制造系统最优生产控制与生产能力规划的集成优化

发布时间：2017-05-12 16:01

  本文关键词：制造系统最优生产控制与生产能力规划的集成优化，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文主要研究了制造系统中的最优生产控制和生产能力规划的集成优化问题。在系统中机器的故障时间和修复时间均服从负指数分布的前提下,分别对单机器单品种制造系统、串行生产线单品种制造系统、以及多机器多品种制造系统进行了分析,以总生产成本为目标函数,根据每种制造系统的特点给出了相应的优化策略及求解方法。对于单机器单品种制造系统,给出了含有生产能力调整机制的Hedging Point控制策略,在需求随时问以不同形式变化时,制定了其生产能力调整的优化策略,通过结合生产能力与最优库存点之间的解析关系,得到了系统的决策变量,即生产能力的调整时间和调整大小。最后用粒子群算法对取定的决策变量进行求解,从而得出了系统的集成优化控制策略。对于单品种串行生产线,根据其结构特点进行数学建模,结合串行生产线中上下游机器生产率和缓冲区容量的限制,制定了相应的含有生产能力调整的Hedging Point控制策略；在给定机器初始生产能力的前提下,将粒子群算法与Hedging Point控制策略结合来制定集成优化策略,用粒子群算法求解决定生产能力调整时间和调整幅度的决策变量,最后得到了需求以不同形式变化时系统的最优控制策略。对于多机器多品种制造系统,首先建立了其最优生产控制与生产能力规划集成优化问题的数学模型,根据产品需求的不同为每种产品制定了优先级。根据这一特点,制定了结合生产能力变化的带有优先级的Hedging Point库存控制策略,对于几种不同类型需求变化情形,用粒子群算法优化出控制策略的决策变量,即生产能力调整时间和调整幅度,制定出了相应的优化策略,并对短生产线和长生产线的制造系统通过Matlab进行仿真实验,验证了所制定优化策略的有效性。
【关键词】：Hedging Point控制策略 生产能力规划 粒子群算法 Matlab
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP18;TB497
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-15
• 1.1 课题的研究背景和意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-13
• 1.2.1 最优生产控制问题的研究现状10-12
• 1.2.2 生产能力规划问题的研究现状12-13
• 1.3 论文结构13-15
• 第二章 单机器单品种制造系统生产控制与生产能力规划的集成优化15-27
• 2.1 单机器单品种制造系统描述15
• 2.2 单机器单品种制造系统生产控制与能力规划集成优化问题的数学建模15-17
• 2.2.1 单机器单品种制造系统的数学模型16
• 2.2.2 单机器单品种制造系统的控制策略16-17
• 2.3 单机器单品种制造系统在不同需求下的优化策略17-26
• 2.3.1 单机器单品种制造系统理论算法的选择18-19
• 2.3.2 粒子群优化算法的描述及改进19-21
• 2.3.3 需求以梯形分布形式变化时的优化策略21-24
• 2.3.4 需求以正态分布形式变化时的优化策略24-26
• 2.4 本章小结26-27
• 第三章 单品种串行生产线生产能力与控制策略的集成优化27-41
• 3.1 串行生产线单品种制造系统描述27
• 3.2 单品种串行生产线数学模型的建立27-31
• 3.2.1 串行生产线单品种制造系统数学模型的目标函数及动力学方程28-30
• 3.2.2 单品种串行生产线的控制策略30-31
• 3.3 单品种串行生产线在不同需求下的优化策略31-39
• 3.3.1 需求以梯形分布形式变化时的优化策略31-35
• 3.3.2 需求以正态分布形式变化时的优化策略35-39
• 3.4 本章小结39-41
• 第四章 多机器多品种制造系统生产能力与控制策略的优化41-59
• 4.1 多机器多品种制造系统描述41
• 4.2 多机器多品种制造系统优化策略的制定41-45
• 4.2.1 多机器多品种制造系统数学模型的建立42-44
• 4.2.2 多机器多品种制造系统的控制策略44-45
• 4.3 多机器多品种制造系统在不同需求下的优化策略45-57
• 4.3.1 需求不变时的优化策略46-48
• 4.3.2 需求以梯形分布形式变化时的优化策略48-53
• 4.3.3 需求以正态分布形式变化时的优化策略53-57
• 4.4 本章小结57-59
• 第五章 结论与展望59-61
• 5.1 论文的主要工作和结论59
• 5.2 工作展望59-61
• 致谢61-63
• 参考文献63-67
• 作者在学期间研究成果67

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