当前位置:主页 > 管理论文 > 工程管理论文 >

不确定环境下生产计划和调度的研究

发布时间:2018-03-13 14:52

  本文选题:生产计划 切入点:生产调度 出处:《浙江大学》2016年博士论文 论文类型:学位论文


【摘要】:生产计划和调度不仅是企业生产和管理的重要环节之一,而且是生产决策的有效依据,计划和调度方案的优劣决定了企业的经济效益。生产计划和调度横向覆盖的范围广,纵向包括的层次多,涉及很多不确定因素,例如:产品需求、产品销售价格、生产成本、公用工程、处理时间、生产能力、交货时间等不确定因素。以上不确定性因素对生产计划和调度有重要的影响,可能使优化结果不是最优解甚至是非可行解,从而严重影响企业的生产效率和经济效益。本论文研究不确定环境下的生产计划和调度问题,考虑的不确定因素包括:产品需求、产品销售价格、成本、公用工程等。根据不确定因素的时间尺度,将不确定因素划分到计划层或调度层中进行区别处理。与生产计划相比,生产调度涉及的约束较多,针对生产调度问题的建模方法也更多,所以不确定环境下的生产调度问题是本文的重点研究内容之一。另外,公用工程不确定性与生产过程联系紧密,对调度优化结果的可行性和最优性影响较大,但又经常被忽视。因此,本论文在调度层主要围绕公用工程的不确定问题展开研究,分别从建模方法和生产过程类型两个方面进行了深入的研究和分析。为了降低公用工程不确定性对生产和经济利益的影响,分别提出变周期调度策略、公用工程与生产率之间模糊关系、混合双层连续模型、计划调度双层集成模型等方法。本文的主要研究工作和创新点如下:1)在计划模型中考虑多种不确定因素,例如:产品需求、产品销售价格和成本的不确定性,采用离散时间建模方法,建立混合整数线性规划(Mixed Integer Linear Programming, MILP)不确定计划模型,并利用机会约束规划理论描述以上3种不确定因素。除了基本约束之外,在不确定模型中还考虑了生产率波动和库存水平超限约束。分析了置信因子的不同取值对优化结果的影响及原因。验证了所建模型可以处理带有多种不确定参数的计划问题,使含有不确定参数的约束在大于某概率水平下成立,优化结果为企业在不同战略目标下的生产决策提供依据。2)针对间歇生产过程和连续生产过程,采用离散时间建模方法,分别建立MILP不确定调度模型,用于降低公用工程扰动对生产过程造成的影响。在间歇生产调度模型中,引入四维0-1变量,使得生产任务可以跨越多个调度周期,有效地解决了公用工程统计量不准确的问题。在连续生产调度模型中,提出变周期调度策略,解决了调度周期与公用工程扰动的持续时间不匹配以及计算复杂度问题。算例验证了间歇过程调度模型在公用工程无扰动情况下,可以准确地统计公用工程消耗量;在公用工程带有扰动的情况下,模型的优化结果可以对公用工程扰动做出响应,降低了公用工程扰动对优化结果的影响。连续过程算例验证了当公用工程扰动小于调度周期时,变周期调度模型能够对扰动做出响应,并获得更好的优化结果。3)针对间歇生产过程的不确定调度问题,基于特定单元事件点的连续时间建模方法,建立混合整数非线性规划(Mixed Integer Nonlinear Programming, MINLP)不确定调度模型。采用模糊理论描述公用工程的不确定性,并建立公用工程和生产率之间的模糊线性关系,来间接描述处理时间的不确定性。最后利用加权平均法将不确定模糊模型转化成确定性模型再求解。通过算例验证了模型的有效性,并详细地分析了一些重要的参数对优化结果的影响及其取值方法。4)特定单元事件点连续时间模型(Unit-specific Event-based Continuous Time Model, UEBCTM)存在约束过于严格和计算不准确问题。为了解决UEBCTM模型的缺陷,提出双层模型结构并建立基于特定单元事件点和时间槽的混合模型。采用UEBCTM建模方法,建立上层MILP模型;采用基于时间槽的连续时间建模方法,建立下层的非线性模型。此外,在下层模型中引入模糊理论来描述公用工程供给量的不确定性。双层混合模型的求解通过上、下层模型的迭代获得。算例验证了双层混合模型不但具有UEBCTM模型的优点,而且解决了UEBCTM模型的缺陷,并能够在公用工程不确定的情况下为生产决策提供依据。5)考虑生产计划和调度中的多种不确定因素,建立多周期的计划和调度双层集成模型。计划层采用离散时间建模方法并引入机会约束随机规划来描述需求不确定性,建立离散时间线性不确定计划模型,同时考虑了生产率波动和参考库存约束。调度层解决带有公用工程不确定的生产调度问题,采用UEBCTM建模方法并引入模糊理论建立关于多用途间歇过程的连续时间不确定调度模型。利用滚动优化策略对计划和调度双层模型进行迭代求解。仿真结果验证了所提方法的有效性和优越性。机会约束方法可以结合不确定信息优化产品的产量,为决策者提供更准确的参考依据,有利于决策的合理性和有效性。使用模糊理论表示公用工程的不确定性更真实地描述了公用工程的供给量,增加了调度结果的可行性,降低了不确定参数对优化结果的影响,同时提高了设备和公用工程的利用率。
[Abstract]:Production planning and scheduling is not only an important part of enterprise production and management, and is effective on the basis of production decision, planning and scheduling scheme determines the economic benefits of the enterprise. The scope of production planning and scheduling for horizontal coverage is wide, including multiple levels, involving many uncertain factors, such as product demand product sales prices, production costs, utilities, processing time, production capacity, delivery time and other uncertain factors. These uncertainty factors have an important effect on the production planning and scheduling, may make the optimization results than the optimal solution or even infeasible solutions, thus seriously affect the production efficiency and economic benefits. This paper the uncertainty of production planning and scheduling problem under uncertainty, including consideration: product demand, product sales price, the cost of utilities, etc. according to the uncertain factors The time scale, the uncertain factors into plan layer or layer scheduling distinction. Compared with the production plan, production scheduling involves many constraints, the modeling method for production scheduling is more uncertain, so the production scheduling problem under the environment is one of the key research content of this paper. In addition, the utility is not the uncertainty and the production process is closely linked, has great influence on the optimization results of feasibility and optimality, but often overlooked. Therefore, this paper mainly focus on scheduling layer utilities uncertain issues research, from two aspects of modeling method and process type is studied and analyzed in order to. To reduce the uncertainty of utilities impact on production and economic benefits, propose variable cycle scheduling strategy, the fuzzy relation between utilities and productivity, mixed double continuous Planning and scheduling model, double integration model and method. The main research work and innovations are as follows: 1) in the planning model considering various uncertain factors, such as product demand, product sales price and cost uncertainty, the discrete time modeling method, establish a mixed integer linear programming (Mixed Integer Linear Programming. MILP) uncertain planning model, and use the chance constrained programming theory described above 3 kinds of uncertain factors. In addition to the basic constraints, in the uncertain model also considers the productivity fluctuation and inventory levels exceeding limit constraints. Analysis of the different values of the confidence factor to influence the optimization results and the reasons. The model can be verified treatment plan with a variety of uncertain parameters, the uncertain parameters in the establishment of a level greater than the probability, the results of the optimization of enterprises in different strategic goals The production decision.2) provide the basis for batch process and continuous process, the discrete time modeling method, MILP uncertain scheduling model are established respectively, to reduce the disturbance impact on the utility of the production process. In the batch production scheduling model, introducing the four-dimensional 0-1 variables, making the production task spanning multiple scheduling cycle, effectively solves the problem of inaccurate statistics of public works. In the continuous production scheduling model, put forward the periodic scheduling strategy, solve the duration of scheduling period and utility disturbances do not match and the computational complexity problem. Examples show the batch process scheduling model of non disturbance in utilities, can accurate statistical utility consumption; with disturbances on the utility model, the optimization results can respond to public engineering disturbance reduction The utility of low disturbance influence on the optimization results. The continuous process is verified when less than the scheduling period utility disturbance, variable cycle scheduling model can respond to disturbance, and obtain better optimization results.3) for uncertain scheduling of batch production process, continuous time modeling method based on the specific unit event, a mixed integer nonlinear programming (Mixed Integer Nonlinear Programming, MINLP) uncertain scheduling model. Using fuzzy theory to describe the utility of uncertainty, fuzzy linear relationship and the establishment of utilities and productivity between the indirect description of processing time uncertainty. The uncertainty of the fuzzy model is transformed into a deterministic model and then solved by the weighted average method. Through an example to verify the validity of the model, and a detailed analysis of some important parameters on the optimization results. Sound and value method.4) specific unit event continuous time model (Unit-specific Event-based Continuous Time Model, UEBCTM) constraint is too strict and not accurate calculation. In order to solve the defects of the UEBCTM model, the double model structure and a hybrid model specific unit event and time slot based. Using UEBCTM modeling method, establish the upper MILP model; continuous time modeling method based on time slots, a nonlinear model of the lower. In addition, fuzzy theory is introduced to describe the utility supply uncertainty in the lower model. The bilevel mixed model by iteration, obtain the lower model. Examples show the advantages of hybrid model not only has the UEBCTM the model, and solves the defects of the UEBCTM model, and in the public works under the condition of uncertainty is provided according to the production decision According to.5) consider a variety of production planning and scheduling uncertain factors in the planning and scheduling model of multi period integrated double layer. The plan by using the discrete time modeling method and the introduction of chance constrained programming to describe the demand uncertainty, a discrete time uncertain linear planning model, considering the productivity fluctuations and reference inventory constraints. Scheduling layer to solve scheduling problem with uncertain utilities, using UEBCTM modeling method and fuzzy theory based on continuous time multipurpose batch process uncertain scheduling model is introduced. The rolling optimization strategy for planning and scheduling of two-layer model can be used in iteration. Simulation results verify the validity and superiority of the proposed method.. the chance constraint method can be combined with uncertain information to optimize the output of product, to provide more accurate reference for decision makers, is conducive to the decision Reasonable and effective. The use of fuzzy theory to describe the utility uncertainty more realistically describes the supply of utilities, increase the feasibility of scheduling results, reduce the influence of uncertain parameters on the optimization results, and improve the utilization rate of equipment and utilities.

【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TB497

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 ;全国大中型水泥玻璃陶瓷企业超额完成第三季度生产计划[J];建筑材料工业;1959年20期

2 ;深入群众 抓思想 促生产——开挖四队连续七个月完成生产计划的主要经验[J];水利与电力;1961年14期

3 马士华,陈荣秋;一种综合生产计划与控制新模式[J];湖北工学院学报;1996年S1期

4 梁武荣;实施旬滚动生产计划的设想[J];机电工程技术;2002年S1期

5 张斌,于明,王晨,陈荣兴,刘艳凯,苏颖;生产计划制定过程的分析及数学建模[J];工业工程与管理;2003年03期

6 顾永麟;俄罗斯2004年~2010年机车生产计划[J];国外内燃机车;2004年06期

7 徐秋栋;《生产计划与控制》[J];工业工程与管理;2004年S1期

8 胡朝峰,汪滨,过学迅;制定汽车生产计划的优化模型[J];汽车科技;2005年06期

9 陈志祥;;生产计划动态响应过程模式与案例研究[J];成组技术与生产现代化;2006年03期

10 张新敏;杜厚东;李志强;;基于蚁群算法的连续时间生产计划优化[J];沈阳工业大学学报;2007年03期

相关会议论文 前10条

1 张磊;蒋洪波;;提高生产计划安排的科学性[A];电子玻璃技术学术论文集[C];2004年

2 田聿新;;多品种小批量生产厂经营生产计划辅助决策系统[A];发展战略与系统工程——第五届系统工程学会年会论文集[C];1986年

3 张伟;徐洁;顾幸生;蒋慰孙;张建新;张耀;;生产计划的递阶结构模型及其应用[A];1994中国控制与决策学术年会论文集[C];1994年

4 杨柳;钟金宏;;考虑外包的多产品生产计划问题模型与仿真[A];中国企业运筹学[2010(1)][C];2010年

5 徐峰;张乃尧;华炜;;混合型企业的资源模型和制定生产计划的方法[A];1998年中国智能自动化学术会议论文集(下册)[C];1998年

6 王罡;萧蕴诗;田华;吴启迪;;生产计划方法概述[A];1995中国控制与决策学术年会论文集[C];1995年

7 张红宇;高阳;;再制造生产计划与排程研究综述[A];第三届(2008)中国管理学年会——市场营销分会场论文集[C];2008年

8 郑燕;蓝伯雄;;复杂制造系统生产计划优化模型的实现方法[A];全国第十届企业信息化与工业工程学术年会论文集[C];2006年

9 顾培亮;徐学军;;一种市场策略与生产计划的集成方法[A];复杂巨系统理论·方法·应用——中国系统工程学会第八届学术年会论文集[C];1994年

10 王雪峰;陈志祥;;一种多级分布式制造系统生产计划问题研究[A];中国企业运筹学[2010(1)][C];2010年

相关重要报纸文章 前10条

1 杨利;武仪公司提前完成全年生产计划[N];中国航空报;2008年

2 金牛;俄锡产商明年增产[N];中国物资报;2000年

3 特约撰稿 袁松范;开源节流,,从生产计划开始[N];医药经济报;2003年

4 陈黎明 孙波 邱德春;沙钢十月生产计划早安排[N];中国冶金报;2003年

5 本报记者 龙泰良 通讯员 江玲;生产计划到天 装置监管到点[N];中国石化报;2013年

6 北京金卉坤和科贸有限公司 马腾;拟定凤梨生产计划应科学理性[N];中国花卉报;2009年

7 王莹;7103厂生产计划在余震中有序推进[N];中国航天报;2008年

8 CTOCIO;如何解决“插单”带来的影响[N];中国财经报;2008年

9 SAP公司售前咨询经理 王磊;SAP的高级计划与优化器[N];中国冶金报;2004年

10 单晓敬;软包装企业如何做好生产与物料控制[N];中国包装报;2008年

相关博士学位论文 前10条

1 王越;不确定环境下生产计划和调度的研究[D];浙江大学;2016年

2 苏生;多工厂生产计划与调度优化模型与求解算法[D];哈尔滨工业大学;2007年

3 张红宇;基于对等网的再制造信息共享及生产计划与调度研究[D];中南大学;2010年

4 蒋国璋;面向钢铁流程知识网系统的生产计划与调度模型及其优化研究[D];武汉科技大学;2006年

5 柯顺魁;工厂化育苗生产运营关键技术与应用研究[D];上海交通大学;2014年

6 李修飞;钢铁企业面向订单的集成生产计划管理技术研究[D];大连理工大学;2008年

7 严浩云;基于LOMC技术的生产计划与控制技术研究[D];复旦大学;2007年

8 卢克斌;炼钢—连铸生产计划与调度的优化方法研究及应用[D];东北大学;2010年

9 戴欣华;化工流程中混合生产线的生产计划问题与复杂反应约束的调度问题的研究[D];浙江工业大学;2014年

10 王岩;通用的可重构Holonic生产计划与控制系统(GR-HPPCS)研究[D];南京航空航天大学;2006年

相关硕士学位论文 前10条

1 董晓杨;炼油企业集成过程操作的生产计划优化[D];浙江大学;2015年

2 杨红军;CA公司生产管理优化研究[D];大连海事大学;2015年

3 杨静;工程机械液压管件生产计划分系统设计研究[D];长安大学;2015年

4 付力;半导体制造封装测试系统生产计划建模与优化研究[D];西南交通大学;2015年

5 季志勇;P医疗(苏州)有限公司生产计划优化研究[D];苏州大学;2015年

6 卢丹丹;不确定需求下多品种制造企业的模糊递阶生产计划与调度方法研究[D];上海大学;2015年

7 杨紫光;基于产能平衡的电子元器件制造企业生产计划建模研究[D];电子科技大学;2015年

8 于善;农机生产企业生产计划管理系统研究与开发[D];新疆大学;2015年

9 王燕超;敏捷制造模式下S半导体制造公司生产计划的研究与优化[D];中国科学院大学(工程管理与信息技术学院);2015年

10 陈幸;按客户订单排程的生产计划研究[D];电子科技大学;2013年



本文编号:1606866

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/guanlilunwen/gongchengguanli/1606866.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户d75b9***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com