專利名稱：輪胎硫化生產(chǎn)控制系統(tǒng)與日生產(chǎn)計劃編制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明適用于橡膠輪胎硫化生產(chǎn)現(xiàn)場的控制系統(tǒng)與日生產(chǎn)計劃編制方法，具體地實現(xiàn)輪胎硫化生產(chǎn)在線一體化控制，屬于橡膠機械與工業(yè)自動化控制領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著橡膠材料制造技術(shù)的不斷創(chuàng)新，多種規(guī)格與種類輪胎進行混合生產(chǎn)已經(jīng)得到普及推廣。橡膠輪胎硫化生產(chǎn)工藝，主要是將把胎胚裝入硫化機設(shè)備的模具內(nèi)部，經(jīng)過溫度、 壓力和時間三個相互有關(guān)的硫化要素控制，使胎胚各層膠片有機地連接成一體式結(jié)構(gòu)，以達到設(shè)計預(yù)期要求的物理、機械性能和輪廓尺寸，成為有價值的工業(yè)產(chǎn)品。在橡膠輪胎生產(chǎn)過程中硫化工序通常是最后一道關(guān)鍵工序，此階段設(shè)備部套較多、且所生產(chǎn)加工輪胎成品種類、胎胚規(guī)格較多，現(xiàn)有橡膠輪胎具有日生產(chǎn)量較大、生產(chǎn)時間較長、硫化控制較集中、能源消耗較大等特點，一直是整個輪胎生產(chǎn)環(huán)節(jié)控制的瓶頸與難點所在?？紤]到輪胎硫化生產(chǎn)需要考慮庫存信息、硫化機臺設(shè)備能力、模具能力、商標集合、庫存能力、停放時間要求、設(shè)備可加工規(guī)格限制、每日最大換模次數(shù)限制等控制參數(shù)，因此目前國內(nèi)輪胎生產(chǎn)行業(yè)的硫化日生產(chǎn)計劃主要是由人工結(jié)合自身經(jīng)驗進行手工編制。此類生產(chǎn)計劃的編制手段受主觀性影響較大，難以綜合考慮各種工藝約束條件下的計劃最優(yōu)安排(如脫節(jié)時間最少、換模次數(shù)最少等)，所以難以最大程度地發(fā)揮整個工序的有效產(chǎn)能。隨著生產(chǎn)規(guī)模的逐漸擴大以及國內(nèi)外企業(yè)間的競爭越來越激烈，要求企業(yè)能夠有效地利用現(xiàn)有資源，整合生產(chǎn)能力和效率以達到較高的質(zhì)量與產(chǎn)能水平，由此要求建立一種在線控制的一體化管理系統(tǒng)與日生產(chǎn)計劃編制方法。又如以下反映輪胎生產(chǎn)計劃控制系統(tǒng)與方法的在先申請專利，其中國專利申請?zhí)枮?8107823.0，名稱為生產(chǎn)多個不同輪胎的方法以及有關(guān)生產(chǎn)系統(tǒng)。該專利申請主要用來在同一生產(chǎn)線上生產(chǎn)分布于至少兩個不同系列中具有不同特性的多個輪胎的方法，其沒有涉及到針對硫化工序、綜合考慮各種工藝約束情況下進行生產(chǎn)計劃控制的問題。有鑒于此特提出本發(fā)明專利申請。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所述的輪胎硫化生產(chǎn)控制系統(tǒng)與日生產(chǎn)計劃編制方法，在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題而根據(jù)硫化生產(chǎn)控制工藝，提出一種輪胎硫化生產(chǎn)在線一體化控制系統(tǒng)與方法，以期實現(xiàn)生產(chǎn)計劃編制的自動化管理。本發(fā)明的目的是，實現(xiàn)滿足硫化生產(chǎn)工藝要求的生產(chǎn)計劃編制與控制系統(tǒng)配置， 以提高硫化生產(chǎn)效率、控制并降低批量生產(chǎn)時的能源消耗。另一發(fā)明目的是，實現(xiàn)生產(chǎn)計劃編制的自動化管理，以解決因人工編制計劃而無法綜合均衡工藝參數(shù)、各類約束條件的缺陷。為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，所述的輪胎硫化生產(chǎn)控制系統(tǒng)主要包括有構(gòu)成生產(chǎn)計劃編制與實施控制的下述裝置數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，配置有關(guān)系數(shù)據(jù)庫以實現(xiàn)運行硫化生產(chǎn)管理系統(tǒng)，以將硫化生產(chǎn)過程中的生產(chǎn)計劃、實時數(shù)據(jù)和各系統(tǒng)組態(tài)數(shù)據(jù)存儲于關(guān)系數(shù)據(jù)庫中；應(yīng)用服務(wù)器，用于從關(guān)系數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中獲取相關(guān)參數(shù)、工藝數(shù)據(jù)，以將日生產(chǎn)計劃編制存入關(guān)系數(shù)據(jù)庫；客戶端工作站，用于運行客戶端系統(tǒng)以實現(xiàn)數(shù)據(jù)顯示、查詢，同時將數(shù)據(jù)保存于本地計算機以支持數(shù)據(jù)的離線分析；接口管理服務(wù)器，用于通過計算機網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)和生產(chǎn)現(xiàn)場終端、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的連接，同時實現(xiàn)日生產(chǎn)計劃傳輸在生產(chǎn)現(xiàn)場的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器；上位機，用于對生產(chǎn)過程中硫化工藝參數(shù)的監(jiān)控、硫化機設(shè)備運行參數(shù)的控制；計算機網(wǎng)絡(luò)，用于在上述服務(wù)器與現(xiàn)場硫化生產(chǎn)設(shè)備之間建立通訊連接。其中，在應(yīng)用服務(wù)器上設(shè)置有，用于編制日生產(chǎn)計劃的下述控制模塊，工藝參數(shù)設(shè)置模塊，用于設(shè)置硫化機設(shè)備的工藝參數(shù)并保存至關(guān)系數(shù)據(jù)庫；如硫化機屬性參數(shù)、硫化周期、硫化機單臺日產(chǎn)、每日最大換模套數(shù)、一次定型高度、一次定型內(nèi)壓等工藝參數(shù)；算法參數(shù)設(shè)置模塊，用于設(shè)置編制日生產(chǎn)計劃的模型算法參數(shù)并保存至關(guān)系數(shù)據(jù)庫；生產(chǎn)訂單信息接收模塊，用于接收生產(chǎn)訂單信息并寫入關(guān)系數(shù)據(jù)庫；如輪胎規(guī)格、 層級、花紋、商標、訂單需求量、交貨期等；生產(chǎn)過程實時數(shù)據(jù)接收模塊，用于接收生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)并寫入關(guān)系數(shù)據(jù)庫；如硫化機現(xiàn)狀狀態(tài)信息包括、庫存信息、每臺設(shè)備使用的模具和商標集合信息等；日生產(chǎn)計劃編制模塊，用于從關(guān)系數(shù)據(jù)庫中獲取生產(chǎn)訂單信息、生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)、工藝參數(shù)、模型算法參數(shù)以實現(xiàn)編制日生產(chǎn)計劃并保存至關(guān)系數(shù)據(jù)庫；生產(chǎn)過程監(jiān)控模塊，根據(jù)日生產(chǎn)計劃跟蹤、監(jiān)控硫化機設(shè)備執(zhí)行的過程，并將執(zhí)行日生產(chǎn)計劃的實時數(shù)據(jù)保存至關(guān)系數(shù)據(jù)庫。如上述基本方案，硫化生產(chǎn)控制系統(tǒng)是一種在線一體化控制系統(tǒng)，可根據(jù)硫化工藝實現(xiàn)生產(chǎn)計劃編制的自動化管理。所述系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)置具有開放式、分布式特點，基于組件技術(shù)和面向?qū)ο蠹夹g(shù)，采用多層架構(gòu)的方式，將系統(tǒng)主要功能模塊和算法模型以組件方式設(shè)置在應(yīng)用服務(wù)器中，從而提供一種可擴展的、滿足工藝流程的在線控制系統(tǒng)。在所述硫化生產(chǎn)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，本發(fā)明同時實現(xiàn)了如下日生產(chǎn)計劃編制方法包括有在應(yīng)用服務(wù)器上執(zhí)行的以下步驟，設(shè)置工藝參數(shù)，通過工藝參數(shù)設(shè)置模塊設(shè)置硫化機設(shè)備的工藝參數(shù)并保存至關(guān)系數(shù)據(jù)庫；設(shè)置模型算法參數(shù)，通過算法參數(shù)設(shè)置模塊設(shè)置用于編制日生產(chǎn)計劃的模型算法參數(shù)并保存至關(guān)系數(shù)據(jù)庫；接收生產(chǎn)訂單信息，通過生產(chǎn)訂單信息接收模塊接收生產(chǎn)訂單信息并寫入關(guān)系數(shù)據(jù)庫；
接收生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)，通過生產(chǎn)過程實時數(shù)據(jù)接收模塊接收生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)并寫入關(guān)系數(shù)據(jù)庫；編制日生產(chǎn)計劃，通過日生產(chǎn)計劃編制模塊從關(guān)系數(shù)據(jù)庫中獲取生產(chǎn)訂單信息、 生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)、工藝參數(shù)、模型算法參數(shù)，編制日生產(chǎn)計劃并保存至關(guān)系數(shù)據(jù)庫，以形成針對每種規(guī)格輪胎的日生產(chǎn)計劃數(shù)據(jù)；實際生產(chǎn)過程監(jiān)控，通過生產(chǎn)過程監(jiān)控模塊跟蹤、監(jiān)控硫化機設(shè)備的執(zhí)行過程，并將執(zhí)行數(shù)據(jù)保存至關(guān)系數(shù)據(jù)庫。上述日生產(chǎn)計劃編制方法的主要功能是，實現(xiàn)計劃編制的自動化管理以提高硫化生產(chǎn)效率、控制并降低批量生產(chǎn)時的能源消耗。為進一步地提高計劃編制的準確性，同時解決因人工編制而無法綜合均衡工藝參數(shù)、各類約束條件的現(xiàn)有技術(shù)缺陷，可采取的改進措施如下所述編制方法的算法模型集合Ml是，
「0038權(quán)利要求
1.一種輪胎硫化生產(chǎn)控制系統(tǒng)，包括有構(gòu)成生產(chǎn)計劃編制與實施控制的下述裝置，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，配置有關(guān)系數(shù)據(jù)庫以實現(xiàn)運行硫化生產(chǎn)管理系統(tǒng)，以將硫化生產(chǎn)過程中的生產(chǎn)計劃、實時數(shù)據(jù)和各系統(tǒng)組態(tài)數(shù)據(jù)存儲于關(guān)系數(shù)據(jù)庫中；應(yīng)用服務(wù)器，用于從關(guān)系數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中獲取相關(guān)參數(shù)、工藝數(shù)據(jù)，以將日生產(chǎn)計劃編制存入關(guān)系數(shù)據(jù)庫；客戶端工作站，用于運行客戶端系統(tǒng)以實現(xiàn)數(shù)據(jù)顯示、查詢，同時將數(shù)據(jù)保存于本地計算機以支持數(shù)據(jù)的離線分析；接口管理服務(wù)器，用于通過計算機網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)和生產(chǎn)現(xiàn)場終端、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的連接，同時實現(xiàn)日生產(chǎn)計劃傳輸在生產(chǎn)現(xiàn)場的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器；上位機，用于對生產(chǎn)過程中硫化工藝參數(shù)的監(jiān)控、硫化機設(shè)備運行參數(shù)的控制； 計算機網(wǎng)絡(luò)，用于在上述服務(wù)器與現(xiàn)場硫化生產(chǎn)設(shè)備之間建立通訊連接， 其特征在于在應(yīng)用服務(wù)器上設(shè)置有，用于編制日生產(chǎn)計劃的下述控制模塊， 工藝參數(shù)設(shè)置模塊，用于設(shè)置硫化機設(shè)備的工藝參數(shù)并保存至關(guān)系數(shù)據(jù)庫； 算法參數(shù)設(shè)置模塊，用于設(shè)置編制日生產(chǎn)計劃的模型算法參數(shù)并保存至關(guān)系數(shù)據(jù)庫； 生產(chǎn)訂單信息接收模塊，用于接收生產(chǎn)訂單信息并寫入關(guān)系數(shù)據(jù)庫； 生產(chǎn)過程實時數(shù)據(jù)接收模塊，用于接收生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)并寫入關(guān)系數(shù)據(jù)庫； 日生產(chǎn)計劃編制模塊，用于從關(guān)系數(shù)據(jù)庫中獲取生產(chǎn)訂單信息、生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)、工藝參數(shù)、模型算法參數(shù)以實現(xiàn)編制日生產(chǎn)計劃并保存至關(guān)系數(shù)據(jù)庫；生產(chǎn)過程監(jiān)控模塊，根據(jù)日生產(chǎn)計劃跟蹤、監(jiān)控硫化機設(shè)備執(zhí)行的過程，并將執(zhí)行日生產(chǎn)計劃的實時數(shù)據(jù)保存至關(guān)系數(shù)據(jù)庫。
2.一種輪胎硫化生產(chǎn)的日生產(chǎn)計劃編制方法，其特征在于包括有在應(yīng)用服務(wù)器上執(zhí)行的以下步驟，設(shè)置工藝參數(shù)，通過工藝參數(shù)設(shè)置模塊設(shè)置硫化機設(shè)備的工藝參數(shù)并保存至關(guān)系數(shù)據(jù)庫；設(shè)置模型算法參數(shù)，通過算法參數(shù)設(shè)置模塊設(shè)置用于編制日生產(chǎn)計劃的模型算法參數(shù)并保存至關(guān)系數(shù)據(jù)庫；接收生產(chǎn)訂單信息，通過生產(chǎn)訂單信息接收模塊接收生產(chǎn)訂單信息并寫入關(guān)系數(shù)據(jù)庫；接收生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)，通過生產(chǎn)過程實時數(shù)據(jù)接收模塊接收生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)并寫入關(guān)系數(shù)據(jù)庫；編制日生產(chǎn)計劃，通過日生產(chǎn)計劃編制模塊從關(guān)系數(shù)據(jù)庫中獲取生產(chǎn)訂單信息、生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)、工藝參數(shù)、模型算法參數(shù)，編制日生產(chǎn)計劃并保存至關(guān)系數(shù)據(jù)庫，以形成針對每種規(guī)格輪胎的日生產(chǎn)計劃數(shù)據(jù)；實際生產(chǎn)過程監(jiān)控，通過生產(chǎn)過程監(jiān)控模塊跟蹤、監(jiān)控硫化機設(shè)備的執(zhí)行過程，并將執(zhí)行數(shù)據(jù)保存至關(guān)系數(shù)據(jù)庫。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的輪胎硫化生產(chǎn)的日生產(chǎn)計劃編制方法，其特征在于所述編制方法的算法模型集合Ml是，
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的輪胎硫化生產(chǎn)的日生產(chǎn)計劃編制方法，其特征在于滿足編制日生產(chǎn)計劃的要求，同時具備以下算法模型，算法模型(1)，滿足硫化機設(shè)備的換模次數(shù)最少； 算法模型O)，滿足輪胎交貨期的時間提前量最少； 算法模型(3)，滿足輪胎交貨期的時間拖期量最少； 算法模型G)，滿足整體輪胎硫化生產(chǎn)的產(chǎn)量最大化。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的輪胎硫化生產(chǎn)的日生產(chǎn)計劃編制方法，其特征在于編制日生產(chǎn)計劃，同時具備以下約束條件，算法模型(5)，至少完成硫化生產(chǎn)任務(wù)量要求；算法模型(6)，表示生產(chǎn)周期第一天之后的日最大換模套數(shù)； 算法模型(7)，表示生產(chǎn)周期第一天的日最大換模套數(shù)； 算法模型(8)，表示可用于生產(chǎn)的硫化機設(shè)備臺數(shù)； 算法模型(9)，表示可用于生產(chǎn)的模具數(shù)量； 算法模型(10)，表示可用于生產(chǎn)的商標集合數(shù)量； 算法模型(11)，表示同一品種的輪胎成品須連續(xù)生產(chǎn)； 算法模型(12)，表示同一規(guī)格的胎胚須連續(xù)生產(chǎn)；
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的輪胎硫化生產(chǎn)的日生產(chǎn)計劃編制方法，其特征在于包括有以下編制過程步驟，對相同的輪胎種類、胎胚規(guī)格進行合并，以得到每種胎胚的商標集合； 對每種胎胚按照現(xiàn)狀從有到無、銷售分類從緊急到一般、需求量從小到大進行排序； 根據(jù)上述排序結(jié)果，按照先后順序針對每一種規(guī)格的胎胚生產(chǎn)進行計劃編制； 對屬于同一規(guī)格胎胚的輪胎成品，按照現(xiàn)狀從有到無、銷售分類從緊急到一般、需求量從小到大的優(yōu)先級進行排序；對于上述排序結(jié)果，對每一種類的輪胎成品生產(chǎn)進行計劃編制。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的輪胎硫化生產(chǎn)的日生產(chǎn)計劃編制方法，其特征在于在每一種類的輪胎成品生產(chǎn)計劃的編制過程中，按照以下必保程度、現(xiàn)狀中有無的優(yōu)先級進行，第一優(yōu)先級，對既是必保規(guī)格、又是現(xiàn)狀中正在生產(chǎn)的輪胎成品進行生產(chǎn)計劃編制； 第二優(yōu)先級，對只在現(xiàn)狀中正在生產(chǎn)、但不是必保規(guī)格的輪胎成品進行生產(chǎn)計劃編制；第三優(yōu)先級，對在現(xiàn)狀中沒有生產(chǎn)、但是必保規(guī)格的輪胎成品進行生產(chǎn)計劃編制； 第四優(yōu)先級，對在現(xiàn)狀中沒有生產(chǎn)、又不是必保規(guī)格的輪胎成品進行生產(chǎn)計劃編制。
全文摘要
本發(fā)明輪胎硫化生產(chǎn)控制系統(tǒng)與日生產(chǎn)計劃編制方法，根據(jù)硫化生產(chǎn)控制工藝提出一種輪胎硫化生產(chǎn)在線一體化控制系統(tǒng)與方法，以期實現(xiàn)生產(chǎn)計劃編制的自動化管理、提高硫化生產(chǎn)效率、控制并降低批量生產(chǎn)時的能源消耗。硫化生產(chǎn)控制系統(tǒng)包括有數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，應(yīng)用服務(wù)器，客戶端工作站，接口管理服務(wù)器，上位機，計算機網(wǎng)絡(luò)。在應(yīng)用服務(wù)器上設(shè)置有，工藝參數(shù)設(shè)置模塊，算法參數(shù)設(shè)置模塊，生產(chǎn)訂單信息接收模塊，生產(chǎn)過程實時數(shù)據(jù)接收模塊，日生產(chǎn)計劃編制模塊，生產(chǎn)過程監(jiān)控模塊。
文檔編號G06Q10/06GK102542397SQ20101062147
公開日2012年7月4日 申請日期2010年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月27日
發(fā)明者俞勝平, 朱可輝, 柴天佑, 王秀英, 鄭秉霖, 郭輝, 高彥臣 申請人:東北大學, 軟控股份有限公司