控制柔性生产流水线的节拍的方法、相关设备以及计算机程序产品与流程

本技术一般涉及汽车生产流水线，特别涉及用于控制柔性生产流水线的节拍的方法、系统、流水线中央控制服务器、电子设备、计算机系统及计算机程序产品等。

背景技术：

1、流水线也称为装配线，是一种工业上的生产方式，指每一个生产单位只专注处理某一个分段的工作，以提高工作效率及产量。汽车生产线是一种汽车生产流水作业的生产线。

2、现代化的汽车生产采用柔性生产线(或也可以称为柔性生产流水线)。一般来讲，柔性生产流水线是把多台可以调整的专用机器设备联结起来，配以自动运送装置组成的生产线。它依靠计算机管理，并将多种生产模式结合，通过与计算机辅助设计和辅助制造系统相结合，利用原有产品系列的典型工艺资料，组合设计不同模块，构成各种不同形式的具有物料流和信息流的模块化柔性系统。另一方面柔性生产流水线是实现从产品决策、产品设计、生产到销售的整个生产过程自动化，特别是管理层次自动化的计算机集成制造系统。

3、大多数柔性生产线按照生产线的流程设计或者操作顺序可以分成若干个分段，比如，汽车生产流水线可以包括冲压、焊接、涂装、总装等等的分段流水线。每个分段流水线也可以被称为流水线上的一个工作站或某条生产线，可以由至少一个站级控制设备(例如，可编程逻辑控制器plc)进行控制。进一步地，每个分段流水线或者每个站点也可以包括以串行或并行方式连接的若干分支流水线，并且每个分支流水线还可以包括若干生产线工位。

4、目前，大多数柔性生产线采用单独的plc对分段流水线或者分支流水线进行单独的控制，例如对流水线的节拍、转线等进行控制。但是，由于在柔性生产流水线上布置的一个或多个工位运行相对独立，导致整条生产线不平衡。生产线不平衡不利于全线的生产节拍控制和生产进度管理，不利于生产效率的提高。因此，需要对柔性生产流水线各工位的运行时间(节拍)进行控制，以使整线各工位的工作协调，并且还希望加强对整线生产进度的管理和控制，从而提高整线生产效率。另外，还希望能快速、准确解决流水线上的“瓶颈”问题，以提高柔性生产流水线的节拍效率。

技术实现思路

1、为解决现有技术中存在的上述技术问题，提供了用于控制柔性生产流水线的节拍的方法、系统、流水线中央控制服务器、电子设备、计算机系统及计算机程序产品等。

2、根据本公开的一个方面，提供了一种用于控制柔性生产流水线的节拍的方法。所述柔性生产流水线包括多个分段流水线，每个分段流水线由至少一个可编程逻辑控制器plc控制，并且每个分段流水线由包括一个或多个工位的至少一条分支流水线组成；其中，所述每个分段流水线的可编程逻辑控制器plc通过网络与流水线中央控制服务器的流水线节拍处理器通信。所述方法包括：从每个分段流水线的可编程逻辑控制器plc获取并存储每个分段流水线在规定时间段内的历史节拍；应用模型算法和机器学习，构建当前柔性生产流水线的全局流水线节拍模型；根据预先设定的整体流水线的总节拍，使用所构建的全局流水线节拍模型，确定每个分段流水线的目标节拍；将所确定的每个分段流水线的目标节拍下发到相应分段流水线的可编程逻辑控制器plc；接收并执行所确定的相应分段流水线的目标节拍；反馈相应分段流水线的当前节拍；以及基于所反馈的相应分段流水线的当前节拍，适应性调整所述多个分段流水线中一个或多个分段流水线的目标节拍，使得相邻分段流水线的目标节拍之间的比率符合基于所设定的整体流水线的总节拍设置的最优传动比。

3、根据本公开的另一个方面，提供了一种用于控制柔性生产流水线的节拍的系统。所述系统包括：构成所述柔性生产流水线的多个分段流水线，每个分段流水线由至少一个可编程逻辑控制器plc控制，并且每个分段流水线由包括一个或多个工位的至少一条分支流水线组成；流水线中央控制服务器，至少包括流水线节拍处理器以及与所述流水线节拍处理器耦接的一个或多个存储器，其中所述流水线节拍处理器通过网络与每个分段流水线的可编程逻辑控制器plc通信。其中，所述流水线节拍处理器被配置成：从每个分段流水线的可编程逻辑控制器plc获取并存储每个分段流水线在规定时间段内的历史节拍；应用模型算法和机器学习，构建当前柔性生产流水线的全局流水线节拍模型；根据预先设定的整体流水线的总节拍，使用所构建的全局流水线节拍模型，确定每个分段流水线的目标节拍；将所确定的每个分段流水线的目标节拍下发到相应分段流水线的可编程逻辑控制器plc。每个分段流水线的可编程逻辑控制器plc被配置成：接收并执行所确定的相应分段流水线的目标节拍；反馈相应分段流水线的当前节拍。以及所述流水线节拍处理器被进一步配置成：基于所反馈的相应分段流水线的当前节拍，适应性调整所述多个分段流水线中一个或多个分段流水线的目标节拍，使得相邻分段流水线的目标节拍之间的比率符合基于所设定的整体流水线的总节拍设置的最优传动比。

4、根据本公开的再一个方面，提供了一种用于控制柔性生产流水线的节拍的流水线中央控制服务器。所述流水线中央控制服务器至少包括：流水线节拍处理器；以及与所述流水线节拍处理器耦接的一个或多个存储器；其中所述流水线节拍处理器通过网络与每个分段流水线的可编程逻辑控制器plc通信。其中，所述流水线节拍处理器被配置成：从每个分段流水线的可编程逻辑控制器plc获取并存储每个分段流水线在规定时间段内的历史节拍；应用模型算法和机器学习，构建当前柔性生产流水线的全局流水线节拍模型；根据预先设定的整体流水线的总节拍，使用所构建的全局流水线节拍模型，确定每个分段流水线的目标节拍；将所确定的每个分段流水线的目标节拍下发到相应分段流水线的可编程逻辑控制器plc；在每个分段流水线的可编程逻辑控制器plc执行所确定的相应分段流水线的目标节拍之后，接收反馈回给流水线中央控制服务器的相应分段流水线的当前节拍；以及基于所反馈的相应分段流水线的当前节拍，适应性调整所述多个分段流水线中一个或多个分段流水线的目标节拍，使得相邻分段流水线的目标节拍之间的比率符合基于所设定的整体流水线的总节拍设置的最优传动比。

5、根据本公开的再一个方面，还提供了一种用于控制柔性生产流水线的节拍的电子设备。其中所述柔性生产流水线包括多个分段流水线，每个分段流水线由至少一个可编程逻辑控制器plc控制，并且每个分段流水线由包括一个或多个工位的至少一条分支流水线组成，所述每个分段流水线的可编程逻辑控制器plc通过网络与所述电子设备通信。所述电子设备包括：存储器，被配置为存储包括软件应用的计算机可读指令；以及处理器，耦合到存储器并且被配置为执行软件应用以执行操作来控制柔性生产流水线的节拍。所述操作包括：从每个分段流水线的可编程逻辑控制器plc获取并存储每个分段流水线在规定时间段内的历史节拍；应用模型算法和机器学习，构建当前柔性生产流水线的全局流水线节拍模型；根据预先设定的整体流水线的总节拍，使用所构建的全局流水线节拍模型，确定每个分段流水线的目标节拍；将所确定的每个分段流水线的目标节拍下发到相应分段流水线的可编程逻辑控制器plc；接收并执行所确定的相应分段流水线的目标节拍；反馈相应分段流水线的当前节拍；以及基于所反馈的相应分段流水线的当前节拍，适应性调整所述多个分段流水线中一个或多个分段流水线的目标节拍，使得相邻分段流水线的目标节拍之间的比率符合基于所设定的整体流水线的总节拍设置的最优传动比。

6、根据本公开的再一个方面，还提供了一种用于控制柔性生产流水线的节拍的计算机系统，所述计算机系统包括：一个或多个处理器；一个或多个计算机可读有形存储设备；以及存储在所述一个或多个计算机可读有形存储设备中的至少一个上的用于由所述一个或多个处理器中的至少一个执行的程序指令，所述程序指令在由所述一个或多个处理器执行时可用于执行可用于执行根据本公开的各个方法的步骤。

7、根据本公开的再一个方面，还提供了一种用于控制柔性生产流水线的节拍的计算机程序产品，所述计算机程序产品包括具有实施在其中的程序指令的计算机可读存储介质，所述程序指令在由一个或多个处理器执行时可用于执行根据本公开的方法的步骤。

8、根据本发明提供的用于控制柔性生产流水线的节拍的方法、系统、流水线中央控制服务器、电子设备、计算机系统及计算机程序产品等至少实现了以下有益技术效果：

9、1、灵活柔性地设置柔性生产流水线的节拍

10、2、自动计算和控制每条生产线的节拍

11、3、实现对整体生产流水线的运行时间控制

12、4、可以实时显示站级流水线运行时间

13、5、站级流水线运行时间异常报警

14、6、实时对与流水线各层级上的工位运行相关的数据和信息进行收集、统计、归档、分析和查询。