纸经过纸板生产线的裁切形成两种预定纸板。
进一步地,预定订单还包括独有的订单编号,
预定纸板对应的裁切行数get_rows(x)为:
x为订单编号,x.N为订单编号对应的预定数量,x.C为在第一生产模式下预定纸板的裁切列数,INT()为向下取整函数,
x.C=INT((S-k)/x.W);
k为原纸边缘切边预留量,优选k=250,
第一耗损量模型Loss1(x)为:
Loss1(x)=(S-x.W*x.C)*x.L*get_rows(x);
S为预定原纸的宽度,x.W为订单编号对应的预定纸板的宽度,x.L为订单编号对应的预定纸板的长度。
进一步地,预定纸板对应的每列的长度get_length(x)为:
get_length(x)=get_rows(x)*x.L。
进一步地,当纸板生产线处于第二生产模式时,
裁切列长较长的预定纸板对应的裁切行数get_rows(x_max)为:
x_max为在第二生产模式下,基于get_length(x)得到的裁切的列长较长的预定纸板对应订单编号,x_max.L为x_max对应的预定纸板的长度,l_min为基于get_length(x)得到的裁切的列长较短的裁切列长,
第二耗损量模型Loss2(x1,x2)为:
Loss2(x1,x2)=(S-x1.W*x1.C-x2.W*x2.C)*(x_max.L*get_rows(x_max)*x_max.L);
x1,x2为两种不同的预定纸板对应的两种订单编号,x1.W,x2.W分别为两个订单编号对应的预定纸板的宽度,x1.C,x2.C分别为在第二生产模式下两个订单编号对应的预定纸板的裁切列数。
进一步地,总耗损量模型模型Loss3(x1,x2)为:
Loss3(x1,x2)=Loss2(x1,x2)+(S-x_max.W*XRC)*x_max.L*N_INT(XRN);
x_max.W为x_max对应的预定纸板的宽度,
XRC=INT((S-k)/x_max.W);
x_max.N为x_max对应的预定纸板的预定数量,x_max.C为x_max对应的预定纸板经裁切所形成的列数。
进一步地,纸板数组包括预定订单对应的预定纸板的长度、宽度以及数量,遍历所有纸板数组得到多个原纸耗损量,将多个原纸耗损量对应的预定订单进行升序排序得到优化排程序列,根据优化排程序列的顺序对多个预定订单依次安排生产,即进行生产排程优化。
进一步地,纸板生产线具有承载容量,承载容量随生产时间变化,当承载容量小于优化排序列对应的预定订单时,预定订单在优化排序列中的序列顺序位置延后一位。
本发明还提供了一种用于实施纸板生产排程优化方法的纸板生产排程优化辅助装置,其特征在于,包括:处理器、驱动器以及存储器,存储器中存储有可在处理器上运行的处理程序,处理程序包括第一耗损量模型构建程序、第二耗损量模型构建程序、总耗损量模型以及排程优化程序,第一耗损量模型构建程序用于建立第一耗损量模型,第二耗损量模型构建程序用于建立第二耗损量模型,总耗损量模型构建程序用于建立总耗损量模型,排程优化程序用于确定优化排程序列及对应的生产模式,控制器根据排程优化程序的处理结果控制驱动器驱动纸板生产线以第一生产模式或者第二生产模式根据预定订单对预定原纸进行裁切。
优选地,纸板生产排程优化辅助装置还包括通信模块,存储器通过通信模块与外部的监控***通信连接,从而实时得到纸板生产线上的承载容量。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
1.因为本发明的纸板生产排程优化方法首先基于第一生产模式、第二生产模式、预定原纸的尺寸、预定数量以及预定尺寸分别建立第一损耗量模型、第二损耗量模型以及总损耗量模型,然后,分别基于第一耗损量模型和总耗损量模型遍历对应所有预定订单的所有纸板数组得到多个原纸耗损量,最后,基于多个原纸耗损量在纸板生产线上对多个预定订单的预定纸板进行生产排程优化,因此,本发明在能够在同时考虑提高裁切效率和成本最优对预定纸板进行生产排程优化。
2.因为本发明的纸板生产线具有承载容量,承载容量随生产时间变化,当承载容度小于优化排序列对应的预定订单时,预定订单在优化排序列中的序列顺序位置延后一位,因此,本发明同时也将纸板生产线的承载能力作为纸板生产排程优化的考虑因素之一,从而使得纸板生产线的裁切效率进一步地提高。
3.因为本发明的纸板生产排程优化辅助装置的处理程序包括第一耗损量模型构建程序、第二耗损量模型构建程序、总耗损量模型以及排程优化程序,生产模式转换程序用于确定生产排程对应的生产模式,控制器根据排程优化程序的处理结果控制驱动器驱动纸板生产线以第一生产模式或者第二生产模式根据预定订单对预定原纸进行裁切,因此,本发明通过纸板生产排程优化辅助装置实施纸板生产排程优化方法,能够有效地利用纸板生产线的不同生产模式的特性优化纸板生产排程,从而大大提高纸板生产线的裁切效率。
附图说明
图1为本发明的实施例的纸板生产排程优化方法的步骤示意图。
具体实施方式
为了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,以下实施例结合附图对本发明的一种纸板生产排程优化方法及辅助装置作具体阐述,需要说明的是,对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明,但并不构成对本发明的限定。
本实施例中的纸板生产线用于将预定原纸根据多个预定订单进行裁切形成预定纸板。
预定订单包括独有的订单编号、预定纸板的预定数量和预定纸板的预定尺寸,预定尺寸包括预定纸板的宽度和长度。
纸板生产线具有承载容量,承载容量随生产时间变化,具体地,承载容量为纸板生产线对原纸进行裁切的区域的大小,随着时间的变化,裁切完形成的纸板不断地被传送离开纸板生产线,因此,承载容量随生产时间变化。
生产模式纸板生产线的生产模式包括第一生产模式和第二生产模式。
第一生产模式为预定原纸经过纸板生产线的裁切形成同一种预定纸板,第二生产模式为预定原纸经过纸板生产线的裁切形成两种预定纸板,预定纸板的宽度与纸板生产线的传送方向垂直,预定纸板的长度与纸板生产线的传送方向同向,预定纸板沿纸板生产线的传送方向被裁切成多行,预定纸板沿与纸板生产线的传送方向垂直的方向被裁切成多列。
如图1所示,本实施例中的纸板生产排程优化方法S100,用于纸板生产线中,包括以下步骤:
步骤S1:基于第一生产模式、预定原纸的尺寸、预定数量以及预定尺寸建立第一损耗量模型Loss1(x),
预定纸板对应的裁切行数get_rows(x)为:
x为订单编号,x.N为订单编号对应的预定数量,x.C为在第一生产模式下预定纸板的裁切列数,INT()为向下取整函数,
x.C=INT((S-k)/x.W);
k为原纸边缘切边预留量,优选k=250,
第一耗损量模型Loss1(x)为:
Loss1(x)=(S-x.W*x.C)*x.L*get_rows(x);
S为预定原纸的宽度,x.W为订单编号对应的预定纸板的宽度,x.L为订单编号对应的预定纸板的长度。
在本实施例中,第一耗损量模型Loss1(x)返回纸板生产线以第一生产模式工作时预定原纸的耗损量。
步骤S2:基于第二生产模式、预定原纸的尺寸、预定数量以及预定尺寸建立第二损耗量模型Loss2(x1,x2)。
在纸板生产线以第一生产模式或者第二生产模式工作时,预定纸板对应的每列的长度get_length(x)为:
get_length(x)=get_rows(x)*x.L;
当纸板生产线处于第二生产模式时,
裁切列长较长的预定纸板对应的裁切行数get_rows(x_max)为:
x_max为在第二生产模式下,基于get_length(x)得到的裁切的列长较长的预定纸板对应订单编号,x_max.L为x_max对应的预定纸板的长度,l_min为基于get_length(x)得到的裁切的列长较短的裁切列长,
第二耗损量模型Loss2(x1,x2)为:
Loss2(x1,x2)=(S-x1.W*x1.C-x2.W*x2.C)*(x_max.L*get_rows(x_max)*x_max.L);
x1,x2为两种不同的预定纸板对应的两种订单编号,x1.W,x2.W分别为两个订单编号对应的预定纸板的宽度,x1.C,x2.C分别为在第二生产模式下两个订单编号对应的预定纸板的裁切列数。
在本实施例中,第二耗损量模型Loss2(x1,x2)返回纸板生产线以第二生产模式工作且纸板生产线上同时对两种不同预定纸板时预定原纸的耗损量,在完成对一种预定纸板的裁切后,生产模式将由第二生产模式自动转变为第一生产模式直至完成另一中预定纸板的裁切。
步骤S3:基于第一耗损量模型和第二耗损量模型建立总耗损量模型Loss3(x1,x2),总耗损量模型Loss3(x1,x2)为:
Loss3(x1,x2)=Loss2(x1,x2)+(S-x_max.W*XRC)*x_max.L*N_INT(XRN);
x_max.W为x_max对应的预定纸板的宽度,
XRC=INT((S-k)/x_max.W);
x_max.N为x_max对应的预定纸板的预定数量,x_max.C为x_max对应的预定纸板经裁切所形成的列数。
在本实施例中,第二耗损量模型Loss3(x1,x2)返回纸板生产线以第二生产模式工作时预定原纸的耗损量,即同时完成对两种预定纸板的裁切所需预定原纸的总耗损量。
步骤S4:基于多个预定订单建立对应的多个纸板数组;
纸板数组包括预定订单对应的预定纸板的长度、宽度以及数量,
步骤S5:分别基于第一耗损量模型Loss1(x)和总耗损量模型Loss3(x1,x2)遍历所有纸板数组得到多个原纸耗损量。
步骤S6:基于多个原纸耗损量在纸板生产线上对多个预定订单的预定纸板进行生产排程优化。
遍历所有纸板数组得到多个原纸耗损量,将多个原纸耗损量对应的预定订单进行升序排序得到优化排程序列,根据优化排程序列的顺序对多个预定订单依次安排生产,即进行生产排程优化。
在本实施例中,具体地操作为首先在第一耗损量模型Loss1(x)中遍历所有纸板数组得到对应的原纸耗损量,然后再在总耗损量模型Loss3(x1,x2)中再次遍历所有纸板数组得到对应的原纸耗损量,并将所有原纸耗损量由小至大排序形成优化排程序列,越小的原纸耗损量在生产排程中获得越高的生产优先级。
当纸板生产线的承载容量小于优化排序列对应的预定订单所需的承载容量时,预定订单在优化排序列中的序列顺序位置延后一位,从而能够在承载容量随时间变化而适应预定订单所需时,能够即时根据预定订单对预定原纸进行裁切,近而使得纸板生产线的裁切效率进一步地提高。
本发明还提供了一种用于实施本实施例的纸板生产排程优化方法S100的纸板生产排程优化辅助装置(附图中未标出),包括:处理器、通信模块、驱动器以及存储器,存储器中存储有可在处理器上运行的处理程序。
存储器通过通信模块与外部的监控***通信连接,从而实时得到纸板生产线上的承载容度,在本实施例中,存储器中存储有订单列表,订单列表中包括多个预定订单,在纸板生产线对一个或者两个预定订单开始进行裁切时,相关对应的预定订单将被删除。
处理程序包括第一耗损量模型构建程序、第二耗损量模型构建程序、总耗损量模型以及排程优化程序,在本实施例中,处理程序还包括订单去重程序。
第一耗损量模型构建程序用于建立第一耗损量模型Loss1(x),第二耗损量模型构建程序用于建立第二耗损量模型Loss2(x1,x2),总耗损量模型构建程序用于建立总耗损量模型Loss3(x1,x2),排程优化程序用于确定优化排程序列及对应的生产模式。
在本实施例中,在纸板生产线对一个或者两个预定订单开始进行裁切时,订单去重程序用于将相关对应的预定订单从订单列表中删除。
控制器根据排程优化程序的处理结果控制驱动器驱动纸板生产线以第一生产模式或者第二生产模式根据预定订单对预定原纸进行裁切。
上述实施方式为本发明的优选案例,并不用来限制本发明的保护范围,本领域普通技术人员在所附权利要求范围内不需要创造性劳动就能做出的各种变形或修改仍属本专利的保护范围。
Claims (10)
1.一种纸板生产排程优化方法,用于纸板生产线中,所述纸板生产线的生产模式包括第一生产模式和第二生产模式,所述纸板生产线用于将预定原纸根据多个预定订单进行裁切形成预定纸板,所述预定订单包括所述预定纸板的预定数量和所述预定纸板的预定尺寸,其特征在于,包括以下步骤:
步骤S1:基于所述第一生产模式、所述预定原纸的尺寸、所述预定数量以及所述预定尺寸建立第一损耗量模型;
步骤S2:基于所述第二生产模式、预定原纸的尺寸、所述预定数量以及所述预定尺寸建立第二损耗量模型;
步骤S3:基于所述第一耗损量模型和所述第二耗损量模型建立总耗损量模型;
步骤S4:基于多个所述预定订单建立对应的多个纸板数组;
步骤S5:分别基于所述第一耗损量模型和所述总耗损量模型遍历所有所述纸板数组得到多个原纸耗损量;
步骤S6:基于多个所述原纸耗损量在所述纸板生产线上对多个所述预定订单的预定纸板进行生产排程优化。
2.根据权利要求1所述的纸板生产排程优化方法,其特征在于:
其中,所述第一生产模式为所述预定原纸经过所述纸板生产线的裁切形成同一种所述预定纸板,
所述第二生产模式为所述预定原纸经过所述纸板生产线的裁切形成两种所述预定纸板。
3.根据权利要求2所述的纸板生产排程优化方法,其特征在于:
其中,所述预定订单还包括独有的所述订单编号,
所述预定纸板对应的裁切行数get_rows(x)为:
x为所述订单编号,x.N为所述订单编号对应的所述预定数量,x.C为在所述第一生产模式下所述预定纸板的裁切列数,INT()为向下取整函数,
x.C=INT((S-k)/x.W);
k为原纸边缘切边预留量,优选k=250,
所述第一耗损量模型Loss1(x)为:
Loss1(x)=(S-x.W*x.C)*x.L*get_rows(x);
S为所述预定原纸的宽度,x.W为所述订单编号对应的所述预定纸板的宽度,x.L为所述订单编号对应的所述预定纸板的长度。
4.根据权利要求3所述的纸板生产排程优化方法,其特征在于:
其中,所述预定纸板对应的每列的长度get_length(x)为:
get_length(x)=get_rows(x)*x.L。
5.根据权利要求4所述的纸板生产排程优化方法,其特征在于:
其中,当所述纸板生产线处于所述第二生产模式时,
裁切列长较长的所述预定纸板对应的裁切行数get_rows(x_max)为:
x_max为在所述第二生产模式下,基于get_length(x)得到的裁切的列长较长的所述预定纸板对应所述订单编号,x_max.L为x_max对应的所述预定纸板的长度,l_min为基于get_length(x)得到的裁切的列长较短的裁切列长,
所述第二耗损量模型Loss2(x1,x2)为:
Loss2(x1,x2)=(S-x1.W*x1.C-x2.W*x2.C)*(x_max.L*get_rows(x_max)*x_max.L);
x1,x2为两种不同的所述预定纸板对应的两种所述订单编号,x1.W,x2.W分别为两个所述订单编号对应的所述预定纸板的宽度,x1.C,x2.C分别为在所述第二生产模式下两个所述订单编号对应的所述预定纸板的裁切列数。
7.根据权利要求6所述的纸板生产排程优化方法,其特征在于:
其中,所述纸板数组包括所述预定订单对应的预定纸板的长度、宽度以及数量,
遍历所有所述纸板数组得到多个原纸耗损量,将多个所述原纸耗损量对应的所述预定订单进行升序排序得到优化排程序列,根据所述优化排程序列的顺序对多个所述预定订单依次安排生产,即进行生产排程优化。
8.根据权利要求7所述的纸板生产排程优化方法,其特征在于:
其中,所述纸板生产线具有承载容量,所述承载容量随生产时间变化,
当所述承载容量小于所述优化排序列对应的所述预定订单时,所述预定订单在所述所述优化排序列中的序列顺序位置延后一位。
9.用于实施权利要求1-8中任意一项所述的纸板生产排程优化方法的纸板生产排程优化辅助装置,其特征在于,包括:
处理器、驱动器以及存储器,所述存储器中存储有可在所述处理器上运行的处理程序,
所述处理程序包括第一耗损量模型构建程序、第二耗损量模型构建程序、总耗损量模型以及排程优化程序,
所述第一耗损量模型构建程序用于建立所述第一耗损量模型,
所述第二耗损量模型构建程序用于建立所述第二耗损量模型,
所述总耗损量模型构建程序用于建立所述总耗损量模型,
所述排程优化程序用于确定优化排程序列及对应的生产模式,
所述控制器根据所述排程优化程序的处理结果控制所述驱动器驱动所述纸板生产线以所述第一生产模式或者所述第二生产模式根据所述预定订单对所述预定原纸进行裁切。
10.根据权利要求9所述的纸板生产排程优化辅助装置,其特征在于,还包括:
通信模块,
所述存储器通过所述通信模块与外部的监控***通信连接,从而实时得到所述纸板生产线上的所述承载容量。
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Denomination of invention: An Optimization Method and Auxiliary Device for Paperboard Production Scheduling Granted publication date: 20230516 Pledgee: Agricultural Bank of China Limited Shanghai Jinshan Sub-branch Pledgor: SHANGHAI JINSHAN PAPER INDUSTRY Co.,Ltd. Registration number: Y2024310000445 |