物联制造系统中考虑云资源的“生产—物流”两级联动控制方法

发布时间：2017-05-17 00:06

  本文关键词：物联制造系统中考虑云资源的“生产—物流”两级联动控制方法，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：现代市场经济的发展,使得客户与制造企业的供需关系变得更加动态和短暂。物联制造系统作为智能制造过程的重要支撑系统之一,制造企业对其管控生产过程客户动态需求的能力提出更高的要求。生产物流作为生产过程不可缺少的一部分,占据着生产过程95%的时间,学术界、政府和企业界对它的关注日益提升。高效的“生产-物流”联动(Production Logistics Synchronization, PLS)运作是物联制造系统响应客户动态需求的关键。纵观现有的关于生产及生产物流的研究发现,大多数研究只考虑动态生产环境下单独的生产或生产物流决策与控制问题,但现实客户动态需求会同时影响生产和生产物流(即“生产-物流”)的相关环节,不仅生产环节的决策要考虑生产物流相关环节的决策,而且也要考虑客户动态需求引发局部资源短缺对生产物流的影响。鉴于此,本文针对客户动态需求对生产物流运作的影响,在物联制造系统中引入云资源的作用,研究客户动态需求下考虑云资源的“生产-物流”两级联动控制方法。首先,以生产环节和生产物流的仓储环节作为研究对象,阐述了客户动态需求给生产和仓储运作带来的问题,分析了客户动态需求下实现“生产-物流”联动的难点；其次,针对客户动态需求引发的资源局部短缺问题,建立了云资源支撑下的生产物流系统信息架构,在此基础之上将云资源引入“生产-物流”联动控制过程中,定性的提出了考虑云资源的两级“生产-物流”联动控制机制,定量的给出了基于协同优化(Collaborative Optimization, CO)的“生产-物流”联动优化方法；然后,在仓储借助云资源平台可扩充货道资源的条件下,针对“生产-物流”联动涉及生产规划问题和仓储规划问题,利用CO方法建立了系统级模型、生产子系统规划模型和仓储子系统规划模型,并提出了一种改进遗传算法用于求解生产规划模型和一种启发式算法用于求解仓储规划模型；接着,为了验证本文所提的“生产-物流”两级联动方法的有效性,本文以所合作的大型涂料企业作为实例,采用Matlab R2013a软件进行编程仿真,针对不同时刻发生不同强度的客户动态需求,对比分析了联动和未联动的效果,结果表明“生产-物流”联动方法的优越性；最后,根据本文提出的云物联生产物流系统信息架构,开发了一种基于物联网的“生产-物流”联动信息管理系统,并展现了该系统的功能和操作流程。研究表明,引入云资源可以降低客户动态需求导致生产物流运作的成本,通过“生产-物流”两级联动控制方法,能够有效的控制生产物流运作多环节之间的决策不协调问题,以及多阶段的决策与执行不匹配问题。
【关键词】：客户动态需求 “生产-物流”联动 云资源 物联制造
【学位授予单位】：广东工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP311.52;TP391.44;TN929.5
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-14
• 第一章 绪论14-23
• 1.1 研究背景及意义14-16
• 1.1.1 研究背景14-15
• 1.1.2 研究意义15-16
• 1.2 国内外研究现状16-20
• 1.2.1 客户动态需求下“生产-物流”联动相关研究现状16-18
• 1.2.2 多学科优化方法相关研究现状18
• 1.2.3 物联网及云制造相关研究现状18-19
• 1.2.4 研究现状分析19-20
• 1.3 课题来源与研究内容20-23
• 1.3.1 课题来源20
• 1.3.2 研究目的及主要内容20-22
• 1.3.3 章节结构22-23
• 第二章 客户动态需求下的“生产-物流”联动问题23-28
• 2.1 生产物流运作流程23-25
• 2.2 生产物流运作的问题分析25-26
• 2.2.1 客户动态需求给生产物流运作带来的问题25-26
• 2.2.2 客户动态需求下的“生产-物流”联动难点分析26
• 2.3 本章小结26-28
• 第三章 生产物流系统支撑架构及联动控制机制28-36
• 3.1 云资源管理及物联网技术概述28-29
• 3.2 云物联生产物流系统信息架构29-30
• 3.3 考虑云资源的两级“生产-物流”联动控制机制30-32
• 3.4 基于CO的“生产-物流”联动方法32-34
• 3.4.1 CO方法理论32-33
• 3.4.2 基于CO的“生产-物流”联动优化方法33-34
• 3.5 本章小结34-36
• 第四章 客户动态需求下考虑云资源的“生产-物流”联动建模36-51
• 4.1 问题及参数符号描述36-40
• 4.2 基于CO的“生产-物流”联动建模40-43
• 4.2.1 系统级模型40
• 4.2.2 未考虑云资源的生产子系统规划模型40-42
• 4.2.3 考虑云资源的仓储子系统规划模型42-43
• 4.3 求解方法43-50
• 4.3.1 生产子系统规划模型的求解方法43-49
• 4.3.2 仓储子系统规划模型的求解方法49-50
• 4.3.3 “生产-物流”联动的CO流程50
• 4.4 本章小结50-51
• 第五章 考虑云资源的“生产-仓储”联动结果分析51-65
• 5.1 实例描述51-53
• 5.2 实例结果分析53-61
• 5.2.1 联动预规划结果53-57
• 5.2.2 联动修正规划结果57-61
• 5.3 敏感性分析61-64
• 5.4 本章小结64-65
• 第六章 基于物联网的“生产-物流”联动管理系统65-71
• 6.1 案例分析65-66
• 6.2 系统开发及运行环境66-67
• 6.3 系统主要的功能模块67
• 6.4 系统应用流程67-70
• 6.5 本章小结70-71
• 结论与展望71-73
• 参考文献73-78
• 攻读学位期间发表的论文78-80
• 致谢80

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