论文部分内容阅读
钢铁工业是中国国民经济重要基础产业。钢铁工业是否能够健康稳定地发展,关系着我国整个国民经济的持续、协调发展。虽然目前我国是世界第一大产钢国,但是在企业规模、产品结构、生产管理方式等方面,同美国、德国等钢铁强国还是存在明显的差距。同时我国钢铁行业发展所需要的外部支撑条件已经全面紧张,原材料全面涨价,环保压力增大,市场竞争日益激烈。我国钢铁企业要想提高经济效益,在国际钢铁市场的竞争中占据优势,必须从内部挖掘潜力,运用先进的生产管理思想。生产模式是制造型企业管理的一个重要方面。钢铁企业作为制造企业,要想提高自己的管理水平,必须选择合适的生产模式。
近年来,随着科学技术的进步、社会经济的发展以及市场竞争的全球化,钢铁企业面临的市场环境发生了巨大的变化,竞争日益激烈。科技的发展和制造工艺的不断进步,导致新产品不断涌现,产品的生命周期变短,更新换代加速。客户对钢铁产品需求的多样化和个性化日益突出,定单越来越多品种、小批量化。钢铁企业选择按定单组织生产(make to order,MTO),可以避免生产的盲目性,满足客户个性化需求,提高客户服务水平。但是MTO生产模式是有了合同才组织生产,造成交货提前期过长,难以按时交货,与客户需求的另一个特点合同交货期越来越短相矛盾。另外,合同的多品种、小批量化和钢铁设备庞大、需要大规模均衡化生产的要求相矛盾,使得企业内部生产的成本大幅度提高,影响了企业的经济效益。MTO-MTS生产模式结合MTO和MTS,选择部分板坯提前备货,然后根据客户需求进一步加工,缩短了交货周期,使生产更均衡,但可能会导致企业面临库存成本失控的风险。可见,MTO和MTO-MTS两种生产模式各有优缺点,MTO生产模式很好的满足了客户的个性化需求,而MTO-MTS生产模式满足客户个性化需求和交货期缩短的同时,在库存成本和生产成本之间取得协调,因而生产模式的选择成为值得研究的热点。
本文首先简单介绍了钢铁产业发展现状,总结了钢铁企业生产模式研究现状,通过分析钢铁企业生产的生产过程、钢铁行业产业特性,以及钢铁企业计划体系,结合企业实际调研,总结提出了基于MTO的钢铁企业计划管理体系和基于MTO-MTS的钢铁企业计划管理体系,并对两者进行了比较。钢铁企业在应用MTO模式时,通过客户关系管理对合同进行预测,将这些合同等同于客户合同对待。在MTO-MTS模式下,企业对板坯进行预测提前生产,实际合同到来后先进行半成品匹配,随后进行后续工序的加工。由于板坯和最终产品的市场接受度不一样,对企业经济效益的影响也不一样。
合同计划在整个生产实现过程中起着关键的作用,在满足各种约束的情况下,安排合同在车间各道工序的生产时间,或者把合同和库存余材进行匹配。编制合同计划时,通常以空闲生产能力惩罚、拖期和提前惩罚、取消惩罚和匹配费用等之和最小为目标。可以说合同计划的结果所对应的惩罚费用直接反映了经济效益。因此要对MTO和MTO-MTS生产模式对经济效益的影响进行比较,可以建立合同计划模型、进行仿真实验实现。
本文通过对生产组织过程的分析和模式的比较,基于MTO和MTO-MTS生产模式,分别建立了以提前/拖期惩罚、取消惩罚、生产费用、库存匹配费用、库存成本总额最小为目标的合同计划模型,库存匹配和生产计划联合优化。基于MTO的模型中,考虑成品匹配;基于MTO-MTS的模型中,考虑半成品匹配。两种模式下都考虑库存的补充。
由于该模型的目标和变量约束众多,属于大规模组合优化问题,而且求解过程会遇到大量非可行解,用精确算法难以实现。粒子群算法是一种具有群体智能搜索能力的启发式算法,而且规则简单,实现相对容易。本文根据模型特点,采用对非可行解具有启发式修复功能的改进粒子群算法。通过多组仿真实验数据,求出了本文模型的最佳参数设置。在该参数设置下,根据库存预测偏差不同设计多组数据,通过比较各自目标函数值大小和分析各项惩罚值的变化趋势,指出MTO-MTS更符合钢铁产业的发展趋势。
最后,对本文的研究工作做了总结和展望。