本發(fā)明涉及數據處理。更具體地，本發(fā)明涉及用于板式家具加工產線設計的模擬方法。

背景技術：

1、在板式家具的實際生產中，主要包括開料、封邊和鉆孔這三個工序，一般地，每個工序配備有多臺設備，以應對各種訂單的板材生產。在進行實際的生產中，一般廠商直接根據客戶的訂單需求，將所有可以使用的生產設備投入生產中，以在規(guī)定時間迅速完成客戶的訂單，然而，這會造成生產計劃的靈活性低以及不同的設備的生產的產品質量存在參差不齊的問題，成本也難以控制。

2、近年來，隨著人工智能技術的快速發(fā)展，越來越多的領域應用人工智能技術，板式家具的生產中也應用了人工智能技術。例如，公開號為cn109031948a的中國專利申請文件公開了一種板式家具產品生產過程的優(yōu)化調度方法，使用了相應的優(yōu)化算法對家具生產進行調度優(yōu)化，確保了生產的效率，但其并未涉及生產成本的控制問題。針對生產成本的控制問題，公開號為cn102183931b的中國專利申請文件公開了一種基于時間約束的機械加工生產過程優(yōu)化調度方法，其采用啟發(fā)式算法，根據生產所需的時間、各個設備生產所需的電費進行優(yōu)化，從而模擬出符合生產要求且成本低的設備安排表和設備工作表，雖然在一定程度上降低了生成成本，但其并不適用于板式家具的生產優(yōu)化。

3、因此，如何根據客戶訂單的要求設計出生產成本最小化的板式家具生產線是亟待解決的問題。

技術實現思路

1、為解決上述根據客戶訂單的要求設計出生產成本低的板式家具生產線的技術問題，本發(fā)明提供了如下的方案。

2、本發(fā)明提供了一種用于板式家具加工產線設計的模擬方法，包括：獲取歷史板材的生產數據和客戶的板材訂單需求；根據所述歷史板材的生產效率和生產合格率確定不同尺寸的板材在不同設備上的生產效率和生產合格率；根據所述歷史板材的生產數據確定客戶所需的板材在不同設備上的生產效率和生產合格率；基于所述板材訂單需求建立約束條件，其中，所述約束條件為：

3、；

4、式中，表示第w個環(huán)節(jié)中第v個設備的使用成本，表示第w個環(huán)節(jié)中客戶需要使用的設備數量，表示客戶板材訂單中第r種板材的數量表示第r種板材在第w個環(huán)節(jié)中第v個設備上的生產合格率，表示第r種板材在第w個環(huán)節(jié)第v個設備上的生產效率，t表示完成板材生產的最大時間，表示目前第w個環(huán)節(jié)中未被使用的設備總數；依據所述約束條件，通過最優(yōu)化算法確定客戶的板材加工生產線，根據所述板材加工生產線進行模擬生產。

5、有益效果：能夠模擬出既符合客戶的板材訂單需求，又能夠最大限度地降低生產成本的板式家具加工生產線，減少了資源和能源的浪費。

6、進一步地，根據所述歷史板材的生產數據確定客戶所需的板材在不同設備上的生產效率和生產合格率，包括：根據所述板材訂單需求確定所述歷史板材中與客戶所需的板材之間差異最小的板材，所述差異包括形狀差異和尺寸差異；將所述差異最小的板材對應的生產效率和生產合格率作為所述客戶所需的板材在不同設備上的生產效率和生產合格率。

7、有益效果：通過綜合考慮兩個板材在形狀和尺寸上的差異，提高了確定客戶所需的板材在不同設備上的生產效率和生產合格率的準確性，從而提高了后續(xù)模擬的準確性。

8、進一步地，客戶所需的板材與歷史板材之間的差異的計算表達式為：

9、；

10、式中，表示客戶第i種板材與歷史第j種板材之間的差異，表示客戶第i種板材的長度，表示客戶第i種板材的寬度，表示歷史第j種板材的長度，表示歷史第j種板材的寬度，表示客戶第i種板材的長度與歷史第j種板材的長度的均值，表示客戶第i種板材的寬度與歷史第j種板材的寬度的均值。

11、進一步地，客戶所需的板材與歷史板材之間的差異的計算表達式為：

12、；

13、式中，表示客戶第i種板材和歷史第j種板材之間的差異，表示客戶第i種板材的長度，表示客戶第i種板材的寬度，表示歷史第j種板材的長度，表示歷史第j種板材的寬度，為預設值。

14、進一步地，所述預設值為2。

15、有益效果：通過根據實際需求對該預設值靈活地進行調整，提高了兩個板材之間的差異計算的準確性。

16、進一步地，根據歷史板材的生產數據確定不同尺寸的板材在不同設備上的生產效率和生產合格率，包括：對歷史板材的尺寸進行聚類；將聚類簇中心點的生產效率作為該聚類簇中所有板材在該設備上的生產效率。

17、有益效果：通過考慮到板材在同一個環(huán)節(jié)中不同設備上的生產效率不同，提高了后續(xù)獲取客戶所需板材的生產效率的準確性。

18、進一步地，采用k-means聚類算法進行聚類。

19、進一步地，所述設備包括：開料機、封邊機和鉆孔機。

20、進一步地，所述板材訂單需求包括：訂單交付的時間、板材的尺寸及對應的數量。

21、進一步地，所述生產數據包括：板材的尺寸、板材在不同設備上的生產效率和生產質量。

22、有益效果：通過考慮板材在不同設備上的生產質量，提高了后續(xù)計算該板材在不同環(huán)節(jié)中的生產時間的準確性。

23、本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明通過歷史板材的生產數據確定客戶所需的板材的生產效率和生產合格率，提高了后續(xù)模擬生產的準確性。進一步地，根據建立的約束條件確定板材生產加工產線，最后獲得的板材生產加工產線能夠在保證生產任務要求的前提下，最大限度的減少設備的使用成本，從而減少了資源和能源的浪費，降低了生產成本，提高了生產效益。

技術特征：

1.一種用于板式家具加工產線設計的模擬方法，其特征在于，包括：

2.根據權利要求1所述的用于板式家具加工產線設計的模擬方法，其特征在于，根據所述歷史板材的生產效率和生產合格率確定客戶所需的板材在不同設備上的生產效率和生產合格率，包括：根據所述板材訂單需求確定所述歷史板材中與客戶所需的板材之間差異最小的板材，所述差異包括形狀差異和尺寸差異；將所述差異最小的板材對應的生產效率和生產合格率作為所述客戶所需的板材在不同設備上的生產效率和生產合格率。

3.根據權利要求2所述的用于板式家具加工產線設計的模擬方法，其特征在于，客戶所需的板材與歷史板材之間的差異的計算表達式為：

4.根據權利要求2所述的用于板式家具加工產線設計的模擬方法，其特征在于，客戶所需的板材與歷史板材之間的差異的計算表達式為：

5.根據權利要求4所述的用于板式家具加工產線設計的模擬方法，其特征在于，所述預設值為2。

6.根據權利要求1所述的用于板式家具加工產線設計的模擬方法，其特征在于，根據歷史板材的生產數據確定不同尺寸的板材在不同設備上的生產效率和生產合格率，包括：對歷史板材的尺寸進行聚類；將聚類簇中心點的生產效率作為該聚類簇中所有板材在該設備上的生產效率。

7.根據權利要求6所述的用于板式家具加工產線設計的模擬方法，其特征在于，采用k-means聚類算法進行聚類。

8.根據權利要求1所述的用于板式家具加工產線設計的模擬方法，其特征在于，所述設備包括：開料機、封邊機和鉆孔機。

9.根據權利要求1所述的用于板式家具加工產線設計的模擬方法，其特征在于，所述板材訂單需求包括：訂單交付的時間、板材的尺寸及對應的數量。

10.根據權利要求1所述的用于板式家具加工產線設計的模擬方法，其特征在于，所述生產數據包括：板材的尺寸、板材在不同設備上的生產效率以及生產質量。

技術總結
本發(fā)明涉及數據處理技術領域，尤其涉及用于板式家具加工產線設計的模擬方法。本發(fā)明的方法包括：獲取歷史板材的生產數據和客戶的板材訂單需求；根據所述歷史板材的生產數據確定不同尺寸的板材在不同設備上的生產效率和生產合格率；根據所述歷史板材的生產效率和生產合格率確定客戶所需的板材在不同設備上的生產效率和生產合格率；基于所述板材訂單需求建立約束條件；依據所述約束條件，通過最優(yōu)化算法確定客戶的板材加工生產線，根據所述板材加工生產線進行模擬生產。本發(fā)明能夠在滿足生產任務要求的前提下最大限度的降低生產成本。

技術研發(fā)人員：秦振偉,梁浩偉,曹夢蓮,李滋鵬,黃謙
受保護的技術使用者：南興裝備股份有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/19