一种基于工位组划分的物料配送方法

摘要

本发明公开了一种基于工位组划分的物料配送方法，具体涉及混流装配车间物料配送领域。其解决了现有的混流装配线容易因为物料调度不协调影响整个生产进程的不足。该方法包括以下步骤：步骤1：对上线产品数量及型号进行统计，并以产品上线件数作为生产进程的指标；步骤2：根据产品的BOM获得每件产品的物料需求；步骤3：根据物料清单，查看每种物料及运输工具的具体信息，根据具体信息及物料消耗的件数建立数学模型，对物料配送进行规划，步骤4：依据工位组划分对每一工位组配送的路线进行规划；步骤5：根据物料属性分析、拣选频次分析、物料间关联性、物料的存放方式建立数学模型，对仓库库位进行优化；步骤6：根据工作流程进行配送。

权利要求

1.一种基于工位组划分的物料配送方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：在产品上线处设置RFID扫描器，对上线产品数量及型号进行统计，并以产品上线件数作为生产进程的指标；

步骤2：根据产品的BOM获得每件产品的物料需求，并将工位与所需物料相对应，据此计算在生产第i件产品时，每个物料消耗工位消耗物料情况；

步骤3：根据物料清单，查看每种物料及运输工具的具体信息，根据具体信息及物料消耗的件数建立数学模型，对物料配送进行规划，在生产到第i件产品时，对物料消耗工位所组成的工位组Zj进行配送；

每种物料及运输工具的具体信息包括存放物料容器的信息，物料盒的种类、大小，及物料盒之间的组合方式、存放物料的件数、运输工具的运输能力；

步骤4：依据工位组划分对每一工位组配送的路线进行规划；

所述工位组划分具体为，通过产品的物料消耗数量，计算出生产到第i个产品，第n个物料消耗工位的物料所需量lackin，再根据第n种物料的单位产品所需物料量Con、单位物料盒内物料数量Can、物料盒体积Vn、运输工具的最大运载量Q信息进行规划，当物料缺少箱数等于或大于运输工具的最大运载量Q时，进行物料的配送，此次的运输工位组成一个运输工位组，配送完成后更新物料缺失量，一轮的物料缺失工位划分为一个工位组；设置线边物料最大库存Maxn与最小库存Minn，线边库存量不得超过最大库存量，当线边库存到达最小库存量时，即使车载率较低，也安排配送任务；

步骤5：依据工位组划分，得出每种物料的配送频率，根据物料属性分析、拣选频次分析、物料间关联性、物料的存放方式建立数学模型，对仓库库位进行优化；以物料暂存区为中心，根据划分的工位组，以及现有工厂配送通道，对每个工位组的配送路径进行合理规划；

根据物料的拣选频次分析，式(1)表示最小化所有物料在固定周期内的拣选总距离，其中，dab为第a个区域中第b个货架到拣选工作台的行程距离，fn为固定周期内物料n的平均拣选频次，S.t： xnab＝1表示第n种零件置于第a个区域的第b个货架，否则为0，表示一种物料只能放在一个库位中；

根据物料属性分析、拣选频次分析、物料间关联性、物料的存放方式建立的数学模型为式(2)所示，

其中，S.t：Fn＝fn/Rn， xnab＝1表示第n种零件置于第a个区域的第b个货架，否则为0；

根据物料间关联性及根据划分的工位组，两种物料在同一工位组的次数越多，相关性越大，对具有相关性的物料进行聚类处理，将物料关联系数定义为式(3)，其中，Pmn表示物料m与n在同一工位组的次数，rmn代表物料间的相关性大小，rmn∈[0,

1]，定义新参数为每种物料修正后的拣选频次Fn，Fn＝fn/Rn， fn为固定周期内物料n的平均拣选频次；

步骤6：将工作人员划分为仓库备料人员与配送人员，根据工作流程进行配送。

说明书

一种基于工位组划分的物料配送方法

技术领域

[0001] 本发明涉及混流装配车间物料配送领域，具体涉及一种基于工位组划分的物料配送方法。

背景技术

[0002] 随着市场竞争的日益加剧和科学技术的高速发展，多品种小批量的混流装配生产成为企业快速响应客户多样化和个性化需求的一种有效手段。混流装配线是一种在同一条
生产线上混合连续地生产不同型号产品的柔性生产系统，既能提高生产效率、扩大产能，又
能满足多品种多规格的装配需求，具有一定的灵活性和适应性，同时也加大了准时制物料
配送的难度。对于现代复杂混流装配线而言，合理的物料调度方案是保证实现物料准时配
送的关键。在混流装配线正常运行的基础上，最大限度优化配送车辆行驶路径以及缩短配
送时间并提高配送车辆利用率，对优化物料调度方案及实现准时制生产方式具有重要意
义。

[0003] 现有配送模式为，根据生产计划将当日生产所需物料存放在厂区内部暂存区，再由厂区配送人员将物料发送至生产线旁，配送人员按经验选择物料配送的先后顺序及数
量，若线边出现紧急缺料，通过手机进行催料，保证正常生产。存区物料存放规则简单，按照
类别进行划分。

[0004] 上述方案缺点在于：

[0005] 没有对物料配送调度方案进行设计优化，所配送的物料不一定为实际生产所需，而所需的物料可能没有配送到位。造成线边物料堆积过度，以及线边所需物料配送不及时。

[0006] 由于生产节拍不稳定，缺少良好的物料调度设计优化，导致配送人员工作任务极不协调，多种物料发出紧急配送需求时，配送人员较忙，没有紧急配送需求时，配送人员较
闲。

[0007] 配送人员无法得知线边物料消耗情况，当同时有多个紧急缺料通知时，可能导致配送人员配送不及时导致产线因缺少物料而停产。

[0008] 对仓库没有合理的规划，导致捡料出错、效率低等问题的发生。

发明内容

[0009] 本发明的目的是针对上述不足，提出了一种基于工位组划分的物料配送方法，该配送方法通过对配送调度方案进行设计优化，使配送物料种类及数量更加合理，保证混流
装配线生产过程不发生缺料停产的情况。

[0010] 本发明具体采用如下技术方案：

[0011] 一种基于工位组划分的物料配送方法，包括以下步骤：

[0012] 步骤1：在产品上线处设置RFID扫描器，对上线产品数量及型号进行统计，并以产品上线件数作为生产进程的指标；

[0013] 步骤2：根据产品的BOM获得每件产品的物料需求，并将工位与所需物料相对应，据此计算在生产第i件产品时，每个物料消耗工位消耗物料情况；

[0014] 步骤3：根据物料清单，查看每种物料及运输工具的具体信息，根据具体信息及物料消耗的件数建立数学模型，对物料配送进行规划，在生产到第i件产品时，对物料消耗工
位所组成的工位组Zj进行配送。

[0015] 步骤4：依据工位组划分对每一工位组配送的路线进行规划；

[0016] 步骤5：依据工位组划分，得出每种物料的配送频率，根据物料属性分析、拣选频次分析、物料间关联性、物料的存放方式建立数学模型，对仓库库位进行优化；

[0017] 步骤6：将工作人员划分为仓库备料人员与配送人员，根据工作流程进行配送。

[0018] 优选地，所述步骤3中，每种物料及运输工具的具体信息包括存放物料容器的信息，物料盒的种类、大小，及物料盒之间的组合方式、存放物料的件数、运输工具的运输能
力。

[0019] 优选地，所述工位组划分具体为，通过产品的物料消耗数量，计算出生产到第i个产品，第n个物料消耗工位的物料所需量lackin，再根据第n种物料的单位产品所需物料量
Con、单位物料盒内物料数量Can、物料盒体积Vn、运输工具的最大运载量Q信息进行规划，当
物料缺少箱数等于或大于运输工具的最大运载量Q时，进行物料的配送，此次的运输工位组
成一个运输工位组，配送完成后更新物料缺失量，一轮的物料缺失工位划分为一个工位组。

[0020] 优选地，设置线边物料最大库存Maxn与最小库存Minn，线边库存量不得超过最大库存量，当线边库存到达最小库存量时，即使车载率较低，也安排配送任务。

[0021] 优选地，所述步骤5中，根据物料的拣选频次分析，式(1)表示最小化所有物料在固定周期内的拣选总距离，

[0022]

[0023] 其中，dab为第a个区域中第b个货架到拣选工作台的行程距离，fn为固定周期内物料n的平均拣选频次， xnab＝1表示第n种零件置于第a个区域的第b
个货架，否则为0，表示一种物料只能放在一个库位中。

[0024] 优选地，所述步骤5中，根据物料属性分析、拣选频次分析、物料间关联性、物料的存放方式建立的数学模型为式(2)所示，

[0025]

[0026] 其中， xnab＝1表示第n种零件置于第a个区域的第b个货架，否则为0。

[0027] 优选地，根据物料间关联性及根据划分的工位组，两种物料在同一工位组的次数越多，相关性越大，对具有相关性的物料进行聚类处理，将物料关联系数定义为式(3)，

[0028]

[0029] 其中，Pmn表示物料m与n在同一工位组的次数，rmn代表物料间的相关性大小，rmn∈[0,1]，定义新参数为每种物料修正后的拣选频次Fn，Fn＝fn/Rn， fn为固定周
期内物料n的平均拣选频次。

[0030] 本发明具有如下有益效果：

[0031] 该基于工位组划分的物料配送方法通过对配送调度方案进行设计优化，使配送物料种类及数量更加合理，保证了混流装配线生产过程不发生缺料停产的情况，减少了线边
库存数量，使配送人员工作更为协调，对仓库库位合理规划，提高捡料效率。

附图说明

[0032] 图1为该物料配送方法的工位组划分流程图；

[0033] 图2为该物料配送方法的仓储人员工作流程图；

[0034] 图3为该物料配送方法的配送人员工作流程图。

具体实施方式

[0035] 下面结合附图和具体实施例对本发明的具体实施方式做进一步说明：

[0036] 如图1-图3所示，一种基于工位组划分的物料配送方法，包括以下步骤：

[0037] 步骤1：在产品上线处设置RFID扫描器，对上线产品数量及型号进行统计，并以产品上线件数作为生产进程的指标；

[0038] 步骤2：根据产品的BOM获得每件产品的物料需求，并将工位与所需物料相对应，据此计算在生产第i件产品时，每个物料消耗工位消耗物料情况；

[0039] 步骤3：根据物料清单，查看每种物料及运输工具的具体信息，根据具体信息及物料消耗的件数建立数学模型，对物料配送进行规划，在生产到第i件产品时，对物料消耗工
位所组成的工位组Zj进行配送。

[0040] 步骤3中，每种物料及运输工具的具体信息包括存放物料容器的信息，物料盒的种类、大小，及物料盒之间的组合方式、存放物料的件数、运输工具的运输能力。

[0041] 工位组划分具体为，通过产品的物料消耗数量，计算出生产到第i个产品，第n个物料消耗工位的物料所需量lackin，再根据第n种物料的单位产品所需物料量Con、单位物料盒
内物料数量Can、物料盒体积Vn、运输工具的最大运载量Q信息进行规划，当物料缺少箱数等
于或大于运输工具的最大运载量Q时，进行物料的配送，此次的运输工位组成一个运输工位
组，配送完成后更新物料缺失量，一轮的物料缺失工位划分为一个工位组。

[0042] 设置线边物料最大库存Maxn与最小库存Minn，线边库存量不得超过最大库存量，当线边库存到达最小库存量时，即使车载率较低，也安排配送任务。

[0043] 步骤4：依据工位组划分对每一工位组配送的路线进行规划；

[0044] 步骤5：依据工位组划分，得出每种物料的配送频率，根据物料属性分析、拣选频次分析、物料间关联性、物料的存放方式建立数学模型，对仓库库位进行优化；

[0045] 设置线边物料最大库存存Maxn与最小库存Minn，线边库存量不得超过最大库存量，当线边库存到达最小库存量时，即使车载率较低，也将安排配送任务。传统路径规划问题以
时间为依据，现以生产产品个数为依据，由于工厂装配时间不稳定，所以根据产品个数为依
据更为准确。

[0046] 家电装配生产线当天生产结束后，并不会将产线上的产品装配完成，所以在次日生产时可继续按照此方式进行计数，每天生产前将线边库存补满。

[0047] 以物料暂存区为中心，根据划分的工位组，以及现有工厂配送通道，对每个工位组的配送路径进行合理规划。

[0048] 仓库库位优化，首先明确物料的属性，包括其重量、体积、包装形式等，这决定了物料的存储方式及物料选择的存放方式。

[0049] 步骤5中，根据物料的拣选频次分析，式(1)表示最小化所有物料在固定周期内的拣选总距离，

[0050]

[0051] 其中，dab为第a个区域中第b个货架到拣选工作台的行程距离，fn为固定周期内物料n的平均拣选频次，模型的约束条件为，对于任意的n，需满足： xnab＝1表
示第n种零件置于第a个区域的第b个货架，否则为0，表示一种物料只能放在一个库位中。

[0052] 步骤5中，根据物料属性分析、拣选频次分析、物料间关联性、物料的存放方式建立的数学模型为式(2)所示，

[0053]

[0054] 其中， xnab＝1表示第n种零件置于第a个区域的第b个货架，否则为0。

[0055] 根据物料间关联性及根据划分的工位组，两种物料在同一工位组的次数越多，相关性越大，对具有相关性的物料进行聚类处理，将物料关联系数定义为式(3)，

[0056]

[0057] 其中，Pmn表示物料m与n在同一工位组的次数，rmn代表物料间的相关性大小，rmn∈[0,1]，定义新参数为每种物料修正后的拣选频次Fn，Fn＝fn/Rn， fn为固定周
期内物料n的平均拣选频次。

[0058] 步骤6：将工作人员划分为仓库备料人员与配送人员，根据工作流程进行配送。

[0059] 以冰柜生产物料配送为例：某企业的冰柜装配生产线配送采用根据日生产计划制定每日的配送任务，没有对物料配送调度方案进行设计优化，所配送的物料不一定为实际
生产所需，而所需的物料可能没有配送到位，造成线边物料堆积过度，以及线边所需物料配
送不及时，且仓库库位缺乏合理规划。

[0060] 步骤1：在每个冰柜铁皮上粘贴相应型号的RFID码，并在装配线起点设置RFID扫描器，对上线产品数量及型号进行统计，并以产品上线件数作为生产进程的指标。

[0061] 步骤2：根据产品的BOM得知每件产品的每种物料需要，并将工位与所需物料相对应，据此计算在生产第i件产品时，第n个物料消耗工位消耗了多少件物料。Lackin＝i*Con，
Lackin为生产到第i个产品时第n种物料总消耗的个数，Ln为单位产品消耗n种物料的个数。
由于生产过程中伴随着配送，lackin为实际需求量，则 j为工位
组号，M为总工位组数，Bnj为工位组j的配送中物料n的配送数量。

[0062] 步骤3：根据满载即送原则，当 时，将对应工位划分为一个工位组。K为总物料数，Can为n种物料单位物料盒数量，Vn为n种物料的物料盒体积，Q为运输工
具最大装载能力，当需要配送的物料量大于车的装载率时，将相应工位划分为同一工位组。
为防止线边物料过少影响生产，设置线边最大库存量Maxn与最小库存Minn，线边库存量不得
超过最大库存量，当线边库存到达最小库存量时，即使车载率较低，也将相应工位组成工位
组。根据数学模型，利用MATLAB进行求解，得到产品物料工位组划分。程序流程图如图3所示

[0063] 步骤4：依据此工位组划分对每一工位组配送的路线进行合理规划，并根据每日任务物料配送，配送人员配送流程如图1所示。

[0064] 步骤5：依据此工位组划分，可以得出每种物料的配送频率，根据物料属性分析、拣选频次分析、物料间关联性、物料的存放方式建立数学模型，对仓库库位进行优化设计。

[0065] 步骤6：工作人员划分为仓库备料人员与配送人员。

[0066] 当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的
保护范围。