本發(fā)明涉及制造工藝優(yōu)化，具體涉及基于mes系統(tǒng)的制造工藝優(yōu)化方法。

背景技術(shù)：

1、隨著制造業(yè)的不斷發(fā)展，提高生產(chǎn)效率、優(yōu)化制造工藝成為企業(yè)追求的重要目標。在現(xiàn)代制造業(yè)中，制造執(zhí)行系統(tǒng)(mes)發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。然而，目前的制造工藝中仍存在一些問題，需要進一步優(yōu)化以提升企業(yè)的競爭力。

2、一方面，在生產(chǎn)過程中，企業(yè)往往難以準確掌握設(shè)備運行狀態(tài)、生產(chǎn)進度以及人員工作情況等關(guān)鍵信息。缺乏對這些數(shù)據(jù)的有效采集和分析，使得企業(yè)無法合理分配生產(chǎn)資源，導致設(shè)備利用率不高、人力分配不合理等問題。例如，不清楚設(shè)備的實際運行時長、故障時間以及最優(yōu)運行次數(shù)等，無法準確計算設(shè)備利用率，也就難以對設(shè)備進行有效的調(diào)度優(yōu)化。同時，對于人員工作情況的不了解，也使得企業(yè)難以確定合理的人力需求指標，無法實現(xiàn)人員的優(yōu)化分配。另一方面，傳統(tǒng)的制造工藝優(yōu)化方法往往依賴經(jīng)驗和主觀判斷，缺乏科學的數(shù)據(jù)分析和量化指標。這使得優(yōu)化結(jié)果不夠準確和可靠，難以適應(yīng)復(fù)雜多變的生產(chǎn)環(huán)境。例如，在設(shè)備調(diào)度和人員分配方面，沒有明確的指標和方法，容易出現(xiàn)資源浪費或生產(chǎn)瓶頸等問題。

3、綜上所述，為了解決現(xiàn)有制造工藝中存在的問題，提高生產(chǎn)效率和資源利用率，需要一種基于mes系統(tǒng)的制造工藝優(yōu)化方法。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供基于mes系統(tǒng)的制造工藝優(yōu)化方法，解決了背景技術(shù)中所提出的技術(shù)問題。

2、本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

3、基于mes系統(tǒng)的制造工藝優(yōu)化方法，包括以下步驟：

4、步驟一、數(shù)據(jù)采集

5、在生產(chǎn)過程中，采集設(shè)備運行狀態(tài)、生產(chǎn)進度、人員工作情況對應(yīng)的相關(guān)數(shù)據(jù)；

6、步驟二、數(shù)據(jù)分析

7、結(jié)合mes系統(tǒng)對采集到的相關(guān)數(shù)據(jù)進行指標分析，依據(jù)分析結(jié)果，得出設(shè)備利用率、人力需求指標；

8、步驟三、資源分配

9、依據(jù)指標分析得出的設(shè)備利用率、人力需求指標，對生產(chǎn)資源進行優(yōu)化分配，優(yōu)化分配包括設(shè)備調(diào)度優(yōu)化、人員分配優(yōu)化。

10、作為本發(fā)明進一步的方案：其中，

11、設(shè)備運行狀態(tài)包括：

12、設(shè)備運行時間：記錄制造設(shè)備每次運行的運行時長、停機時長和開機時間；

13、設(shè)備故障次數(shù)：制造設(shè)備在指定時間內(nèi)的故障次數(shù)，以及每次故障對應(yīng)的故障時長；

14、故障時長指代為制造設(shè)備發(fā)生異常開始至制造設(shè)備維修好為止的時間差值；

15、生產(chǎn)進度包括：生產(chǎn)任務(wù)量，其表示需要完成的生產(chǎn)任務(wù)數(shù)量；

16、人員工作情況包括：

17、員工的工作時間段：指代為員工在每次上班時間節(jié)點到下班時間節(jié)點之間的時間差；

18、員工的歷史完成量：記錄員工在前期的每個工作時間段的任務(wù)完成量。

19、作為本發(fā)明進一步的方案：指標分析方式如下：

20、step1.設(shè)備利用率分析

21、step1.1、計算運行總時長

22、在指定周期內(nèi)，提取制造設(shè)備每次運行的運行時長，隨之多計算出制造設(shè)備在指定周期內(nèi)多次運行的運行時長之和，并將其值記為運行總時長；

23、step1.2、計算故障總時長

24、在指定周期內(nèi)，提取制造設(shè)備每次故障的故障時間，

25、隨之多計算出制造設(shè)備在指定周期內(nèi)多次故障的故障時間之和，并將其值記為故障總時長；

26、step1.3、提取單次運行參數(shù)

27、提取制造設(shè)備單次運行預(yù)先設(shè)定的最大運行時間和最小停運時間；

28、step1.4、計算最優(yōu)運行次數(shù)

29、獲取指定周期的周期時長；

30、隨之通過：

31、最優(yōu)運行次數(shù)＝周期時長/(最大運行時間+最小停運時間)，計算出制造設(shè)備在指定周期內(nèi)的最優(yōu)運行次數(shù)；

32、step1.5、計算最優(yōu)理論運行時間

33、通過：最優(yōu)理論運行時間＝最大運行時間×最優(yōu)運行次數(shù)，計算出制造設(shè)備在指定周期內(nèi)的最優(yōu)理論運行時間；

34、step1.6、計算設(shè)備利用率

35、通過：設(shè)備利用率＝運行總時長/(最優(yōu)理論運行時間-故障總時長)×100％，計算出制造設(shè)備在指定周期內(nèi)的設(shè)備利用率；

36、step2.人力需求指標分析

37、step2.1、員工信息提取

38、選定一個員工，獲取該員工在指定的一個歷史周期內(nèi)的所有工作時間段，并將該歷史周期內(nèi)工作時間段的數(shù)量標記為n，同時將工作時間段標記為gi，i＝1、2、……n，

39、同時，獲取該員工的人員歷史完成量，將其標記為ui，i＝1、2、……n；

40、step2.2、計算員工生產(chǎn)效率

41、通過計算出該員工的生產(chǎn)效率x；

42、step2.3、計算人均生產(chǎn)效率

43、按照step2.1和step2.2的方式，計算出所有員工的生產(chǎn)效率；

44、隨之所有員工的生產(chǎn)效率的平均值，并將其標記為人均生產(chǎn)效率；

45、step2.4、獲取生產(chǎn)任務(wù)量

46、獲取指定周期內(nèi)的生產(chǎn)任務(wù)量；

47、step2.5、計算周期工作時長

48、提取預(yù)先設(shè)定的關(guān)于員工的標準工作時間，以及提取指定周期內(nèi)標準工作時間的數(shù)量，隨之計算標準工作時間對應(yīng)時長與指定周期內(nèi)標準工作時間的數(shù)量的乘積，并將其值記為周期工作時長；

49、step2.6、計算人力需求指標

50、通過：人力需求指標＝生產(chǎn)任務(wù)量/(人均生產(chǎn)效率×周期工作時長)，計算得出指定周期內(nèi)的人力需求指標。

51、作為本發(fā)明進一步的方案：其中，預(yù)設(shè)的最大運行時間可以確保設(shè)備在運行一段時間后有足夠的休息和維護時間，預(yù)設(shè)的最小停運時間可以保證設(shè)備在停止運行后有足夠的冷卻、檢查或維護時間。

52、作為本發(fā)明進一步的方案：最大運行時間和最小停運時間由制造設(shè)備的生產(chǎn)廠家設(shè)定，并在設(shè)備使用說明書中標出。

53、作為本發(fā)明進一步的方案：其中，標準工作時間指代為員工正常工作情況下應(yīng)該遵循的工作時長標準。

54、作為本發(fā)明進一步的方案：優(yōu)化分配方式如下：

55、stepa、設(shè)備調(diào)度優(yōu)化

56、stepa.1、獲取參與任務(wù)執(zhí)行的所有制造設(shè)備在指定周期的設(shè)備利用率，并將各個制造設(shè)備在指定周期的設(shè)備利用率標記為kr，r＝1、2、……v，v表示參與任務(wù)執(zhí)行的所有制造設(shè)備的數(shù)量；

57、stepa.2、求取所有kr的平均值，并將其記為分析利用率kf；

58、接著，將分析利用率kf預(yù)設(shè)的利用率閾值ka進行比較：

59、若kf≤ka，則表示參與任務(wù)執(zhí)行的所有制造設(shè)備的工作負荷適中；

60、隨之將參與任務(wù)執(zhí)行的各個制造設(shè)備對應(yīng)的設(shè)備利用率kr分別利用率閾值ka進行比較，隨之將其結(jié)果展示給相關(guān)管理人員，相關(guān)管理人員依據(jù)比較結(jié)果，對相應(yīng)制造設(shè)備的生產(chǎn)任務(wù)進行調(diào)配；

61、具體為：將kr＞ka時對應(yīng)制造設(shè)備的未完成任務(wù)分配給kr≤ka時對應(yīng)的制造設(shè)備，并執(zhí)行未完成任務(wù)；

62、若kf＞ka，則表示參與任務(wù)執(zhí)行的所有制造設(shè)備的工作負荷超標；

63、隨之增加參與任務(wù)執(zhí)行的制造設(shè)備的數(shù)量，然后將參與任務(wù)執(zhí)行的各個制造設(shè)備對應(yīng)的設(shè)備利用率kr分別利用率閾值ka進行比較，隨之將其結(jié)果展示給相關(guān)管理人員，相關(guān)管理人員依據(jù)比較結(jié)果，對相應(yīng)制造設(shè)備的生產(chǎn)任務(wù)進行調(diào)配；

64、具體為：將kr＞ka時對應(yīng)制造設(shè)備的未完成任務(wù)分配給kr≤ka時對應(yīng)的制造設(shè)備，以及分配給新增的參與任務(wù)執(zhí)行的制造設(shè)備，并執(zhí)行未完成任務(wù)，隨之將其結(jié)果展示給相關(guān)管理人員。

65、stepb、人員分配優(yōu)化

66、stepb.1、在指定周期內(nèi)，獲取參與任務(wù)執(zhí)行的所有員工的數(shù)量，并將其記為人員參與量rc；

67、stepb.2、將人力需求指標標記為rz；

68、然后將rz結(jié)合預(yù)設(shè)的加權(quán)因子β與rc進行比較：

69、若rz-β≤rc≤rz+β，則表示當前參與任務(wù)執(zhí)行員工的數(shù)量適中；

70、若rc＜rz-β，則表示當前參與任務(wù)執(zhí)行員工的數(shù)量不足，需增加參與任務(wù)執(zhí)行員工的數(shù)量或安排當前參與任務(wù)執(zhí)行員工加班，隨之將其結(jié)果展示給相關(guān)管理人員；

71、若rc＞rz+β，則表示當前參與任務(wù)執(zhí)行員工的數(shù)量過多，可適當減少參與任務(wù)執(zhí)行員工的數(shù)量，并將其安排到其他任務(wù)或進行培訓，隨之將其結(jié)果展示給相關(guān)管理人員。

72、作為本發(fā)明進一步的方案：在rc＜rz-β時，還通過計算出參與任務(wù)執(zhí)行員工的增加數(shù)量z1，隨之將其結(jié)果展示給相關(guān)管理人員；

73、式中，表示rz-β-rc的結(jié)果值向上取整，以得到z1。

74、作為本發(fā)明進一步的方案：在rc＞rz+β時，還通過計算出參與任務(wù)執(zhí)行員工的減少數(shù)量z2，隨之將其結(jié)果展示給相關(guān)管理人員；

75、式中，表示rc-rz-β的結(jié)果值向下取整，以得到z2。

76、本發(fā)明的有益效果：

77、設(shè)備利用率優(yōu)化：通過精確計算設(shè)備利用率，能夠清晰了解制造設(shè)備在指定周期內(nèi)的運行狀況。根據(jù)設(shè)備利用率進行設(shè)備調(diào)度優(yōu)化，當設(shè)備工作負荷適中或超標時，合理調(diào)配生產(chǎn)任務(wù)，將未完成任務(wù)分配給利用率較低或新增的設(shè)備，使設(shè)備資源得到更有效的利用，避免了設(shè)備閑置或過度勞累，從而提高整體生產(chǎn)效率。

78、人力需求指標明確：計算人力需求指標，結(jié)合人均生產(chǎn)效率、生產(chǎn)任務(wù)量和周期工作時長等因素，準確把握指定周期內(nèi)所需的人力數(shù)量。通過人員分配優(yōu)化，確保員工數(shù)量與生產(chǎn)任務(wù)相匹配，避免人員不足導致生產(chǎn)進度緩慢或人員過多造成資源浪費，提高了人力資源的利用效率，進而提升生產(chǎn)效率。

79、設(shè)備資源分配合理：設(shè)備調(diào)度優(yōu)化根據(jù)設(shè)備利用率和利用率閾值的比較結(jié)果進行任務(wù)調(diào)配。當設(shè)備工作負荷適中時，將高利用率設(shè)備的未完成任務(wù)分配給低利用率設(shè)備；當工作負荷超標時，增加設(shè)備數(shù)量并進行任務(wù)分配。這種方式使得設(shè)備資源在不同生產(chǎn)情況下都能得到合理分配，提高了設(shè)備的整體運行效率。

80、人力資源分配科學：人員分配優(yōu)化通過將人力需求指標與參與任務(wù)執(zhí)行的員工數(shù)量進行比較，判斷員工數(shù)量是否適中、不足或過多。根據(jù)不同情況進行相應(yīng)的調(diào)整，確保人力資源的科學分配。當員工數(shù)量不足時增加員工數(shù)量，當員工數(shù)量過多時進行調(diào)整，使人力資源與生產(chǎn)任務(wù)緊密結(jié)合，提高生產(chǎn)效率的同時降低人力成本。

81、全面數(shù)據(jù)采集：在生產(chǎn)過程中采集設(shè)備運行狀態(tài)、生產(chǎn)進度、人員工作情況等相關(guān)數(shù)據(jù)，為后續(xù)的分析和決策提供了豐富的信息基礎(chǔ)。這些數(shù)據(jù)涵蓋了設(shè)備運行時間、故障次數(shù)、生產(chǎn)任務(wù)量、員工工作時間段和歷史完成量等多個方面，能夠全面反映生產(chǎn)過程中的實際情況。

82、精準指標分析：結(jié)合mes系統(tǒng)對采集到的數(shù)據(jù)進行指標分析，得出設(shè)備利用率和人力需求指標。設(shè)備利用率的計算方式科學嚴謹，考慮了制造設(shè)備的運行時長、故障總時長、最大運行時間、最小停運時間和最優(yōu)運行次數(shù)等因素，能夠準確反映設(shè)備的實際使用情況。人力需求指標的計算則綜合了員工的生產(chǎn)效率、生產(chǎn)任務(wù)量和周期工作時長等因素，為人力資源的合理配置提供了可靠依據(jù)。

83、明確設(shè)備運行狀態(tài)：對設(shè)備運行狀態(tài)的詳細記錄，包括設(shè)備運行時間、停機時長、開機時間和故障次數(shù)等，有助于及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備問題，采取相應(yīng)的維修和保養(yǎng)措施，降低設(shè)備故障率，提高設(shè)備的可靠性和穩(wěn)定性，從而保障生產(chǎn)的順利進行。

84、掌握人員工作情況：記錄員工的工作時間段和歷史完成量，能夠了解員工的工作效率和工作負荷，為人員管理提供依據(jù)。同時，通過人均生產(chǎn)效率的計算，可以評估員工的整體工作表現(xiàn)，為績效考核和培訓提供參考，提高員工的工作積極性和工作質(zhì)量。

85、靈活的優(yōu)化方法：該制造工藝優(yōu)化方法能夠根據(jù)不同的生產(chǎn)情況進行調(diào)整。無論是設(shè)備工作負荷的變化還是人力需求的波動，都能通過相應(yīng)的優(yōu)化措施進行合理應(yīng)對。例如，當設(shè)備工作負荷超標時增加設(shè)備數(shù)量，當員工數(shù)量不足或過多時進行人員調(diào)整，確保生產(chǎn)過程始終保持高效運行。

86、預(yù)設(shè)參數(shù)可調(diào)整：方法中的一些參數(shù)，如利用率閾值、加權(quán)因子等，可以根據(jù)實際生產(chǎn)情況進行調(diào)整。這使得優(yōu)化方法具有更強的適應(yīng)性和靈活性，能夠滿足不同企業(yè)、不同生產(chǎn)環(huán)境的需求。

87、綜上所述，基于mes系統(tǒng)的制造工藝優(yōu)化方法通過數(shù)據(jù)采集、指標分析和資源分配等環(huán)節(jié)，實現(xiàn)了對生產(chǎn)過程的全面優(yōu)化。該方法提高了生產(chǎn)效率，合理分配了資源，強化了生產(chǎn)管理，適應(yīng)了不同的生產(chǎn)情況，為企業(yè)的生產(chǎn)制造提供了有力的支持。