A企业机加工车间物料配送优化研究与应用

作     者：张振凯 

作者单位：重庆大学 

学位级别：硕士

导师姓名：杨育

授予年度：2022年

学科分类：12[管理学] 0202[经济学-应用经济学] 02[经济学] 1202[管理学-工商管理] 1201[管理学-管理科学与工程(可授管理学、工学学位)] 020205[经济学-产业经济学] 081104[工学-模式识别与智能系统] 08[工学] 0835[工学-软件工程] 0811[工学-控制科学与工程] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

主      题：物料配送 MTO模式 生产变动 降本增效 

摘      要：随着“中国制造2025进入攻坚阶段,越来越多的企业为促进可持续发展,持续寻求降本增效的途径。由于以MTO(Make to Order)为生产模式的机加工企业具有订单变更频繁、生产不确定性高等特点,物料配送作为生产的重要支撑环节,是缓冲生产变动影响,从而提升车间制造柔性的关键。针对MTO模式下的A企业机加工车间存在的物料配送粗放、应对变动响应能力不足、配送总成本居高不下等实际问题,本文车间物料配送为研究对象,对配送策略进行研究。本文主要解决的问题以及研究内容如下:第一,为优化A企业机加工车间当前“大而全粗放式的物料配送现状,推动配送作业逐步向集约式转型,本文针对配送过程差异划分配送阶段。通过深入分析车间物料配送场景,总结车间物料配送现状及突出问题,并综合考虑不同阶段配送的侧重点、难易度以及装载物料三个方面,根据其差异,本文将配送过程划分为两个阶段:备料配送阶段和补料配送阶段,为下文制定配送策略奠定基础。第二,为降低车间物料配送总成本并提升变动响应能力,以成本为总优化目标,制定两阶段柔性配送策略。阶段I-备料阶段,从全局出发,以运输总成本最低且总距离最短为优化目标,考虑车辆载重约束,构建全局车辆调度双层规划模型,并设计与之相适应的蚁群算法求解;阶段II-补料阶段,从微观角度出发,考虑生产过程不确定性,通过建立配送总成本函数模型,分析得到单次最优配送量表达式。在此基础上,综合两阶段场景、模型及方案,制定配送总成本最优、推拉结合的两阶段柔性配送策略,为MTO机加工车间物料配送优化提供系统的指引。第三,为解决物料配送成本由于生产过程不确定性而难以量化的问题,通过分析配送过程,确定配送相关作业构成,结合泊松分布和曲线软时间窗将变动导致的不确定成本量化,并以生产变动发生时间、新物料到达及原物料清理完成时间为分段函数讨论点,构建配送总成本函数模型。第四,以A企业泵车间某日排产订单及生产过程为算例,应用两阶段柔性配送策略,并对实施后的生产过程进行仿真,将优化前后方案进行多维度对比和综合评价。仿真结果表明,实施策略后配送总成本下降28.5%,工位平均作业时间下降13.1%,同时物料调整成本、停线等待成本及时长均得到优化,车间制造柔性进一步提升,有效证明了本文研究具有一定的可行性和优越性。