面向不确定性因素下的中小型制造企业生产调度优化研究与应用

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外界环境的愈加不确定性给企业的生存与发展带来严重的威胁,尤其对于中小型制造企业而言,其本身所属行业相对传统,受到自身规模、资金等的限制,加之所带有的管理不规范等特征,致使其相较于其他企业更易受到不确定性因素的影响,造成巨大的损失。由此如何帮助中小型制造企业面对未来的不确定性环境在当下受到越来越多学者的关注与思考。生产调度作为企业生产管理系统的核心和关键技术,在很大程度上决定了制造企业的生产效率及市场响应速度。其本质上是一个资源合理优化配置的过程,涉及多种资源,考虑到多种因素及各类不同目标,导致其成为具备一定复杂性的系统性问题;加之在实际生产过程中会受到多种不确定性因素如人员加工效率变化、机器故障、紧急插单等的影响,这些不确定性因素往往会导致产品无法按计划完成交付,因此,需要进行合理的生产调度计划制定与控制来尽可能消除不确定性因素的干扰,确保生产顺利运行。本文的主要工作如下:(1)分析中小型制造企业的发展现状,并对中小型制造企业自身及生产调度的特点进行归纳总结,针对中小型制造企业生产调度中的不确定性因素进行分类梳理,在此基础上,提出了面向不确定性的中小型制造企业生产调度整体优化框架;(2)结合中小型制造企业实际特点,从增强调度方案鲁棒性角度出发,将输入端即加工时间设定为三角模糊数;在考虑常见生产调度目标、分析中小型制造企业自身特征的基础上,构建了更贴合中小型制造企业实际生产场景(如对成本的把控颗粒度、质量要求标准等)的考虑T、Q、C的模糊初始静态生产调度模型;(3)针对生产过程中的显性扰动事件,设计基于偏差系数的动态调度触发机制,并对动态调度策略作出规定,构建了基于稳定性与效率性的模糊动态重调度模型。(4)基于中小型制造企业柔性生产特点,针对所构建的两种模型求解特点及传统遗传算法的优缺点,提出一种基于变领域搜索的改进遗传算法对模型进行求解。(5)考虑到隐性扰动的积累效应,采用改进灰色关键链技术,以生产调度方案为对象,在各关键位置设置不同类型缓冲以吸收所累计的扰动影响量;在此基础上,针对缓冲区设置基于消耗量及发展态势的监控机制,以保证扰动影响可控。(6)最后结合项目经历,选择某企业的实际生产场景进行实例研究,并将本文所得到的调度方案与企业实际方案进行效果对比,验证了本文所提出方法的有效性,并提出了有关生产调度方面的实例对策建议。
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