基于高级计划与排程的作业车间调度优化模型研究

发布时间：2017-05-31 07:06

  本文关键词：基于高级计划与排程的作业车间调度优化模型研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：当今时代,信息技术的飞速发展、全球化竞争的愈演愈烈、市场环境的瞬息万变,使制造业的经营环境越来越复杂多变,具体表现为多样、个性的客户需求、大幅缩短缩短的产品生命周期和交货期等。相应的,生产方式也正在发生着巨大的变革,传统的大批量生产正逐步向多品种、小批量甚至顾客大量定制的生产方式方向转变。由于制造业生产方式的变革,工厂生产计划的频繁的变更或者修正使得生产计划与控制系统正面临着史无前例的挑战。传统的凭人工经验制定的生产及作业计划已经远远不能满足生产需求,而很多企业的企业资源系统(Enterprise Resource Planning, ERP)计划模块的实施效果也都不尽如人意。高级计划与排程(Advanced Planning and Scheduling, APS)的出现,克服了ERP系统的种种缺陷,如采用静态的处理方法与动态问题的不匹配,APS针对ERP计划模块的不足,运用数学算法、模拟仿真、约束理论等一系列先进的技术,采用基于有限产能的方式制定排产作业计划,是对ERP计划模块的有力补充。 在APS中,排程的逻辑和算法是核心,也是难点,本文对此进行了较为深入的研究。本文在深入研究约束理论原理的基础上,运用APS中车间作业调度模块的排产逻辑,根据中小型制造业作业车间生产管理的特点,建立一个基于瓶颈工序的作业车间调度概念模型,试图通过概念模型的建立及应用,提高作业车间瓶颈资源利用率,以期提高制造系统的有效产出。模型包含瓶颈识别技术、基于瓶颈资源的数学模型以及模型的遗传算法求解,针对作业车间内的瓶颈资源及瓶颈工序进行优化调度,使瓶颈资源上生产任务的完成时间最短。制定出适合于多品种、小批量,生产过程比较复杂的中小型制造业作业车间内的生产调度解决方案。结合某轴承厂轴承件制造车间的典型实例,探讨了作业车间优化调度模型的应用,最后用甘特图来输出调度结果,证实了模型和算法的可行性和有效性。
【关键词】：约束理论 高级计划与排程 作业车间调度 瓶颈识别 遗传算法
【学位授予单位】：东北林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH186
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-12
• 1.1 论文选题背景8
• 1.2 论文研究目的和意义8-9
• 1.3 论文研究内容和组织结构9-11
• 1.3.1 论文研究内容9-10
• 1.3.2 论文的组织结构10-11
• 1.4 论文研究方法和技术路线11-12
• 1.4.1 论文研究方法11
• 1.4.2 技术路线11-12
• 2 生产计划与排产理论12-20
• 2.1 生产计划理论12-14
• 2.1.1 物料需求计划(Material Requirement Planning,MRP)12-13
• 2.1.2 能力需求计划(Capacity Requirement Planning,CRP)13-14
• 2.2 排产理论14-19
• 2.2.1 排产的概念14-15
• 2.2.2 车间调度问题及分类15
• 2.2.3 作业车间调度(Job-shop Scheduling Problem,JSSP)15-16
• 2.2.4 JSSP的评价指标和典型算例16-18
• 2.2.5 JSSP的研究方法18-19
• 2.3 本章小结19-20
• 3 APS理论综述20-34
• 3.1 TOC理论体系框架20-26
• 3.1.1 核心层：约束(瓶颈)21-22
• 3.1.2 方法层：TOC的五大步骤和鼓—缓冲—绳(DBR)法22-23
• 3.1.3 工具层：思维流程(Think Process,TP)23-24
• 3.1.4 TOC的九大管理原则24-26
• 3.2 高级计划与排程的概念与发展历史及趋势26-28
• 3.3 APS的技术特征28
• 3.4 基于APS的车间作业调度模块功能描述28-31
• 3.4.1 APS系统的层次计划体系28-29
• 3.4.2 APS系统的车间作业调度模块体系结构29-31
• 3.5 车间调度模块的排程逻辑31-33
• 3.6 本章小结33-34
• 4 基于APS的JSSP优化模型研究34-45
• 4.1 现有排程方法存在的问题34
• 4.2 遗传算法34-36
• 4.2.1 遗传算法基本原理34-35
• 4.2.2 GA的特点35
• 4.2.3 GA中的一些常用术语35-36
• 4.2.4 遗传算法的收敛性36
• 4.2.5 GA的操作流程36
• 4.3 JSSP概念模型的建立36-44
• 4.3.1 瓶颈资源的识别37-38
• 4.3.2 基于瓶颈的JSSP线性规划模型38-40
• 4.3.3 GA在JSSP概念模型中的实现过程40-44
• 4.4 本章小结44-45
• 5 JSSP概念模型在某轴承件加工车间中的应用45-59
• 5.1 企业简介45
• 5.2 轴承件加工工艺路线45-46
• 5.3 瓶颈工作中心的识别46-48
• 5.3.1 工作中心划分46-47
• 5.3.2 瓶颈工作中心的确定47-48
• 5.4 GA应用于瓶颈工作中心排程48-58
• 5.4.1 产生初始种群49-52
• 5.4.2 计算种群适应值52
• 5.4.3 遗传操作52-53
• 5.4.4 遗传算法操作主函数MATLAB代码53-58
• 5.5 本章小结58-59
• 结论59-61
• 参考文献61-66
• 附录66-67
• 攻读学位期间发表的学术论文67-68
• 致谢68-69

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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  本文关键词：基于高级计划与排程的作业车间调度优化模型研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：408846