本发明涉及面向焊接生产线的焊缝任务分配方法及系统，包括以下步骤：定义生产线焊接工位数量、分布、顺序等；定义产品焊缝任务数据(焊缝长度、焊接速度、优先顺序等)；根据焊接任务数据和焊接工位焊接设备状态(可用或不可用)，计算出生产线拉动所需的理论平均节拍；以理论平均节拍为基准，设定偏差值，根据焊缝优先顺序依次分配各工位焊缝任务，从而获得接近理论节拍的实际生产节拍和各工位的焊缝任务集合。本发明以焊接任务的均衡分配作为关键目标,通过调节偏差值,可给各个焊接工位安排生产任务，并使各工位焊接任务达到均衡，提高整个焊接生产线的生产效率。
1.面向焊接生产线的焊缝任务分配方法，其特征在于，通过服务器与生产线工位的通信，实现生产线焊缝任务的分配，包括以下步骤：
1)根据多个焊接任务时间得到所有焊接任务总时长，以及每个工位的平均焊接时间，并设定偏差范围值；将平均焊接时间与设定的偏差范围值之和作为任务时间阈值；
2)将未分配的焊接任务进行排序；根据生产线工位顺序依次将焊接任务放入各工位焊接任务队列：对于每个工位，当前工位放入焊接任务时，判断该工位的累计焊接时长是否超出任务时间阈值；如果未超出任务时间阈值，则将该焊接任务放入焊接任务队列中；如果超出任务时间阈值，则当前工位舍弃该焊接任务，继续放入下一焊接任务，直到读入所有焊接任务；
依次遍历所有工位，直到所有工位完成焊接任务的分配，使各工位根据各自的焊接任务队列执行焊接任务。
2.根据权利要求1所述的面向焊接生产线的焊缝任务分配方法，其特征在于，所述平均焊接时间为所有焊接任务总时长与工位个数的商。
3.根据权利要求1所述的面向焊接生产线的焊缝任务分配方法，其特征在于，当遍历所有工位后未分配焊接任务数量不为0，则加大偏差范围值，返回步骤1)，直到未分配焊接任务为0。
4.根据权利要求1所述的面向焊接生产线的焊缝任务分配方法，其特征在于，统计各工位所分配的焊接任务的焊接时间之和，最大值作为整条焊接生产线实际生产节拍。
5.根据权利要求1所述的面向焊接生产线的焊缝任务分配方法，其特征在于，所述焊缝任务的属性包括：焊缝数量、焊缝编码、焊缝长度、焊接速度，用于获得初始各工位平均焊接时间。
6.面向焊接生产线的焊缝任务分配系统，其特征在于，包括：
服务器，用于根据多个焊接任务时间得到所有焊接任务总时长，以及每个工位的平均焊接时间，并接收偏差范围值；将平均焊接时间与设定的偏差范围值之和作为任务时间阈值；将未分配的焊接任务进行排序；根据生产线工位顺序依次将焊接任务放入各工位终端的工位焊接任务队列；
终端，与工位连接，用于当前工位放入焊接任务时，判断该工位的累计焊接时长是否超出任务时间阈值；如果未超出任务时间阈值，则将该焊接任务放入焊接任务队列中；如果超出任务时间阈值，则当前工位舍弃该焊接任务。
面向焊接生产线的焊缝任务分配方法及系统
技术领域
[0001] 本发明涉及计算机制造执行系统技术领域，特别涉及制造执行系统中生产任务分配方法，定义出一种将产品的焊接任务均衡分配到各个焊接工位的方法。
背景技术
[0002] 大型结构件焊接是整个结构件生产过程的重要环节，焊接生产线上焊缝任务在各个焊接工位的均衡分配是提高产品焊接生产效率的关键。尤其工位是机器人自动焊接工作站，如果不能合理分配焊接任务到各个工位，就会造成生产不均衡，整体生产完成时间滞后。
[0003] 由上述可知，在大型结构件焊接生产线中，焊接生产任务的高效合理分配，可有效提高产线的整体生产效率。但是目前对于焊接生产线的焊缝任务分配还没有高效的方法能够将焊缝任务快速均衡的分配到生产线各个焊接工位，不能在产品切换的时候快速重新分配焊缝任务，导致整个生产线各工位的生产节拍不均衡，生产效率低下。
发明内容
[0004] 针对上述问题，本发明提出了一种面向焊接生产线的焊缝任务分配方法。根据焊接任务数据和焊接工位焊接设备状态(可用或不可用)，计算出生产线拉动所需的理论平均节拍；以理论平均节拍为基准，设定偏差值，根据焊缝优先顺序依次分配各工位焊缝任务，从而获得接近理论节拍的实际生产节拍和各工位的焊缝任务集合。
[0005] 技术方案实现如下：面向焊接生产线的焊缝任务分配方法，通过服务器与生产线工位的通信，实现生产线焊缝任务的分配，包括以下步骤：
[0006] 1)根据多个焊接任务时间得到所有焊接任务总时长，以及每个工位的平均焊接时间，并设定偏差范围值；将平均焊接时间与设定的偏差范围值之和作为任务时间阈值；
[0007] 2)将未分配的焊接任务进行排序；根据生产线工位顺序依次将焊接任务放入各工位焊接任务队列：
[0008] 对于每个工位，当前工位放入焊接任务时，判断该工位的累计焊接时长是否超出任务时间阈值；如果未超出任务时间阈值，则将该焊接任务放入焊接任务队列中；如果超出任务时间阈值，则当前工位舍弃该焊接任务，继续放入下一焊接任务，直到读入所有焊接任务；
[0009] 依次遍历所有工位，直到所有工位完成焊接任务的分配，使各工位根据各自的焊接任务队列执行焊接任务。
[0010] 所述平均焊接时间为所有焊接任务总时长与工位个数的商。
[0011] 当遍历所有工位后未分配焊接任务数量不为0，则加大偏差范围值，返回步骤1)，直到未分配焊接任务为0。
[0012] 统计各工位所分配的焊接任务的焊接时间之和，最大值作为为整条焊接生产线实际生产节拍。
[0013] 所述焊缝任务的属性包括：焊缝数量、焊缝编码、焊缝长度、焊接速度，用于获得初始各工位平均焊接时间。
[0014] 面向焊接生产线的焊缝任务分配系统，包括：
[0015] 服务器，用于根据多个焊接任务时间得到所有焊接任务总时长，以及每个工位的平均焊接时间，并接收偏差范围值；将平均焊接时间与设定的偏差范围值之和作为任务时间阈值；将未分配的焊接任务进行排序；根据生产线工位顺序依次将焊接任务发送至工位终端，放入各工位终端的工位焊接任务队列；
[0016] 终端，与工位连接，用于接收服务器发来的焊接任务；当前工位放入焊接任务时，判断该工位的累计焊接时长是否超出任务时间阈值；如果未超出任务时间阈值，则将该焊接任务放入焊接任务队列中；如果超出任务时间阈值，则当前工位舍弃该焊接任务。
[0017] 工位，根据焊接任务队列执行焊接任务。
[0018] 本发明具有以下优点：
[0019] 1.本发明以焊接任务的均衡分配作为关键目标,通过调节偏差值,可给各个焊接工位安排生产任务，并使各工位焊接任务达到均衡，提高整个焊接生产线的生产效率。
[0020] 2.可根据不同产品焊缝特点给出不同的调节偏差值，以适用不同的产品。
[0021] 3.可根据生产实际决定每次循环计算时的偏差值的粒度大小，以追求精确度或运算速度。
[0022] 4.当工位可用、不可用状态或焊接能力发生变化，也可通过重新设定工位信息使用本方法快速计算并重新分配各工位任务。
附图说明
[0023] 图1为本发明的基本流程图；
[0024] 图2任务分配过程流程图；
[0025] 图3任务分配结果图。
具体实施方式
[0026] 下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明。
[0027] 本发明提出一种面向焊接生产线的焊缝任务分配方法，通过该方法可快速给焊接生产线各工位分配焊接任务。本发明以焊接任务的均衡分配作为关键目标,通过调节偏差值,可给各个焊接工位安排生产任务，并使各工位焊接任务达到均衡，提高整个焊接生产线的生产效率。
[0028] 如图1、图2所示，首先定义出产品的所有焊接任务集合(标出任务优先级)，其次定义出所有焊接工位(标出工位流转次序)。
[0029] 本发明包括以下步骤：
[0030] 步骤1：计算所有焊接任务总时长到每个工位的平均焊接时间，并设定偏差范围值；
[0031] 步骤2：将未分配焊接任务按时间长短排序；根据工位顺序依次将焊接任务放入各工位焊接任务队列；
[0032] 步骤3：当前工位放入焊接任务时，要根据该工位的累计焊接时长是否满足每个工位平均焊接时长及正负偏差值范围；如果不满足偏差则继续放入任务，如果超出正偏差则当前工位舍弃该任务，继续放入下一任务重复步骤3直到满足偏差范围或读完所有任务；
[0033] 步骤4：指针按工位顺序指向下一个工位，重复步骤2、3、4，直到所有任务或设备分配完成；
[0034] 步骤5：如果未分配任务数量不为0，则加大偏差范围值，重复步骤1、2、 3、4、5直到未分配任务为0；
[0035] 步骤6：计算各工位分配任务的焊接时间之和，最大值为整条焊接生产线实际生产节拍；各工位分配的焊接任务为该工位的实际焊接任务。
[0036] 所述焊缝任务分配方法初始条件包括平均焊接时间和偏差值；
[0037] 所述焊缝任务分为以分配任务队列和未分配任务队列。
[0038] 所述焊接工位包括工位编号，工位顺序号，焊接能力及工位状态。
[0039] 所述各工位分配的焊接任务包括工位编码，焊接任务编号，焊接时间等属性。
[0040] 本方法包括设定的偏差范围值、工位累计焊接时长，偏差范围值的调整。通过不断调整偏差范围使焊接任务可以较平衡的分配到各工位，使整条生产线具有均衡的生产效率和较高的生产节拍。
[0041] 任务分配按工位顺序以循环方式进行，循环次数与偏差范围值调整的大小有关；
[0042] 焊缝任务属性包括：焊缝数量、焊缝编码、焊缝长度、焊接速度等属性值，依此计算初始各工位平均焊接时间。
[0043] 循环分配任务结束依据为所有任务分配完毕，重新循环分配任务依据为有剩余任务。
[0044] 如图3所示，为所有任务分配到各焊接工位的结果，依此方法得到的各工位焊接任务总时长将较为接近，可以选择较长时长的工位焊接时长作为整个焊接生产线的拉动时长，以保证整个生产线的均衡生产。
