大规模定制的生产作业计划与优化调度研究

• 作 者: 刘经华
• 发表日期: 2008年期
• 关键词: 大规模定制 生产作业计划 生产调度 神经网络

市场竞争的激烈化和客户需求的个性化使得制造业进入大规模定制生产阶段,和大规模备货生产相比,采用定制化策略的大规模定制生产存在成本和交货期的挑战,如何对客户的定制需求实现低成本快速反应是它面临的基本课题,而生产作业调度计划则是保障企业实现低成本快速反应的一个关键问题。因此,本文主要以大规模定制的生产作业计划与生产调度为主要研究方向,以优化调度设计为主要内容,结合智能优化技术对大规模定制生产调度问题进行优化,希望有助于调度理论在大规模定制生产中的实践。本文首先基于对大规模定制基本内容和其生产实现方式的探讨的基础上,对大规模定制生产的作业系统进行了再造,提出了基于定制点分离思想的零部件快速加工作业系统和面向客户定制的快速组装作业系统。接下来,基于对大规模定制生产调度的物料和产能双重限制特征,以及作业系统分类基础上,对大规模定制生产调度优化问题进行了数学建模研究,提出了零部件加工调度时基于作业族的思想设置机器调整缓冲时间,以及组装生产调度引入客户指定物料限制的思想。基于对作业调度模拟退火算法的改进,本文采用神经网络方法对大规模定制生产作业调度问题进行了设计。本文给出了作业车间调度问题的约束条件及其换位矩阵表示,提出了新的包括所有约束条件的计算能量函数表达式,得到相应的作业车间调度问题的Hopfield神经网络结构与参数,把模拟退火方法应用于Hopfield神经网络求解,使神经网络收敛到计算能量函数的最小值0,从而使神经网络输出是一个可行调度方案。最后本文对大规模定制环境下调度优化设计进行了仿真研究,仿真结果证明本设计较好的解决了大规模定制生产作业车间调度问题,有助于准确安排交货期和减少生产成本。