多目标多约束环境下的生产计划与作业调度方法研究

东华大学硕士学位论文多目标多约束环境下的生产计划与作业调度方法研究姓名：林薇申请学位级别：硕士专业：机械制造及其自动化指导教师：李蓓智20080201多目标多约束环境下的生产计划与作业调度方法研究作者：林薇学位授予单位：东华大学相似文献(10条)1.学位论文邬静东冷轧生产计划与作业调度方法的设计与实现2009钢铁工业中冷轧薄板企业具有多装置、多工序、并行等特征，生产过程较为复杂。为适应小批量、多品种的订单需求，此类企业目前面临着在复杂的工艺条件下如何保持生产的连续性；又同时满足客户在产品的品种、规格、数量和交货期上的特殊要求。因此，研究冷轧薄板企业的全流程合同生产计划与作业调度的实际需求，开发符合生产实际的生产调度系统是企业亟待解决的问题。br　　以上海宝钢冷轧薄板厂的生产实际为背景，针对其全流程机组和产品品种多的特点，研究了冷轧全流程多机组的合同生产计划编制和作业调度问题。首先建立了整体目标优化模型，将总模型划分为相对独立的垂直子模型和水平子模型，以粗计划类型为基本操作单位，以合同延期惩罚、粗计划类型的生产规模惩罚和它们之间切换的虚拟成本之和最小化为优化目标，构造了基于时间窗的推理算法求解垂直子模型，并在此基础上引入了人工智能算法求解水平子模型问题。最后利用现场实际数据对模型和算法的有效性进行了仿真验证。br　　针对实际需要，采用.NET技术开发了基于B/S架构的冷轧全流程合同排产及作业调度子系统，其核心算法用C＃语言实现，并采用Flex技术增强了系统人机交互的灵活性。本系统已在上海宝钢冷轧薄板厂投入试运行，运行效果表明该系统能够实现冷轧厂全流程的生产计划，对冷轧生产线上的各个机组的生产计划与调度具有很好指导作用，达到了提高生产效率、提高计划编制精度、减轻人工调度复杂度的效果。2.学位论文王博微型汽车厂冲压车间生产计划优化与编排系统的实现2009随着计算机技术与互联网技术的高速发展，全球采购市场的初步形成，个性化、多品种、小批量制造的比例越来越高，在日趋增大的市场竞争压力下，企业如何充分利用自身资源，降低生产成本、提高产品质量，并快速响应市场需求变得极为重要。在现代制造系统中，生产计划与作业调度是企业生产经营与管理，尤其是复杂、柔性制造系统能否取得预期经济效益的关键手段之一。生产计划与作业调度的目的在于通过对制造资源和物流进行合理规划、控制与调度，提高制造资源的利用率、缩短制造周期、减少生产堆积、降低库存，从而实现多品种、小批量的高质量、高效率、低成本柔性化生产。br　　然而，现有生产计划与作业调度方法一般都对实际制造情形作了大量的简化，即所研究的作业调度方法与系统和实际应用尚有较大距离。因此，为科学制订生产计划，需要在生产能力、交货时间、稳定劳动力、生产线的柔性、存货量和加班时间等目标之间找到平衡。目前，国内一些汽车制造公司冲压车间的生产计划还依赖于手工编制，计划编制人员队伍庞大，计划编制时间长，计划修改困难，容易出现疏忽；且很难统筹考虑各种影响因素和约束条件，不能充分发挥制造系统的潜力。因而需要建立生产计划优化模型并寻求有效的求解算法，提高生产计划编制的科学性，降低库存水平，平衡生产线作业负荷，提高计划的可执行度。br　　本文的主要研究内容包括:br　　1.分析了各种生产计划与作业调度方法，结合专家的意见和实际运用需求的变化，通过查找国内外相关技术资料，分析和筛选最优方法，最终提出了混合整数非线性规划方法，并采用Excel规划求解模块求解。br　　2.针对传统计划编排方式的弊端，结合实际情况中应当考虑的各种约束，建立模型算法将各生产线周计划分解为日计划。br　　3.结合前面所有的理论研究，研制了一套以C＃为编程语言、NET为编程平台，基于非线性规划算法的自动生产排班系统。br　　该系统使编排计划从手动变成自动，为计划员编排计划提供方便，缩短计划编排时间，提高车间工作效率，有效的减小运行成本，并解决了车间与仓库间的数据管理问题和数据统一共享问题，并在某公司冲压车间得到了很好的实际应用。3.期刊论文王博.刘传波.莫易敏.WANGBo.LIUChuanbo.MOYimin整车制造厂冲压车间生产计划编排系统研究-武汉理工大学学报（信息与管理工程版）2009,31(6)针对整车制造企业冲压车间手工编排生产计划效率低的现状,提出了一个生产计划编排系统的实现方案,并在设计过程中利用非线性规划算法建立模型平衡各生产线产能,用Excel规划求解功能求解模型.该方案使生产计划编排从手动变成自动,大大提高了工作效率,并有效地解决了车间与仓库间的数据管理和共享问题.4.学位论文盛寿华离散型工业过程生产计划和作业调度方法的研究19945.学位论文唐璐制造链协同作业调度方法研究2007制造链是供应链的一条重要子链，研究制造链环境下企业的协同作业计划与调度方法问题可以填补供应链管理理论上的不足，完善其理论与方法体系，提高我国制造企业在新的市场竞争环境下的生产管理水平，因而具有重要的理论和现实意义。论文针对制造链环境下，各节点企业在制造过程中协同作业的需求，给出了制造链的概念，并重点研究制造链上下游节点企业间的协同作业调度问题，提出了一种基于分解一协调的协同作业调度方法，给出了基于生产能力的任务分配算法，以及制造链企业协同调度软件原型系统实现；在此基础上，针对制造链订单任务调度、制造过程管理等典型的制造链协同调度问题，进行了仿真研究。论文的主要内容如下：首先，讨论了论文的研究背景，概述了供应链协同作业和生产计划调度方法的概念以及相关问题的研究现状。其次，针对制造链协同调度方法进行研究。首先以汽车制造业为例说明制造链在供应链中的重要性并由此给出制造链的概念，分析了制造链协同调度问题的特点，提出了基于分解-协调的协同调度方法。再次，给出了由协调中心和多个节点企业构成的制造链协同调度系统的层次控制结构，给出了协调中心和多个节点企业的功能模型和运行机制、策略；设计了基于生产能力的任务分解算法，进行了算例分析；给出基于作业成本的制造链协同作业分配调度问题模型，并设计了基于拉格朗日松弛算法问题调度优化算法。最后，基于J2EE开发平台，研究开发了制造链协同作业调度软件原型系统，重点讨论了系统总体目标设计、功能需求分析、系统的数据库逻辑设计、系统功能模块分析等原型系统开发关键问题，进行了仿真实验研究。6.学位论文张博流水车间成组作业调度的仿真研究2008企业资源的合理配置和优化利用很大程度上体现在车间一层的生产活动中,所以加强车间层的生产计划与控制一直在企业生产经营活动中占有十分重要的地位。车间生产计划与控制的核心理论是调度理论。车间调度问题是一类重要的组合优化问题。为适应订货式、多品种、小批量生产的需要,引进了成组技术的概念。在成组技术假设下,可以避免或大大减少安装时间、提高生产效率。因此,研究成组技术下车间调度问题是很有必要的。本文从企业不同的目标来研究流水车间成组作业调度问题。首先,本文对流水车间成组作业调度理论进行了全面的介绍。其次,讨论了影响流水车间成组调度的因素。同时根据流水车间不同的目标,分别建立了最大完工时间最小、总拖期最小和提前/拖期惩罚代价最小的数学规划模型,并给出了约束条件。再此,根据建立的数学规划模型。当目标函数为完工时间时,本文采用了两层的仿真策略,利用Witness仿真软件对组内和组间分别进行了建模仿真,另外,在Witness优化模块下,利用模拟退火算法分别对总拖期和提前/拖期惩罚代价进行了优化分析。最后,本文对全文的工作做了总结,分析了存在的问题和缺陷,并对今后的研究工作方向做了展望。同时希望本文对流水车间成组作业调度的研究结论,能够对企业车间生产计划的建立和控制有所帮助。7.学位论文姬永清多品种单件小批生产模式下生产计划与调度问题研究2005激烈的市场竞争和用户需求的多样化,使多品种、单件小批生产模式成为主流,这种生产模式下企业的产品种类多、批量小、生产重复度低、工艺过程经常变更、生产计划的稳定性较差,这就迫切需要一个能满足实际要求的生产计划与管理系统.本文首先分析了多品种单件小批生产的特点以及存在的问题,在对一些生产计划模式研究的基础上,提出了将MRP与JIT相结合的包括订单任务分解与车间作业计划的两层计划体系,分析了该生产模式的特点以及计划体系中各计划层次的内容,定义了系统功能模型.论文描述了在订单任务分解中MRP计划分解的方法,研究了能力平衡的措施,介绍了外协处理.在分析车间作业调度内容的基础上,提出了多品种单件小批生产模式下车间级作业调度与车间内作业分配相结合的分层调度模型,阐述了该调度方法.最后开发了生产计划与管理系统的相关模块,通过企业中的应用实施,验证了该方法的可行性.对在实施过程中遇到的问题,进行了分析,提出了解决方案.8.期刊论文唐庆国.张培忠最优生产技术在模具车间作业调度系统中的应用-模具制造2003,(3)针对模具企业单件订货的特点,提出了在模具车间作业调度中采用最优生产技术编排工序顺序,给出了模具车间作业调度系统的设计结构和建立在最优生产技术上的算法步骤.9.学位论文莫建亮航天生产计划管理及车间作业调度问题的研究2006企业生产的产品应该满足市场的需求，在激烈的市场竞争和客户多变的需求的环境下，企业在满足客户需求的条件下，必须使它们的生产管理系统运行有效。本文面向陕西灯塔电机厂的生产管理系统，对其生产计划管理系统及车间作业调度问题进行了分析和研究。1.绪论。介绍了在经济发展全球化和市场化的大潮下，企业所面临的问题，以及生产计划管理与生产作业调度的研究概况。2.企业生产类型。根据企业生产过程的特点以及生产系统与市场需求关系对企业的生产类型进行了分析。结合航天企业的生产特点，对现企业类型定位，并分析了生产过程的特点。3.现企业的生产计划调度管理现状分析。通过现企业的生产计划流程图以及生产计划落实图，对现企业在生产计划调度管理中存在的问题进行了详细的分析。4.车间作业调度研究。从不同的几个方面对车间作业调度问题进行了分类。结合现企业在车间调度管理的特点，着重于根据加工系统的复杂度对车间作业调度问题进行了分析，提出了具体的调度算法运用于实际的车间作业调度中，取得了良好的效果。5.企业的生产计划系统设计。结合航天加工装配式企业的特点，对现企业生产系统的特点进行分析。据此选择了MRPⅡ与TOC相结合，并将成组技术穿插于其中的生产计划管理体系。阐述了系统的设计思路，并对其系统的功能模块进行了定义。6.总结与展望。对论文进行了总结，并对论文的后期工作的发展方向进行了展望。10.学位论文王铮离散型生产系统生产计划优化编制的研究2005企业资源计划(ERP)系统是当今国际上先进的企业管理模式，被许多发达国家所采用。其主要宗旨是对企业所拥有的人、财、物、信息、时间和空间等综合资源进行平衡和优化管理，面向全球市场，协调企业各管理部门，使企业在市场竞争中取得最好的经济效益。随着市场经济趋于全球化，企业之间的竞争越来越激烈，企业生产方式也必须灵活多变以适应市场需求。这就使企业原有的以MRPⅡ为核心的ERP系统显露出很多不足之处，无法解决企业新环境下复杂的生产计划问题。高级计划与排产(APS)是二十世纪信息技术与现代管理思想相结合的产物。它能在有限能力的情况下，合理分配企业资源，高效地帮助企业控制生产计划。本文以西科石英公司的生产环境为背景，设计出ERP生产计划优化编制系统(ERP-APS)，解决了企业订单评估，安排车间作业调度等问题。论文主要贡献如下：(1)提出了ERP-APS系统的结构框架。说明了ERP与APS的结合方式，确立了系统的目标，阐述了系统编排原理及具体编制过程。(2)实现了ERP-APS系统的设计与开发。设计了系统使用到的数据结构，并详细阐述了每个功能的数据流与控制流。根据系统功能设计了系统的开发方案，调度算法的原理及步骤，真正将APS与ERP相结合，并应用到实际生产中，解决了原有ERP系统存在的问题。(3)以ERP-APS系统为基础，从理论上进行分析，提出了APS数学模型，将