排产方案的调整方法、装置、设备和计算机可读存储介质与流程

1.本技术涉及生产技术领域，特别是涉及一种排产方案的调整方法、装置、设备和计算机可读存储介质。


背景技术：

2.随着经济的发展，散货码头的生产水平逐渐提升，排产的复杂度也随之增加。目前，散货码头排产方案的编制尚无辅助决策工具，完全依赖于中控调度员的调度经验。然而，一方面，调度员对排产方案的效果难以准确评估，无法形成排产-评估-再排产的良性循环，一定程度上阻碍了排产方案的优化；另一方面，当排产方案中部分任务延误，且各个任务间存在较强的关联性时，往往难以及时捕获其对整体排产方案的影响，错失方案调整窗口期，进而引发更大范围的生产延误。


技术实现要素：

3.基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够对生产任务进行实时调整的调整方法、装置、设备和计算机可读存储介质，为中控调度员提供决策依据，提高调度员的执行效率和排产方案编制的合理性。
4.一种排产方案的调整方法，包括步骤：
5.获取设备的时间参数；时间参数包括等待时间参数、准备时间参数、运行时间参数、制动时间参数和安全时间参数；
6.建立排产方案的运行调度模型；
7.基于等待时间参数、准备时间参数、运行时间参数和制动时间参数求解运行调度模型，得到生产任务的时间埋点；
8.根据时间埋点调整排产方案。
9.在其中一个实施例中，建立排产方案的运行调度模型的步骤，包括：
10.获取排产方案；
11.基于排产方案建立目标函数；
12.获取设备执行子任务的工艺时序和设备的物理特性；
13.基于物理特性和工艺时序建立设备模型；
14.根据子任务的约束关系得到约束条件；
15.将子任务的起始时刻确定为决策变量；
16.建立流程模型；
17.根据流程模型、决策变量、约束条件、设备模型和目标函数，得到运行调度模型。
18.在其中一个实施例中，建立流程模型的步骤，包括：
19.获取生产流程，并基于生产流程建立生产流程模型；
20.获取生产业务规则，并基于业务规则建立业务规则模型；
21.处理生产流程模型和业务规则模型，得到流程模型。
22.在其中一个实施例中，建立排产方案的运行调度模型的步骤，还包括：
23.判断排产方案中的是否存在关键事件；
24.若判断结果为是，则建立排产方案的运行调度模型。
25.在其中一个实施例中，建立排产方案的运行调度模型的步骤，还包括：
26.周期性建立排产方案的运行调度模型。
27.在其中一个实施例中，排产方案的调整方法还包括步骤：
28.建立相关数据库；
29.查询相关数据库，得到运行调度模型的初始化数据；
30.采用初始化数据对运行调度模型进行初始化处理。
31.在其中一个实施例中，排产方案的调整方法还包括步骤：
32.获取时间埋点的实际触发时刻；
33.采用实际触发时刻更新相关数据库。
34.一种排产方案的调整装置，包括：
35.时间参数获取模块，用于获取设备的时间参数；时间参数包括等待时间参数、准备时间参数、运行时间参数、制动时间参数和安全时间参数；
36.运行调度模型建立模块，用于建立排产方案的运行调度模型；
37.时间埋点获取模块，用于基于等待时间参数、准备时间参数、运行时间参数和制动时间参数求解运行调度模型，得到生产任务的时间埋点；
38.排产方案调整模块，用于根据时间埋点调整排产方案。
39.一种生产任务的调整设备，包括：
40.处理器，用于实现上述任一项方法的步骤；
41.显示器，用于显示生产任务的时间埋点。
42.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述任一项方法的步骤。
43.上述排产方案的调整方法，通过获取设备的时间参数；时间参数包括等待时间参数、准备时间参数、运行时间参数、制动时间参数和安全时间参数；建立排产方案的运行调度模型；基于等待时间参数、准备时间参数、运行时间参数和制动时间参数求解运行调度模型，得到生产任务的时间埋点；根据时间埋点调整排产方案，为中控调度员提供直观、多维度的信息展现方式，帮助调度员全面地掌握排产执行情况，提供决策依据，提高了中控调度的合理性与执行效率。
附图说明
44.为了更清楚地说明本技术实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统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技术的一些实施例，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获得其他的附图。
45.图1为一个实施例中排产方案的调整方法的第一示意性流程示意图；
46.图2为一个实施例中建立排产方案的运行调度模型的步骤的第一示意性流程示意图；
47.图3为一个实施例中建立流程模型的步骤的流程示意图；
48.图4为一个实施例中建立排产方案的运行调度模型的步骤的第二示意性流程示意图；
49.图5为一个实施例中排产方案的调整方法的第二示意性流程示意图；
50.图6为一个实施例中排产方案的调整方法的第三示意性流程示意图。
具体实施方式
51.为了便于理解本技术，下面将参照相关附图对本技术进行更全面的描述。附图中给出了本技术的实施例。但是，本技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本技术的公开内容更加透彻全面。
52.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术。
53.可以理解，本技术所使用的术语“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。
54.正如背景技术所述，随着经济的发展，散货码头的生产水平逐渐提升，排产的复杂度也随之增加。目前，散货码头排产方案的编制尚无辅助决策工具，完全依赖于中控调度员的调度经验。然而，一方面，调度员对排产方案的效果难以准确评估，无法形成排产-评估-再排产的良性循环，一定程度上阻碍了排产方案的优化；另一方面，当排产方案中部分任务延误，且各个任务间存在较强的关联性时，往往难以及时捕获其对整体排产方案的影响，错失方案调整窗口期，进而引发更大范围的生产延误。
55.鉴于此，本发明提出了一种能够对生产任务进行实时调整的调整方法、装置、设备和计算机可读存储介质，为中控调度员提供决策依据，提高调度员的执行效率和排产方案编制的合理性。
56.在一个实施例中，如图1所示，提供了一种排产方案的调整方法，包括步骤：
57.s110，获取设备的时间参数；时间参数包括等待时间参数、准备时间参数、运行时间参数、制动时间参数和安全时间参数；
58.具体而言，设备是指生产设备，生产设备指装卸、运输、加工煤料的机械设备，包括翻车机、堆料机、卸料小车、取料机、活化给料机、装船机、皮带机、堆取料机和辅助设备等设备；时间参数是指设备处于等待、准备、运行、制动和安全时的时长。
59.s120，建立排产方案的运行调度模型；
60.具体而言，运行调度模型为设备、生产流程和业务规则的载体。可以采用本领域中任意一种方法建立运行调度模型，可选地，采用运筹规划技术建立运行调度模型。
61.s130，基于等待时间参数、准备时间参数、运行时间参数和制动时间参数求解运行调度模型，得到生产任务的时间埋点；
62.具体而言，时间埋点指在基于数字孪生模型进行生产过程推演计算时通过离散事件系统仿真的方式，在预先规定的关键时刻记录的时间点信息。时间埋点能为排产计划可
视化提供时间信息，也能为自动下发设备子任务控制指令提供时间依据。时间埋点应首先按照设备状态分段，再根据其控制子任务详细定义，设备在生产过程中的状态可分为：等待阶段、准备阶段、待作业阶段、作业阶段和释放阶段。其中，等待阶段：设备被上级指令占用时，本级指令需等待上级指令释放该设备的阶段；准备阶段：设备进行准备工作，逐渐进入作业状态的阶段；待作业阶段：设备准备完毕，等待工作的阶段；作业阶段：设备正式运转的阶段；释放阶段：设备作业结束，复位或停止的阶段。具体地，参照设备的等待时间、准备时间、运行时间、制动时间和安全时间求解构建的设备运行调度模型，即流程开始时间和各类设备动作开始时间，得到生产任务的时间埋点。
63.s140，根据时间埋点调整排产方案。
64.上述排产方案的调整方法，通过获取设备的时间参数；时间参数包括等待时间参数、准备时间参数、运行时间参数、制动时间参数和安全时间参数；建立排产方案的运行调度模型；基于等待时间参数、准备时间参数、运行时间参数和制动时间参数求解运行调度模型，得到生产任务的时间埋点；根据时间埋点调整排产方案，为中控调度员提供直观、多维度的信息展现方式，帮助调度员全面地掌握排产执行情况，提供决策依据，提高了中控调度的合理性与执行效率。
65.在一个实施例中，如图2所示，建立排产方案的运行调度模型的步骤，包括：
66.s150，获取排产方案；
67.具体而言，排产方案是指将制作好的指令按照一定接替关系排序工作的生产安排。具体地，可以通过有向无环图的方法获取排产方案，将各设备指令作为有向无环图的节点，指令的连接关系作为有向无环图的边，可以更直观的展示设备指令，便于排产作业的实施，为排产方案的自动化执行控制提供了可能。
68.s160，基于排产方案建立目标函数；
69.具体而言，针对排产计划，以安全高效为目标，建立目标函数。
70.s170，获取设备执行子任务的工艺时序和设备的物理特性；
71.s180，基于物理特性和工艺时序建立设备模型；
72.具体而言，针对散货码头十余种生产设备和生产资源，通过总结设备工艺时序和物理特性，构建设备模型，设备模型包括设备数学和物理模型。设备模型可精确地模拟推演设备各子任务的执行过程。设备模型和基于设备属性和实时设备状态建立的数据库，构成设备数字孪生模型。
73.s190，根据子任务的约束关系得到约束条件；
74.具体而言，在推演设备子任务的基础上推演生产流程的整体执行过程，设备子任务在生产流程中的约束关系即为生产过程推演计算时的约束条件。
75.s200，将子任务的起始时刻确定为决策变量；
76.具体而言，子任务的运行调度起始时间埋点即为生产过程推演计算时的决策变量。
77.s210，建立流程模型；
78.具体而言，流程模型包括生产流程模型和业务规则模型；具体地，针对散货码头生产作业中的各类业务规则，构建业务规则模型，并将业务规则模型与生产流程模型相融合，得到流程模型，实现生产流程的数字孪生。
79.s220，根据流程模型、决策变量、约束条件、设备模型和目标函数，得到运行调度模型。
80.具体而言，流程模型可调用设备模型，对生产流程添加约束条件、目标函数和决策变量，利用运筹规划技术建立运行调度模型。
81.在一个实施例中，如图3所示，建立流程模型的步骤，包括：
82.s230，获取生产流程，并基于生产流程建立生产流程模型；
83.具体而言，生产流程是指装卸、运输、加工煤料的工艺流程，每种生产流程中包含的生产设备和生产资源如下所述：翻堆流程：翻车机-皮带线-堆料机(卸料小车)-垛位(筒仓)；电厂流程：翻车机-皮带线-电厂；筛分流程：翻车机-皮带线-筛分机房-皮带线-堆料机 堆取料机-垛位；直装流程：翻车机-皮带线-装船机-船舶；取装流程：垛位(筒仓)-取料机(给料器)-皮带线-装船机-船舶；倒仓流程：筒仓-给料器-皮带-堆料机-垛位。具体地，针对散货码头多种生产流程，通过总结生产流程业务逻辑，构建生产流程模型。
84.s240，获取生产业务规则，并基于业务规则建立业务规则模型；
85.具体而言，业务规则包括：允许给料规则；停止给料规则；指令完成后皮带机制动规则；皮带机顺起规则；皮带机逆起规则；皮带机启动互斥规则；堆场作业及单机设备运行规则；指令接续/顶替规则。其中，指令指根据生产计划，选择某条设备流程线和对应生产资源，指定作业结束条件(作业量或作业车节数)的生产过程。指令接替关系：指指令间的先后次序关系，接替关系分接续和顶替两种。接续关系中后序指令等待前序指令释放设备后开始执行，顶替关系中后序指令直接取代前序指令，前序指令提前完成，并释放设备给后序指令使用。
86.s250，处理生产流程模型和业务规则模型，得到流程模型。
87.具体而言，针对散货码头生产作业中的各类业务规则，构建业务规则模型，并将业务规则模型与生产流程模型相融合，得到流程模型，实现生产流程数的字孪生。
88.在一个实施例中，如图4所示，建立排产方案的运行调度模型的步骤，还包括：
89.s260，判断排产方案中的是否存在关键事件；
90.s270，若判断结果为是，则建立排产方案的运行调度模型。
91.具体而言，关键事件包括排产计划关键事件、指令关键事件和设备关键事件。具体地，运行调度模型由关键事件触发；其中，排产计划关键事件触发包括：排产计划增加新指令时；排产计划删除指令时；排产计划重新排序时。指令关键事件触发包括：指令暂停时；指令急停时；指令恢复时；指令提前完成时；指令修改作业量时。设备关键事件触发包括：设备发生故障时；设备故障恢复时；设备修改运行参数时。
92.在一个实施例中，建立排产方案的运行调度模型的步骤，还包括：
93.周期性建立排产方案的运行调度模型。
94.具体而言，排产方案下发后，运行调度模型推演引擎可周期性触发。具体地，指令实际执行过程中，由于设备实际运转情况与推演计算结果存在人为误差和系统误差，误差的不断累积就要求实时推演能够定时触发，实现通过设备任务的实际执行时间修正推演计算结果的目的。
95.在一个实施例中，如图5所示，排产方案的调整方法还包括步骤：
96.s280，建立相关数据库；
97.具体而言，相关数据库包括设备数据库、指令数据库、设备流程线数据库和规则数据库。
98.s290，查询相关数据库，得到运行调度模型的初始化数据；
99.s300，采用初始化数据对运行调度模型进行初始化处理。
100.具体而言，推演系统的优化计算需要大量参考数据，这些数据包括设备属性数据、设备实时数据、生产流程数据、指令实时状态数据、堆场模型数据和各类设置数据等。因此在触发时刻，需查询各类相关数据库，获取初始化数据，构建运行调度模型的起始状态。
101.在一个实施例中，如图6所示，排产方案的调整方法还包括步骤：
102.s310，获取时间埋点的实际触发时刻；
103.s320，采用实际触发时刻更新相关数据库。
104.具体而言，在实际生产运行中，时间埋点的真实触发时刻记录在相关数据库中，为实时推演提供修正依据，使得实时推演结果能够准确逼近生产实际。
105.应该理解的是，虽然图1-图6的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图1-图6中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
106.在一个实施例中，提供了一种排产方案的调整装置，包括：
107.时间参数获取模块，用于获取设备的时间参数；时间参数包括等待时间参数、准备时间参数、运行时间参数、制动时间参数和安全时间参数；
108.运行调度模型建立模块，用于建立排产方案的运行调度模型；
109.时间埋点获取模块，用于基于等待时间参数、准备时间参数、运行时间参数和制动时间参数求解运行调度模型，得到生产任务的时间埋点；
110.排产方案调整模块，用于根据时间埋点调整排产方案。
111.在一个实施例中，运行调度模型建立模块包括：
112.排产方案获取模块，用于获取排产方案；
113.目标函数建立模块，用于基于排产方案建立目标函数；
114.工艺时序获取模块，用于获取设备执行子任务的工艺时序和设备的物理特性；
115.设备模型建立模块，用于基于物理特性和工艺时序建立设备模型；
116.约束条件建立模块，用于根据子任务的约束关系得到约束条件；
117.决策变量获取模块，用于将子任务的起始时刻确定为决策变量；
118.流程模型建立模块，用于建立流程模型；
119.运行调度模型处理模块，用于根据流程模型、决策变量、约束条件、设备模型和目标函数，得到运行调度模型。
120.在一个实施例中，流程模型建立模块包括：
121.生产流程模型建立模块，用于获取生产流程，并基于生产流程建立生产流程模型；
122.业务规则模型建立模块，用于获取生产业务规则，并基于业务规则建立业务规则
模型；
123.业务规则模块处理模块，用于处理生产流程模型和业务规则模型，得到流程模型。
124.在一个实施例中，运行调度模型建立模块还包括：
125.关键事件判断模块，用于判断排产方案中的是否存在关键事件；
126.判断结果确认模块，用于若判断结果为是，则建立排产方案的运行调度模型。
127.在一个实施例中，运行调度模型建立模块还包括：
128.周期模块，用于周期性建立排产方案的运行调度模型。
129.在一个实施例中，排产方案的调整装置还包括：
130.数据库建立模块，用于建立相关数据库；
131.数据库查询模块，用于查询相关数据库，得到运行调度模型的初始化数据；
132.初始化模块，用于采用初始化数据对运行调度模型进行初始化处理。
133.在一个实施例中，排产方案的调整装置还包括步骤：
134.实际触发时刻获取模块，用于获取时间埋点的实际触发时刻；
135.数据库更新模块，用于采用实际触发时刻更新相关数据库。
136.关于排产方案的调整装置的具体限定可以参见上文中对于排产方案的调整方法的限定，在此不再赘述。上述排场方案的调整装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。需要说明的是，本技术实施例中对模块的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。
137.在一个实施例中，提供了一种生产任务的调整设备，包括：
138.处理器，用于实现上述方法的步骤。
139.显示器，用于显示排产信息。
140.在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现下述方法的步骤：
141.获取设备的时间参数；时间参数包括等待时间参数、准备时间参数、运行时间参数、制动时间参数和安全时间参数；
142.建立排产方案的运行调度模型；
143.基于等待时间参数、准备时间参数、运行时间参数和制动时间参数求解运行调度模型，得到生产任务的时间埋点；
144.根据时间埋点调整排产方案。
145.在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
146.获取排产方案；
147.基于排产方案建立目标函数；
148.获取设备执行子任务的工艺时序和设备的物理特性；
149.基于物理特性和工艺时序建立设备模型；
150.根据子任务的约束关系得到约束条件；
151.将子任务的起始时刻确定为决策变量；
152.建立流程模型；
153.根据流程模型、决策变量、约束条件、设备模型和目标函数，得到运行调度模型。
154.在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
155.获取生产流程，并基于生产流程建立生产流程模型；
156.获取生产业务规则，并基于业务规则建立业务规则模型；
157.处理生产流程模型和业务规则模型，得到流程模型。
158.在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
159.判断排产方案中的是否存在关键事件；
160.若判断结果为是，则建立排产方案的运行调度模型。
161.在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
162.周期性建立排产方案的运行调度模型。
163.在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
164.建立相关数据库；
165.查询相关数据库，得到运行调度模型的初始化数据；
166.采用初始化数据对运行调度模型进行初始化处理。
167.在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
168.获取时间埋点的实际触发时刻；
169.采用实际触发时刻更新相关数据库。
170.本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本技术所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(read-only memory，rom)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(random access memory，ram)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，ram可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(static random access memory，sram)或动态随机存取存储器(dynamic random access memory，dram)等。
171.在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、“理想实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。
172.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
173.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。