(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111415700.3 (22)申请日 2021.11.25 (71)申请人 郑州煤机数耘智能科技有限公司 地址 450000 河南省郑州市中原区华 山路 105号办公楼6 01室 (72)发明人 赵珂　吴瑞芳　冯晓闯　高岩　 常梦辉　 (74)专利代理 机构 郑州浩翔专利代理事务所 (特殊普通 合伙) 41149 代理人 牛雪姣 (51)Int.Cl. G06F 30/17(2020.01) G06F 30/20(2020.01) G06Q 10/04(2012.01) G06Q 10/06(2012.01)G06Q 50/04(2012.01) G06F 119/12(2020.01) (54)发明名称 基于数字化工厂的液压支架零件加工齐套 性生产线的仿真优化方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于数字化工厂的液压 支架零件加工齐套性生产线的仿真优化方法， 根 据初始化的液压支架零件生产车间的生产线布 局， 利用数字化工厂仿真软件进行三维仿真建 模， 再对仿真模型进行迭代优化， 使各个设备资 源利用率提高并均衡稳定， 物流阻塞率降低， 零 件的齐套性得到保障， 每天生产产品的数量达到 预设值。 本发明可 以针对不同的产品类型， 通过 以上多系列运营策略的调整优化迭代， 使车间产 能达到目标每天生产固定的架数， 保证产品的交 期， 同时零件在合理的物料转运批量情况下， 使 得设备负荷、 AGV利用率、 缓存位能力达到均衡， 减少车间能源的消耗， 从而降低成本， 增 加效益。 权利要求书2页 说明书11页 附图7页 CN 114065441 A 2022.02.18 CN 114065441 A 1.一种基于数字化工厂的液压支架零件加工齐套性生产线的仿真优化方法， 其特征在 于， 包括下列步骤： S1、 根据初始化的液压支架零件生产车间的生产线布局， 获取生产线中的生产设备、 功 能分区和生产资源配置数据； S2、 利用数字化工厂仿真软件Pl ant Simulation对液压支架零件加工生产线进行三维 仿真建模， 通过模拟搭建出适合不同类型液压支架 零件的加工生产线， 其中， 所述生产线包 括前序来料缓存区、 切割坡口区、 矫直区、 压型区、 钻镗孔区、 铣边区、 拼点预埋区、 零件完工 缓存区、 配盘区以及物流转运设备； 所述物流转运设备包括 天车、 智能AGV物料运输车、 半门 吊； S3、 获取步骤S2中的液压支架零件加工生产线上每种零件在各个加工工序的生产时 间； S4、 根据长线件 优先加工原则， 优化各种零件的加工排产时间； S5、 将生产车间划分成不同的任务区域， 进行AGV路线规划， AGV转 运策略制定； S6、 在配盘区进行 液压支架完工零件齐套性时间节点检查； S7、 获取生产设备、 物流设备和完 工零件齐套性仿真数据； S8、 依据设备工作利用率， 对仿真模型进行迭代优化， 对生产设备和AGV设备资源进行 调整； S9、 依据设备物流阻塞率， 对仿真模型进行迭代优化， 对物料运输策略进行调整， 使其 各个设备资源利用率提高并均衡稳定， 物流阻塞率降低， 零件的齐套性得到保障， 每天生产 产品的数量达到预设值， 证明模 型优化成功； 否则， 重复步骤S 3‑S9， 进行模型的进一步的迭 代优化。 2.根据权利要求1所述的基于数字化工厂的液压支架零件加工齐套性生产线的仿真优 化方法， 其特征在于， 所述步骤S 3中的零件生产时间数据为单个零件加工所需时间， 以及生 产单个液压支 架所需的该零件数量。 3.根据权利要求1所述的基于数字化工厂的液压支架零件加工齐套性生产线的仿真优 化方法， 其特征在于， 所述步骤S4中零件加工排产优先原则为： 主筋类＞顶底板件类＞加强 板贴板类＞过桥类＞顶掩侧板类＞筋板类＞耳板类＞盖 板类＞弧板类。 4.根据权利要求1所述的基于数字化工厂的液压支架零件加工齐套性生产线的仿真优 化方法， 其特 征在于， 所述 步骤S5具体包括： 按照区域原则进行任务划分： 将生产车间划分成不同的任务区域， 切割坡口区为A区， 即第一跨， 压型拼点区为B区， 即第二跨和第三跨， 配盘区为C区， 即第四跨； 每个区域中的转 运任务由5吨AGV和/或10吨AGV按照时序优先原则来执 行。 5.根据权利要求4所述的基于数字化工厂的液压支架零件加工齐套性生产线的仿真优 化方法， 其特 征在于， AGV转运任务的调度执 行策略包括： ①AGV全域轮巡， 获取全域AGV的状态信息， 按照固定频率进行轮巡， 触发调度程序； ②基于AGV状态数据获取当前 可用的AGV； ③查询当前转 运任务对应区域任务队列； ④轮巡对应任务队列， 按照转 运优先级 进行排序；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114065441 A 2⑤轮巡工位设备状态， 选择 可执行任务， 锁定目标工位； ⑥按照距离最短原则， 选择最佳匹配AGV； ⑦根据定义的AGV转 运任务序列执 行任务。 6.根据权利要求5所述的基于数字化工厂的液压支架零件加工齐套性生产线的仿真优 化方法， 其特 征在于， 所述AGV转 运任务的触发条件 包括： 矫平机： 满托盘上 料， 满托盘下 料； 切割坡口工位： 满托盘上 料， 满托盘下 料； 立加中心： 满托盘上 料， 满托盘下 料； 1000吨折弯机： 满托盘上 料， 满托盘下 料； 公共交互位： 人工操作托盘转移到公共交 互位上。 7.根据权利要求1所述的基于数字化工厂的液压支架零件加工齐套性生产线的仿真优 化方法， 其特 征在于， 在步骤S6中， 液压支 架加工零件齐套性时间节点检查包括： 以白班和夜班下班的时间为 时间节点， 获取仿真模型中每种零件到达配盘缓存区的时 间以及数量的数据， 依据每种零件每天在时间节点到达配盘区的种类和数量， 以预设的每 天生产X件液压支 架所需齐套零件数量 为限， 判断缺少的齐套零件种类和数量。 8.根据权利要求7所述的基于数字化工厂的液压支架零件加工齐套性生产线的仿真优 化方法， 其特 征在于， 所述 步骤S8中的仿真模型优化迭代和调整设备资源具体包括： ①根据缺少的零件种类， 调整该种零件的加工排产时间， 提前时间排产加工， 保证每天 的齐套零件数量满足预设的液压支 架生产量； ②根据生产线中的生产设备和AGV利用率、 阻塞率、 等待率， 调整AGV设备的数量， 解决 超负荷问题， 保证AGV转 运畅通； ③调整瓶颈设备资源分配原则， 依据仿真数据中设备的 阻塞率， 判断得出瓶颈资源， 根 据设备的工作利用率， 进行资源的平衡分配， 实现资源的共用； ④减少托盘中装载零件的批量： 减少24小时未加工零件的投料批量， 增加设备的换型 次数； 在配盘区的缓存库位数量有限的前提下， 运行仿真测试投料批量， 当在某一个批量 下， 加工设备和AGV利用率平衡稳定较高， 同时在制品缓存位数量满足时， 得出批量 ‑在制‑ AGV效率的平衡点。 9.根据权利要求7所述的基于数字化工厂的液压支架零件加工齐套性生产线的仿真优 化方法， 其特征在于， 所述步骤S9中， 依据设备物流阻塞率， 进 行仿真模型迭代优化， 包括调 整天车优先级和调整AGV优先级； 调整天车优先级的策略为： 当公共交互位由物料AGV进料任务完成时， 天车立即转运其到设备前缓存位， 不占用公 共交互位资源， 为第一优先级； 当设备完成加工时， 出 料任务为第二优先级； 当设备上等待加工的零件时， 上 料任务为第三优先级； 其它天车转 运任务， 为第四优先级； 调整AGV优先级的策略为： 由时序优先原则调 整为后工序 出料优先转运原则， 以减少前序加工产品对下一道工序 前缓存位数量的占用， 减少空间的浪费， 提高产品的流 转效率， 降低设备的阻塞率。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114065441 A 3