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集团分布式制造模式下生产计划与调度研究

组合机床与自动化加工技术 2014年第4期 146-149页

作者：刘洪伟段宏亮孔令浩天津大学管理与经济学部天津300072

根据集团分布式制造模式的定义和特点,结合分布式制造的相关文献,在考虑该模式生产计划及调度流程的前提下,以总制造成本和违约信誉损失为度量标准,构建了一种关于集团中各制造单位生产计划分配及后续产品调度的数学模型,即研究如何将... 详细信息

根据集团分布式制造模式的定义和特点,结合分布式制造的相关文献,在考虑该模式生产计划及调度流程的前提下,以总制造成本和违约信誉损失为度量标准,构建了一种关于集团中各制造单位生产计划分配及后续产品调度的数学模型,即研究如何将集团总部下的订单分配到各制造单位、各订单何时开始生产及完工后各工厂的产品调往何处,最后借助Lingo软件对算例进行求解,验证了该模型的有效性和可行性,为集团分布式制造模式下生产计划与调度提供理论支持。

关键词：集团分布式制造生产计划与调度总制造成本违约信誉损失

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基于大数据的针织MES生产计划与调度系统

针织工业 2018年第3期 1-4页

作者：冯勇蒋高明吴志明江南大学教育部针织技术工程研究中心江苏无锡214122

通过分析针织企业生产管理过程中存在的生产排单效率低、生产数据实时性差、缺乏对异常事件及时响应等问题,借助物联网平台,提出一种基于大数据的针织MES生产计划与调度系统结构模型,阐述该系统的构建方法和关键技术。文章利用云计算技... 详细信息

通过分析针织企业生产管理过程中存在的生产排单效率低、生产数据实时性差、缺乏对异常事件及时响应等问题,借助物联网平台,提出一种基于大数据的针织MES生产计划与调度系统结构模型,阐述该系统的构建方法和关键技术。文章利用云计算技术实现自动排产,建立针织多维数据模型,并实现实时跟踪与异常获取,再针对不同的异常事件完成智能化处理,最后将其应用于企业实际生产。结果表明,该系统运行稳定,生产状态反馈及时,数据展现方式直观,提高了生产计划与调度工作效率,推进了针织生产管理工作的信息化。

关键词：物联网云计算针织MES 生产计划与调度多维数据模型大数据

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虚拟企业生产计划与调度模型优化研究

虚拟企业生产计划与调度模型优化研究

作者：罗根中南大学

学位级别：硕士

当前,制造业面临着全球范围的市场、资源、技术等方面的竞争,同时也面临着消费者个性化、及时性的需求。市场环境和消费需求的变化,使得传统制造模式已经不能很好地适应制造业市场的竞争。敏捷制造的出现为解决制造企业的发展带来了新... 详细信息

当前,制造业面临着全球范围的市场、资源、技术等方面的竞争,同时也面临着消费者个性化、及时性的需求。市场环境和消费需求的变化,使得传统制造模式已经不能很好地适应制造业市场的竞争。敏捷制造的出现为解决制造企业的发展带来了新的活力。虚拟企业作为敏捷制造的主要形式已经跨越了概念阶段,步入了实际运作阶段。生产计划与调度是虚拟企业生产运作的核心内容之一。在虚拟企业的实际运作中,需要相应的生产计划与调度理论和方法为其提供指导。本文从虚拟企业生产计划的特点出发,研究了虚拟企业生产计划的层次模型,并以此为基础研究了基于时间-成本的生产计划,以及全局时间优化的生产计划;之后,讨论了虚拟企业中成员企业的生产调度问题,重点研究了柔性作业车间调度和动态调度。具体而言,论文的主要工作及成果如下:(1)针对虚拟企业上层生产计划,建立了基于时间-成本的生产计划模型,并利用启发式算法进行求解。然后,以虚拟企业全局时间最小为目标建立了优化模型,综合应用模拟退火算法和遗传算法,提出了多种群退火遗传算法并对模型进行了求解。(2)针对虚拟企业下层生产计划,研究了两类较为复杂的调度问题。一类是多目标柔性作业车间调度问题,针对此类问题的特点,采用分解策略对问题进行求解,并通过运用混合蚁群遗传算法实现了求解。另一类是动态作业车间调度问题,采用了集成事件驱动再调度和周期性再调度策略,利用混合蚁群遗传算法,对生产中出现的突发性事件进行了动态调度仿真。(3)通过一个案例的分析,初步探讨了虚拟企业车间调度的应用问题。

关键词：虚拟企业生产计划与调度多种群退火遗传算法混合蚁群遗传算法

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动态分布制造生产计划与调度协同优化研究

动态分布制造生产计划与调度协同优化研究

作者：于宁沈阳工业大学

学位级别：硕士

随着科技的不断进步以及市场竞争的激烈发展,先进的制造系统不仅从生产方式、制造成本及工作效率等方面来满足市场需求的响应,更从作业模式上追求完善,以最优的资源利用率和精益的生产方式来响应现代化生产的需求,因此分布式多车间的生... 详细信息

随着科技的不断进步以及市场竞争的激烈发展,先进的制造系统不仅从生产方式、制造成本及工作效率等方面来满足市场需求的响应,更从作业模式上追求完善,以最优的资源利用率和精益的生产方式来响应现代化生产的需求,因此分布式多车间的生产模式就应运而生。基于信息技术和网络技术的相互分享,使得分布式车间打破地域限制在制造领域脱颖而出,并逐渐成为主流生产方式。因此本文针对分布式车间的生产计划与调度协同优化问题进行深入研究。本文对作业车间及分布式作业车间的生产计划与调度国内外研究现状进行了综述,在此基础上对分布式作业车间的特性及其作业模式进行了分析,针对主从关系的分布式车间,提出一种多车间竞争及协作的生产计划与调度系统运行机制,对分布式作业车间生产计划与调度的优化过程提出了闭环集成策略和动态模式下基于扰动事件的响应策略。为了有效的解决分布作业车间生产计划与调度问题,建立适用于单车间生产计划与调度的优化模型,并设计一种集成混沌机制的混合遗传算法,将混沌原理引入到局部搜索的迭代更新过程中,进而保证最优的找寻过程,最后通过邻域搜索,实现了单车间内生产计划与调度的优化。选取基准数据进行仿真,与其他算法结果进行对比分析,结果表明集成混沌机制的混合遗传算法有良好的性能。为了进一步研究主从关系分布式车间生产计划与调度协同优化问题,根据车间特性和作业模式,建立了分布式车间生产计划与调度的协同优化模型,通过分析设计一种基于动态平衡的混合遗传算法,采用阶段更新规则和策略实现动态平衡的调整。同时设计正交试验分析部分参数对算法性能的影响,从而确定参数的最优组合选择。最后通过仿真对算法的性能进行验证,结果表明应用最佳参数组合可以提高算法性能,算法中的动态平衡调整策略能够有效的处理扰动事件下分布车间生产计划与调度的协同优化问题。

关键词：生产计划与调度协同优化混合遗传算法分布式车间运行机制

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铝熔铸生产计划与调度模型及算法研究

铝熔铸生产计划与调度模型及算法研究

作者：陈恩湖江西理工大学

学位级别：硕士

生产计划与调度作为生产运作管理的基本问题,强调合理调配资源,对生产过程实施严格的控制,平衡工序物流,加快生产速度,降低制造成本。生产计划与调度的理论和方法在钢铁、化工、医药等行业得到广泛的应用,引导着企业保持长期的经济效益... 详细信息

生产计划与调度作为生产运作管理的基本问题,强调合理调配资源,对生产过程实施严格的控制,平衡工序物流,加快生产速度,降低制造成本。生产计划与调度的理论和方法在钢铁、化工、医药等行业得到广泛的应用,引导着企业保持长期的经济效益和价值。本课题结合国内铝生产实践,分析铝定性分析生产工艺和管理特点,通过将生产计划与调度理论引入铝企业的生产管理,描述铝生产计划与调度优化问题的约束条件和优化目标,分析了铝企业生产计划和熔铸生产调度优化模型,设计优化算法对模型求解,并在此基础上,基于约束理论提出了荣熔铸生产调度优化策略。本论文的主要研究内容有：（1）采用定性的研究方法对铝生产流程特点进行概括,阐述其生产计划与调度的多约束多目标特征,分析铝生产计划与调度问题的复杂性,探讨铝生产调度的建模策略、求解算法及工程应用,为铝生产计划与调度进一步的理论研究及实际应用提供方法论的指导。（2）考虑铝工艺制程、生产能力和库存限制等约束条件下,以生产物流成本及采购成本最小为目标建立铝企业生产计划的线性规划模型并进行优化求解,满足了企业生产物流平衡和客户需求的快速响应。（3）针对铝熔炼生产调度特点,将铝熔炼生产调度问题归纳为奖金收集车辆路径问题,以最小化熔炼调整成本及订单未编入生产计划的惩罚值之和为优化目标构建铝熔炼生产调度模型,设计K-均值算法和遗传算法相结合的两阶段算法对模型求解,并采用铝生产实际数据仿真验证模型和算法的有效性。（4）利用约束理论研究铝熔铸生产调度优化问题，在分析铝熔铸生产的工艺特点和管理特点的基础上,描述了基于约束理论的铝熔铸生产调度优化问题,从瓶颈识别、缓冲设置和实时调度等方面提出了铝熔铸生产调度优化策略以及实施步骤。目前,国内有色金属企业生产计划与调度问题的研究处于初始阶段,有关铝企业生产计划与调度问题的研究成果较为少见。开展对铝企业熔铸生产计划与调度问题的研究,优化企业物流控制和物流平衡,对改进生产系统、提高生产效率、降低生产成本、保持准时交货期等方面具有重要的理论和实践意义。

关键词：铝企业生产计划与调度遗传算法约束理论

船舶制造企业管子车间生产计划与调度的仿真及优化研究

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船舶制造企业管子车间生产计划与调度的仿真及优化研究

作者：商勇重庆大学

学位级别：硕士

船舶管子加工是造船企业生产物流的一个重要环节,一艘船舶的制造需要几千到几万根管子的配套生产量,管子车间生产的进度将影响到一艘船的生产周期。针对目前管子车间生产计划制定人员无法准确计算每个分段在各工序的加工任务量,生产调... 详细信息

船舶管子加工是造船企业生产物流的一个重要环节,一艘船舶的制造需要几千到几万根管子的配套生产量,管子车间生产的进度将影响到一艘船的生产周期。针对目前管子车间生产计划制定人员无法准确计算每个分段在各工序的加工任务量,生产调度人员无法准确衡量车间各工序的加工能力和计划任务的需求能力,所导致的产品加工周期长,在制品量多的问题。以CD船舶公司管子车间为背景,提出生产计划与调度的仿真及优化研究方法,尝试系统化、定量化地解决管子车间生产计划的准确制定和车间柔性资源的有效调度问题。文章在分析管子车间生产现状和生产计划与调度仿真现状的基础上,提出管子车间生产计划仿真的需求。通过研究生产计划与调度和系统建模与仿真的理论,结合管子车间的实际状况,从数据收集、数据库建立、仿真建模和调度优化四个方面,逐步深入,提出生产计划与调度的仿真及优化过程。在数据收集中,针对管子加工品种多、数量大、批量小和单件制造的特征,车间生产信息化程度低下的实情,提出运用工作抽样和秒表测时相结合的方法,收集整理车间的不确定性数据和确定性数据。在数据库建立中,针对管子产品的结构特征和现有的下料清单与管子制作图信息,建立了仿真软件可以识别的产品信息结构,明确了仿真模型与仿真数据库的关系,设计了仿真模型读取数据库信息的流程,提出产品在各工序加工时间的计算方法。通过编程导入下料清单信息和手工输入制作图参数信息的方法,完成数据库信息的输入。在仿真建模中,针对管子车间产品加工的工艺流程和仿真模型读取仿真数据库信息的流程,运用Arena仿真软件建立管子车间加工的仿真逻辑过程。结合收集数据的部分确定性和不确定性参数信息,完成最终仿真模型的构建。在优化调度中,针对管子车间各工序资源负荷比例随加工计划的改变而呈现出的动态性特征,以加工周期最短为目标,抽象出一种多生产线柔性资源调度问题。通过建立柔性资源分配变量矩阵和工序当量生产能力的计算式,基于Arena12.0提出该问题的求解方法及步骤,最后根据不同的计划实现柔性资源的优化调度。上述基于管子车间的生产计划与调度仿真的方法及结果可为车间的计划制定和生产调度提供数据支持,也可为其他类似生产模式的车间层计划的制定提供一定的参考和借鉴。

关键词：船舶制造管子加工生产计划与调度仿真数据库仿真优化

MTO企业工程车辆结构件生产计划与调度系统研究

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MTO企业工程车辆结构件生产计划与调度系统研究

作者：华琰扬州大学

学位级别：硕士

随着经济一体化和市场全球化程度的日益加深,制造企业面临的考验愈加严峻,采用传统的生产管理模式往往出现由于订单生产调度不合理,导致订单不能按时交货,因此为了满足客户定制化需求,提高企业竞争力,引入先进的信息化技术管理企业的订... 详细信息

随着经济一体化和市场全球化程度的日益加深,制造企业面临的考验愈加严峻,采用传统的生产管理模式往往出现由于订单生产调度不合理,导致订单不能按时交货,因此为了满足客户定制化需求,提高企业竞争力,引入先进的信息化技术管理企业的订单生产计划与调度具有十分重要的现实意义。某工程车辆结构件制造企业是典型的中小型离散制造企业,不同于整车企业按订单装配的生产方式,它采用的是面向订单生产方式(Make-To-Order,MTO),目前国内外对于工程车辆结构件批量生产计划与调度优化的研究较少,本文针对该MTO企业工程车辆钢结构件的生产特点,研究并开发了工程车辆结构件生产计划与调度系统。本文首先介绍了该企业钢结构的用途与制造工艺,随后通过对车辆结构件订单的生产特点及排产现状的分析,总结了该企业在车辆结构件生产计划与调度中出现的问题,基于订单可按照产品型号进行拆分的原则,设计了一种三阶段式车辆结构件订单生产调度方法,进而提出了一种综合评判法与层次分析法相结合的订单优先级评价方法,然后基于交货期与产能约束的调度思想,建立了机加工与装配阶段的生产调度模型;其次,对遗传算法的遗传操作进行了设计,并对调度模型展开了仿真计算,结果表明采用遗传算法能够有效求解调度模型,使得订单生产成本最低且最大完工时间最短;最后,在以上研究的基础上,利用UML语言对订单生产计划与调度系统建立了静态与动态模型,采用多种视图方式描述了系统参与者、功能及活动流程,并利用Java EE、Oracle等计算机技术设计并开发了车辆结构件订单生产计划与调度系统,有效提升了企业信息化生产管理水平,为企业的进一步发展提供了基础。本文所设计的车辆结构件生产计划与调度系统,从企业实际需求出发,并以车辆结构件订单及生产数据为基础,经该MTO企业内部员工操作后反馈体验良好,能够为企业车辆结构件订单生产管理带来了很大便利。

关键词： MTO企业车辆结构件交货期生产计划与调度系统建模

基于莱维飞行改进MOPSO的生产计划与调度多目标协同优化方法研究

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基于莱维飞行改进MOPSO的生产计划与调度多目标协同优化方法研究

作者：徐建杭州电子科技大学

学位级别：硕士

生产计划与调度一直以来都是间歇式流程工业企业生产与经营管理中重要的决策部分,其制定生产方案的优劣关系着企业经济效益的高低。由于实际的生产过程的复杂性,导致生产计划和调度的模型建立随之也变得困难,而且计划与调度往往有多个... 详细信息

生产计划与调度一直以来都是间歇式流程工业企业生产与经营管理中重要的决策部分,其制定生产方案的优劣关系着企业经济效益的高低。由于实际的生产过程的复杂性,导致生产计划和调度的模型建立随之也变得困难,而且计划与调度往往有多个目标和大量约束。若对其进行单独优化求解,所得生产方案常存在相互冲突的情况,容易导致最终的生产方案不可行,因此需考虑二者进行集成优化求解。鉴于其上述特点,本文提出将协同优化方法应用于多目标生产计划与调度的集成优化。协同优化方法是一种求解复杂问题的分解方法,其在生产计划与调度的集成优化中具有良好的应用前景。本文正是对此进行了相应研究,其内容概述如下:(1)分析总结生产计划与生产调度的建模方法与求解策略,以及二者集成优化的必要性与可行性。结合间歇式流程工业生产模式,构建相应的生产计划和调度的数学模型。(2)针对粒子群算法(PSO)在寻优过程中易陷入局部最优点及收敛精度低的弊端,提出了一种基于莱维飞行的Levy FPSO算法。其主要原理为利用莱维飞行的高概率大跨步随机游走特性,使粒子更容易逃离局部极值点。考虑到前期的收敛速度,在前期较小概率采用融入莱维飞行算子的更新策略,后期逐渐加大此概率,可以有效解决上述缺点。最后以基准测试函数验证其有效性和优越性。(3)针对复杂的间歇式流程工业生产计划与调度多目标集成优化问题,进行了多目标协同优化方法的研究。基于协同优化方法,利用其分解协调的机制建立生产计划与调度多目标协同优化模型。提出基于莱维飞行改进多目标粒子群算法(MOPSO)的计划与调度多目标协同优化方法,该方法将莱维飞行策略引入MOPSO算法,即用本文提出的策略更新粒子。最后将其应用于间歇式工厂案例,在不同市场需求下进行优化求解,验证了本文所提出的方法应用于生产计划与调度集成优化的有效性以及改进MOPSO的有效性。

关键词：多目标优化协同优化流程工业生产计划与调度

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炼油厂生产计划与调度系统研究

炼油厂生产计划与调度系统研究

作者：王继东浙江工业大学

学位级别：硕士

燃料型炼油生产利用各种加工装置,经过物理和化学变化,将原油转化为不同的燃料产品用于交通运输和加热,同时它还为化工企业提供原料。生产计划与调度是炼油厂优化操作、提高经济效益、节能降耗的有效方法。生产调度是流程工业CIMS的关... 详细信息

燃料型炼油生产利用各种加工装置,经过物理和化学变化,将原油转化为不同的燃料产品用于交通运输和加热,同时它还为化工企业提供原料。生产计划与调度是炼油厂优化操作、提高经济效益、节能降耗的有效方法。生产调度是流程工业CIMS的关键环节,是连接生产经营管理和生产过程控制的纽带。向上要给企业经营战略决策层提供决策依据,向下要安排生产加工任务,指导监督控制层的运作。油品生产是流程工业的典型过程,规模庞大,工艺复杂,数学模型的建立是调度研究的重点。根据炼油生产的实际情况,用数学规划方法建立各个功能模块的调度模型,运用启发式规则降低约束和变量的个数,从而降低问题的复杂性,是本文采用的一个主要方法。由于调度问题大多数都是具有NP难度的组合优化问题,寻找具有多项式复杂性的优化方法几乎是不可能的。运用遗传算法等智能方法,在短时间内得到一个满意的可行解,借助流程模拟软件把装置模拟和流程优化紧密结合,使生成的调度方案建立在较为实际的生产流程基础上,使调度研究具有实用性,能够真正在炼油企业综合自动化及油品流通领域的管理中发挥作用,为炼油的生产、销售、管理提供依据是本文研究的最终目的。本文主要内容概括如下: (1) 介绍了流程工业CIMS结构及调度在其中的作用和地位,说明了调度和计划之间的关系,评述了调度问题的研究现状和应用情况并详细介绍了当前调度问题研究所使用的各种方法,对这些常用的方法进行了比较研究,指出了其中的优缺点。 (2) 系统的介绍了炼油过程模拟技术及Aspen Tech公司流程模拟软件Aspen Plus在炼油生产过程模拟中的应用。 (3) 通过对实际生产过程的分析,综合考虑了物料能量的消耗与平衡,在满足库存和需求等约束下,运用混合整数规划方法,建立了原油混炼、装置加工、成品油调和三者统一的炼油生产调度模型。

关键词：流程工业CIMS 生产计划与调度炼油生产流程模拟遗传算法