扰动事件下多层级制造系统订单动态排产研究

• 作 者: 赵林斌
• 出 处: 浙江工业大学
• 发表日期: 2004年期
• 关键词: 多层级制造系统 动态排产 扰动事件 多目标差分蝙蝠算法

随着经济全球化的发展和多样化的市场需求,制造型企业正在往多品种小批量、短周期的方向演变。为适应新的市场需求,制造型企业建立起具有柔性拓扑结构的多层级制造系统。此类制造系统通过多层级之间的加工工艺的排列组合后能得到产品的种类较为丰富,能够满足多样化的市场需求。目前对多层级制造系统订单排产有相对较多的局限,如忽略生产能力、层级独立排产等,并对不确定性变量为离散值的扰动事件下的订单排产方案没有过多的研究。为解决多层级排产中出现的问题,本文开展了多层级制造系订单排产研究,主要研究内容如下:(1)给出了静态状态下多层级制造系统订单的排产方法。以计划周期内的生产成本、客户满意度、库存水平、设备利用率为目标,考虑生产能力、不良品和库存之间的约束关系,构建了静态的多层级制造系统订单排产模型。经过模型计算和系统排产,平衡了计划周期内生产层级的库存周转力及生产能力,制定最优的生产排程计划。(2)制定了扰动事件下订单排产方案。以混合驱动排产策略为多层级制造系统订单重新排产的驱动策略,分别针对紧急插单、设备故障和原材料延期这三种扰动事件设计了动态排产的数学模型,对生产系统的扰动做出实时响应。(3)给出了一种改进的多目标差分蝙蝠算法。通过差分进化算法对多目标蝙蝠算法进行优化,得到一种新的优化算法—多目标差分蝙蝠算法。利用差分蝙蝠算法对多层级制造系统订单排产模型进行求解,并且利用算例的运行结果和收敛性证明了算法的有效性。(4)对订单排产方案进行了实例验证。选取某典型的多层级生产制造企业,对该企业的订单排产问题进行了实例验证。利用MATLAB平台求解模型,验证了多层级制造系统订单排产模型及扰动事件下多层级订单动态排产模型的有效性。(5)开发了扰动事件下多层级制造企业订单排产原型系统。该系统主要分为用户管理模块、基础数据管理模块、基础排程模块、扰动事件排程模块四个模块,能有效地为多层级制造企业制定静态和动态环境下的订单排产方案。本文的研究成果一定程度上丰富了多层级制造型企业排产问题的研究。针对静态多层级制造系统订单排产以及扰动事件下多层级制造系统订单动态排产给出了解决方案,降低多层级制造企业的换模频次、在制品数量以及设备闲置率,从而降低了多层级制造企业的生产成本。