工厂布局处理方法、装置、存储介质及处理器

技术领域

本发明涉及工业设计领域，具体而言，涉及一种工厂布局处理方法、装置、存储介质及处理器。

背景技术

企业在进行工厂的布局设计时，由于工厂的规模大、涉及的产品、车间、工序多，导致布局的工作量大、过程复杂。此外，现有的工厂布局设计思路不能充分暴露布局的缺陷，缺乏对工厂系统的全局性考虑，对设计人员的经验依赖性过强，导致工厂布局的设计周期和改善周期长、变更成本高、设计出的方案存在不合理性的问题。

针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种工厂布局处理方法、装置、存储介质及处理器，以至少解决工厂布局的工作周期长、布局不合理的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种工厂布局处理方法，包括：获取工厂待生产产品的产品信息和所述工厂的布局要求信息；根据所述产品信息和所述工厂的布局要求信息，确定所述工厂包括的车间和所述车间的类型；根据所述车间的类型，获取与所述车间的类型对应的车间数字孪生仿真模型；根据所述车间数字孪生仿真模型，生成所述工厂的布局方案。

可选地，根据所述产品信息和所述工厂的布局要求信息，确定所述工厂包括的车间和所述车间的类型，包括：根据所述产品信息和所述工厂的布局要求信息，确定所述产品的生产工艺要求、来料物流要求、在制品物流要求、装配工艺要求和设备动作要求；根据所述产品的生产工艺要求、来料物流要求、在制品物流要求、装配工艺要求和设备动作要求，确定所述工厂包括的用于生产所述产品的车间和所述车间的类型。

可选地，所述车间的类型包括：单件生产类产品组装车间、成批生产类产品组装车间、大量生产类产品组装车间及机加工车间。

可选地，根据所述车间的类型，获取与所述车间的类型对应的车间数字孪生仿真模型，包括：根据所述车间的类型，在车间模型数据库中查找与所述车间类型匹配的车间数字孪生仿真模型，其中，所述车间数字孪生仿真模型包括车间三维仿真模型和车间动作逻辑控制脚本；返回所述车间模型数据库中与所述车间类型匹配的车间数字孪生仿真模型。

可选地，在所述工厂包括多个车间的情况下，根据所述产品信息和所述工厂的布局要求信息，分别确定所述多个车间的车间类型以及分别获取所述多个车间的车间数字孪生仿真模型，并根据所述多个车间的车间数字孪生仿真模型，生成所述工厂的布局方案。

可选地，根据所述车间对应的车间仿真模型，生成所述工厂的布局方案，包括：根据所述车间对应的车间数字孪生仿真模型以及所述工厂的布局要求信息，生成工厂的数字孪生仿真模型；根据所述工厂的数字孪生仿真模型，确定所述工厂的布局方案。

可选地，在生成所述工厂的布局方案之后，还包括：使用所述工厂的数字孪生仿真模型进行仿真模拟，得到所述工厂的仿真数据；根据所述工厂的仿真数据，优化所述工厂的布局方案。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种工厂布局处理装置，包括：第一获取模块，用于获取工厂待生产产品的产品信息和所述工厂的布局要求信息；确定模块，用于根据所述产品信息和所述工厂的布局要求信息，确定所述工厂包括的车间和所述车间的类型；第二获取模块，用于根据所述车间的类型，获取与所述车间的类型对应的车间数字孪生仿真模型；生成模块，用于根据所述车间对应的车间数字孪生仿真模型，生成所述工厂的布局方案。

根据本发明实施例的又一方面，还提供了一种非易失性存储介质，所述存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述存储介质所在设备执行上述任意一项所述工厂布局处理方法。

根据本发明实施例的再一方面，还提供了一种处理器，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行上述任意一项所述工厂布局处理方法。

在本发明实施例中，采用获取工厂待生产产品的产品信息和所述工厂的布局要求信息并据此确定工厂包括的车间以及车间类型的方式，通过根据工厂包括的车间以及车间类型获取对应的车间数字孪生仿真模型，并根据模型生成工厂的布局方案，达到了获得工厂的布局方案的目的，从而实现了快速、合理地生成工厂布局方案的技术效果，进而解决了工厂布局的工作周期长、布局不合理技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例提供的工厂布局处理方法的流程图；

图2是根据本发明可选实施方式提供的车间数字孪生模型生成方法的示意图；

图3是根据本发明实施例提供的工厂布局处理装置的结构框图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例1

根据本发明实施例，提供了一种工厂布局处理方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图1是根据本发明实施例提供的工厂布局处理方法的流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤：

步骤S102，获取工厂待生产产品的产品信息和工厂的布局要求信息。获取工厂待生产产品的产品信息可以实现对工厂布局的定制化，工厂通常会用于生产一种或多种产品，因此，对工厂的布局设计可以依据工厂生产的产品的特点进行规划。此外，工厂的建设者出于自身的企业生产纲领，对工厂的布局有一定的总体要求，例如，要求通过合理的布局实现工厂的物流效率最高，或者通过布局实现工厂的占地面积满足要求等。获取工厂的布局要求信息，可以将工厂建设者的布局要求纳入工厂布局设计的考虑范围。

步骤S104，根据产品信息和工厂的布局要求信息，确定工厂包括的车间和车间的类型。车间是工厂内进行作业生产的基本单元，为了进行生产作业，完成多种功能，因此车间可以包括多种类型，不同类型的车间可以对不同的产品进行加工，或者对同一产品进行不同方式的加工。

例如，在智能装备行业，其产品类型包含标准产品和非标准产品，其中标准产品也分为多品种小批量的成批生产产品如机床，和单品种大批量的大量生产产品如冷却机。由于加工生产不同的产品需要使用不同的车间，因此，根据产品的产品信息以及工厂的布局要求，可以确定工厂包括的车间和车间类型。

步骤S106，根据车间的类型，获取与车间的类型对应的车间数字孪生仿真模型。数字孪生是利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，在虚拟空间中完成映射，从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程。车间数字孪生仿真模型是以车间为实体装备，生成的车间的仿真模型。不同类型的车间，其车间数字孪生仿真模型不同，根据车间的类型直接获取与该类型匹配的数字孪生仿真模型，可以快速完成车间的布局设计、物流路径设计，缩短设计周期，降低设计成本。

步骤S108，根据车间数字孪生仿真模型，生成工厂的布局方案。

通过上述步骤，采用获取工厂待生产产品的产品信息和工厂的布局要求信息并据此确定工厂包括的车间以及车间类型的方式，通过根据工厂包括的车间以及车间类型获取对应的车间数字孪生仿真模型，并根据模型生成工厂的布局方案，达到了获得工厂的布局方案的目的，从而实现了快速、合理地生成工厂布局方案的技术效果，进而解决了工厂布局的工作周期长、布局不合理技术问题。

作为一种可选的实施例，根据产品信息和工厂的布局要求信息，确定工厂包括的车间和车间的类型，可以通过如下方式：根据产品信息和工厂的布局要求信息，确定产品的生产工艺要求、来料物流要求、在制品物流要求、装配工艺要求和设备动作要求；根据产品的生产工艺要求、来料物流要求、在制品物流要求、装配工艺要求和设备动作要求，确定工厂包括的用于生产产品的车间和车间的类型。例如，通过对获取产品信息和工厂布局要求信息，可以确

定其组装工作地承担的工序量、使用设备的通用性、物料集散方式等信息，进而可以确定用于加工该产品的车间的具体类型，便于后续为该车间匹配数字孪生仿真模型。

作为一种可选的实施例，车间的类型可以包括如下类型：单件生产类产品组装车间、成批生产类产品组装车间、大量生产类产品组装车间及机加工车间。不同车间对应于生产不同类型的产品，其中，单件生产类的产品，其组装工作地承担的工序多，且广泛应用通用设备加工零件，因此，单件生产类产品组装车间的重点在于来料物流的确定。成批生产类的产品，其组装工作地承担的工序较多，且既用通用设备也用专用设备加工零件，因此，成批生产类产品组装车间的重点在于来料物流以及组装工序。大量生产类的产品，其工作地承担的工序一般为1-2个，广泛应用专用设备加工零件，因此，大量生产类产品组装车间重点在于对来料、在制品的物流和组装工序流程的确定。而机加工车间，重点在于对来料物流、加工工艺以及设备动作进行确定。不同的车间类型对应不同的数字孪生仿真模型，可以根据工厂布局中需要的车间类型，选用与之对应的车间数字孪生仿真模型。

作为一种可选的实施例，可以采用如下方式获取与车间的类型对应的车间数字孪生仿真模型：根据车间的类型，在车间模型数据库中查找与车间类型匹配的车间数字孪生仿真模型，其中，车间数字孪生仿真模型包括车间三维仿真模型和车间动作逻辑控制脚本；返回车间模型数据库中与车间类型匹配的车间数字孪生仿真模型。车间模型数据库可以为预先准备好的数据库，其中存储有多种车间的数字孪生仿真模型。车间的数字孪生仿真模型可以包括车间的三维仿真模型和车间动作逻辑控制脚本，三维仿真模型可以用于描述车间的形状、结构、布置情况等，而车间的动作逻辑控制脚本可以用于描述车间的生产动作，例如，车间中的设备如何将来料加工以及制成品的流动等。

此外，作为一种可选的实施方式，车间数字孪生仿真模型还可以包括车间与数字车间之间的通讯通道，用于在物理车间搭建完成后，实现物理车间与数字车间实时数据的上行以及生产指令的下行。在工厂建设完成后的运行期，可以利用数字孪生系统地监控车间的实时生产情况，及时发现生产过程中的异常；还可以通过车间服务系统远程下达生产指令；还可以根据仿真输出结果进行预测与决策。

作为一种可选的实施例，在工厂包括多个车间的情况下，根据产品信息和工厂的布局要求信息，分别确定多个车间的车间类型以及分别获取多个车间的车间数字孪生仿真模型，并根据多个车间的车间数字孪生仿真模型，生成工厂的布局方案。在工厂包括多个车间的情况下，对工厂的整体设计会非常复杂，布局效率低下，且布局的合理性难以进行验证。在工厂的规划期，依据车间场地、产能需求、设备选型及产品的加工、装配工艺确定工厂需要车间的数量以及类型，然后调用对应类型的车间的数字孪生仿真模型，每一个车间的仿真模型可以当做一个模块直接调用，减少非常多的工作量，高效快速地完成工厂的布局设计。

作为一种可选的实施例，可以通过如下方式生成工厂的布局方案：根据车间对应的车间数字孪生仿真模型以及工厂的布局要求信息，生成工厂的数字孪生仿真模型；根据工厂的数字孪生仿真模型，确定工厂的布局方案。

作为一种可选的实施例，在生成工厂的布局方案之后，还可以使用工厂的数字孪生仿真模型进行仿真模拟，得到工厂的仿真数据；根据工厂的仿真数据，优化工厂的布局方案。

通过将车间的数字孪生仿真模型进行合理的整合，可以生成工厂的数字孪生仿真模型，通过该模型，可以确定工厂的布局以及应用该模型进行工厂运行的仿真模拟，并根据仿真模拟结果，调整工厂的布局设计方案，有针对性的对工厂的布局以及工厂内部的车间的布局设计进行优化更改，大大提高了设计的效率和方案的合理性。

图2是根据本发明可选的实施方式提供的车间数字孪生模型生成方法的示意图，如图2所示，该方法可以包括如下步骤：

S1，将企业产品种类按照单件、成批、大量生产进行归类。

S2，将厂房对应划分为单件、成批、大量生产类产品组装车间以及机加工车间。

S3，获取并根据企业的生产纲领及各产品的生产工艺要求，针对不同车间的侧重点分别建立仿真模型。

S4，编制原料、在制品、成品的物流运动与单机设备行为动作的逻辑控制脚本。

S5，利用数字孪生技术建立数字车间控制系统与物理车间控制系统，以及车间服务系统之间的通讯通道。

S6，物理车间、数字车间实时数据上行至车间服务系统，车间服务系统的生产指令下行至车间执行。

S7，分车间输出数字孪生模型，作为后续对复杂生产类型工厂的设计优化蓝本。

实施例2

根据本发明实施例，还提供了一种用于实施上述工厂布局处理方法的工厂布局处理装置，图3是根据本发明实施例2的工厂布局处理装置的结构框图，如图3所示，该工厂布局处理装置包括：第一获取模块32，确定模块34，第二获取模块36和生成模块38。下面对该工厂布局处理装置进行说明。

第一获取模块32，用于获取工厂待生产产品的产品信息和工厂的布局要求信息；

确定模块34，连接于上述第一获取模块32，用于根据产品信息和工厂的布局要求信息，确定工厂包括的车间和车间的类型；

第二获取模块36，连接于上述确定模块34，用于根据车间的类型，获取与车间的类型对应的车间数字孪生仿真模型；

生成模块38，连接于上述第二获取模块36，用于根据车间对应的车间数字孪生仿真模型，生成工厂的布局方案。

此处需要说明的是，上述第一获取模块32，确定模块34，第二获取模块36和生成模块38对应于实施例1中的步骤S102至步骤S108，多个模块与对应的步骤所实现的实例和应用场景相同，但不限于上述实施例1所公开的内容。

实施例3

本发明的实施例可以提供一种计算机设备，可选地，在本实施例中，上述计算机设备可以位于计算机网络的多个网络设备中的至少一个网络设备。该计算机设备包括存储器和处理器。

其中，存储器可用于存储软件程序以及模块，如本发明实施例中的工厂布局处理方法和装置对应的程序指令/模块，处理器通过运行存储在存储器内的软件程序以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现上述的工厂布局处理方法。存储器可包括高速随机存储器，还可以包括非易失性存储器，如一个或者多个磁性存储装置、闪存、或者其他非易失性固态存储器。在一些实例中，存储器可进一步包括相对于处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至计算机终端。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

处理器可以通过传输装置调用存储器存储的信息及应用程序，以执行下述步骤：获取工厂待生产产品的产品信息和工厂的布局要求信息；根据产品信息和工厂的布局要求信息，确定工厂包括的车间和车间的类型；根据车间的类型，获取与车间的类型对应的车间数字孪生仿真模型；根据车间数字孪生仿真模型，生成工厂的布局方案。

可选的，上述处理器还可以执行如下步骤的程序代码：根据产品信息和工厂的布局要求信息，确定工厂包括的车间和车间的类型，包括：根据产品信息和工厂的布局要求信息，确定产品的生产工艺要求、来料物流要求、在制品物流要求、装配工艺要求和设备动作要求；根据产品的生产工艺要求、来料物流要求、在制品物流要求、装配工艺要求和设备动作要求，确定工厂包括的用于生产产品的车间和车间的类型。

可选的，上述处理器还可以执行如下步骤的程序代码：车间的类型包括：单件生产类产品组装车间、成批生产类产品组装车间、大量生产类产品组装车间及机加工车间。

可选的，上述处理器还可以执行如下步骤的程序代码：根据车间的类型，获取与车间的类型对应的车间数字孪生仿真模型，包括：根据车间的类型，在车间模型数据库中查找与车间类型匹配的车间数字孪生仿真模型，其中，车间数字孪生仿真模型包括车间三维仿真模型和车间动作逻辑控制脚本；返回车间模型数据库中与车间类型匹配的车间数字孪生仿真模型。

可选的，上述处理器还可以执行如下步骤的程序代码：在工厂包括多个车间的情况下，根据产品信息和工厂的布局要求信息，分别确定多个车间的车间类型以及分别获取多个车间的车间数字孪生仿真模型，并根据多个车间的车间数字孪生仿真模型，生成工厂的布局方案。

可选的，上述处理器还可以执行如下步骤的程序代码：根据车间对应的车间仿真模型，生成工厂的布局方案，包括：根据车间对应的车间数字孪生仿真模型以及工厂的布局要求信息，生成工厂的数字孪生仿真模型；根据工厂的数字孪生仿真模型，确定工厂的布局方案。

可选的，上述处理器还可以执行如下步骤的程序代码：在生成工厂的布局方案之后，还包括：使用工厂的数字孪生仿真模型进行仿真模拟，得到工厂的仿真数据；根据工厂的仿真数据，优化工厂的布局方案。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令终端设备相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：闪存盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取器(RandomAccess Memory，RAM)、磁盘或光盘等。

实施例4

本发明的实施例还提供了一种非易失性存储介质。可选地，在本实施例中，上述非易失性存储介质可以用于保存上述实施例1所提供的工厂布局处理方法所执行的程序代码。

可选地，在本实施例中，上述非易失性存储介质可以位于计算机网络中计算机终端群中的任意一个计算机终端中，或者位于移动终端群中的任意一个移动终端中。

可选地，在本实施例中，非易失性存储介质被设置为存储用于执行以下步骤的程序代码：获取工厂待生产产品的产品信息和工厂的布局要求信息；根据产品信息和工厂的布局要求信息，确定工厂包括的车间和车间的类型；根据车间的类型，获取与车间的类型对应的车间数字孪生仿真模型；根据车间数字孪生仿真模型，生成工厂的布局方案。

可选地，在本实施例中，非易失性存储介质被设置为存储用于执行以下步骤的程序代码：根据产品信息和工厂的布局要求信息，确定工厂包括的车间和车间的类型，包括：根据产品信息和工厂的布局要求信息，确定产品的生产工艺要求、来料物流要求、在制品物流要求、装配工艺要求和设备动作要求；根据产品的生产工艺要求、来料物流要求、在制品物流要求、装配工艺要求和设备动作要求，确定工厂包括的用于生产产品的车间和车间的类型。

可选地，在本实施例中，非易失性存储介质被设置为存储用于执行以下步骤的程序代码：车间的类型包括：单件生产类产品组装车间、成批生产类产品组装车间、大量生产类产品组装车间及机加工车间。

可选地，在本实施例中，非易失性存储介质被设置为存储用于执行以下步骤的程序代码：根据车间的类型，获取与车间的类型对应的车间数字孪生仿真模型，包括：根据车间的类型，在车间模型数据库中查找与车间类型匹配的车间数字孪生仿真模型，其中，车间数字孪生仿真模型包括车间三维仿真模型和车间动作逻辑控制脚本；返回车间模型数据库中与车间类型匹配的车间数字孪生仿真模型。

可选地，在本实施例中，非易失性存储介质被设置为存储用于执行以下步骤的程序代码：在工厂包括多个车间的情况下，根据产品信息和工厂的布局要求信息，分别确定多个车间的车间类型以及分别获取多个车间的车间数字孪生仿真模型，并根据多个车间的车间数字孪生仿真模型，生成工厂的布局方案。

可选地，在本实施例中，非易失性存储介质被设置为存储用于执行以下步骤的程序代码：根据车间对应的车间仿真模型，生成工厂的布局方案，包括：根据车间对应的车间数字孪生仿真模型以及工厂的布局要求信息，生成工厂的数字孪生仿真模型；根据工厂的数字孪生仿真模型，确定工厂的布局方案。

可选地，在本实施例中，非易失性存储介质被设置为存储用于执行以下步骤的程序代码：在生成工厂的布局方案之后，还包括：使用工厂的数字孪生仿真模型进行仿真模拟，得到工厂的仿真数据；根据工厂的仿真数据，优化工厂的布局方案。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。