面向負(fù)荷生產(chǎn)控制方法-詳細(xì)解讀

面向負(fù)荷生產(chǎn)控制方法-詳細(xì)解讀

面向負(fù)荷生產(chǎn)控制方法目錄1面向負(fù)荷生產(chǎn)控制方法概述2面向負(fù)荷生產(chǎn)控制方法的前提條件3面向負(fù)荷生產(chǎn)控制方法的發(fā)展趨勢(shì)4面向負(fù)荷生產(chǎn)控制方法案例分析4.1案例一:基于面向負(fù)荷的生產(chǎn)控制的緊急訂單插單問(wèn)題[1]5Reference面向負(fù)荷生產(chǎn)控制方法概述面向負(fù)荷生產(chǎn)控制方法取代了通常所使用的生產(chǎn)計(jì)劃和控制步驟：“計(jì)劃倒排”、“有限加載”、“能力平衡”和“任務(wù)排序”。它使用統(tǒng)一的基于流量圖或漏斗模型的過(guò)程模型來(lái)控制生產(chǎn)周期、庫(kù)存、利用率和日期偏差這4個(gè)目標(biāo)參量，并借助使用同一模型的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)所需控制的參量進(jìn)行監(jiān)測(cè)。如下圖所示：圖：生產(chǎn)控制的三個(gè)層次在上圖中，任務(wù)的投放在短期的生產(chǎn)控制層次上進(jìn)行。在其上有中期的任務(wù)計(jì)劃層次。該層次的目的是產(chǎn)生可行的車間和采購(gòu)任務(wù)、制造計(jì)劃，制造計(jì)劃的任務(wù)是保證長(zhǎng)期的能力需求與能力供給的平衡。上面兩層的計(jì)劃做得越好，在最下層進(jìn)行的生產(chǎn)制造控制將越有效。為了有效地使用面向負(fù)荷的生產(chǎn)計(jì)劃方法，需要滿足一系列的前提條件，諸如：任務(wù)必須要有完工日期；工藝計(jì)劃中應(yīng)包含標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)；毛坯、刀具、夾具和NC程序必須是可用的、機(jī)床和人員的可用能力必須已知、工序反饋報(bào)告必須完整且足夠準(zhǔn)確。面向負(fù)荷生產(chǎn)控制方法的前提條件為了有效地使用面向負(fù)荷的生產(chǎn)計(jì)劃方法，需要滿足一系列的前提條件。一、批量大小對(duì)庫(kù)存和平均生產(chǎn)周期的影響批量的大小通常是在任務(wù)計(jì)劃階段根據(jù)累加的已知零件需求確定的。它要使得補(bǔ)充零件的成本和成品庫(kù)存成本最小。因此，批量的大小并不被生產(chǎn)制造的控制所影響。只有在特殊情況下，例如任務(wù)延誤，才允許通過(guò)所謂的批量劃分的方法來(lái)修改原來(lái)的批量值的大小。目前使用的“經(jīng)濟(jì)批量”方法正受到越來(lái)越多的批評(píng)，因?yàn)樗凸懒怂衅渌臐撛趲?kù)存成本。因此，經(jīng)常有“批量為1”這樣的要求?！芭繛?”意味著不允許產(chǎn)生“任務(wù)重復(fù)”的成本，這要求零件制造時(shí)的機(jī)床準(zhǔn)備時(shí)間為零?，F(xiàn)在再?gòu)拿嫦蜇?fù)荷的生產(chǎn)控制方法的角度考慮一下這種“批量為1”的要求是否總有意義。特別是有以下幾個(gè)方面必須考慮：與批量生產(chǎn)相比，需要進(jìn)行控制的任務(wù)的數(shù)量將大大增加；對(duì)于那些在加工時(shí)間內(nèi)不能進(jìn)行自動(dòng)機(jī)床準(zhǔn)備的“瓶頸”工作中心來(lái)說(shuō)將會(huì)引起生產(chǎn)能力的損失，從而導(dǎo)致整個(gè)車間生產(chǎn)力的下降；零件品種的經(jīng)常變化將使廢品率上升；平均生產(chǎn)周期只取決于運(yùn)輸時(shí)間和加權(quán)平均加工時(shí)間的大小。由于批量的大小直接影響任務(wù)時(shí)間，從而直接影響加工時(shí)間，因此它就對(duì)每道工序的加權(quán)平均生產(chǎn)周期有直接影響。這種影響可定量表示為“批量庫(kù)存”。大的批量對(duì)一個(gè)工作中心產(chǎn)生的破壞性影響，它不僅使輸入和輸出曲線明顯地偏離理想曲線，而且造成庫(kù)存和生產(chǎn)周期的波動(dòng)。由此，可以得出結(jié)論：從生產(chǎn)控制的角度來(lái)說(shuō)，對(duì)加權(quán)平均加工時(shí)間的平均值和變化范圍加以限制是非常重要的。任務(wù)工時(shí)的均衡可以對(duì)生產(chǎn)周期和日期偏差起到十分明顯的積極作用。因此在進(jìn)行中期的任務(wù)計(jì)劃時(shí)，應(yīng)當(dāng)在批量計(jì)算時(shí)考慮對(duì)任務(wù)時(shí)間值的限制。二、任務(wù)必須有計(jì)劃完工日期為了確定每一道工序的計(jì)劃完工日期，必須要知道制造任務(wù)的計(jì)劃完工日期。如果在進(jìn)行物料計(jì)劃時(shí)，使用的不是實(shí)際的置辦時(shí)間，那么本應(yīng)投放的任務(wù)在任務(wù)投放過(guò)程中不可避免地被延遲。人們常將這種現(xiàn)象戲稱為“任務(wù)投放阻礙算法”。通過(guò)生產(chǎn)中的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)持續(xù)地對(duì)生產(chǎn)周期進(jìn)行監(jiān)測(cè)，可以準(zhǔn)確地查明任務(wù)經(jīng)常被拒絕的原因。不過(guò)，在每個(gè)工作中心上總是或多或少地存在由負(fù)荷限額計(jì)算得到的計(jì)劃生產(chǎn)周期與由當(dāng)前庫(kù)存狀況決定的實(shí)際生產(chǎn)周期之間的差異。為了檢查一個(gè)制造任務(wù)的完成日期是否可行，除了根據(jù)計(jì)劃值進(jìn)行生產(chǎn)周期的調(diào)度，還可以為相應(yīng)工作中心指定實(shí)際的區(qū)間。接下來(lái)要對(duì)所分析的那個(gè)任務(wù)的流通情況進(jìn)行仿真。首先在時(shí)間軸上，從當(dāng)前日期開(kāi)始，畫(huà)出該任務(wù)所涉及的所有工作中心的當(dāng)前區(qū)間，這樣就可以知道每個(gè)工作中心從什么時(shí)候開(kāi)始有多少空余的生產(chǎn)能力。第二步，根據(jù)相應(yīng)工作中心的計(jì)劃生產(chǎn)周期進(jìn)行生產(chǎn)計(jì)劃。計(jì)劃的結(jié)果也畫(huà)在時(shí)間軸上，并且將它畫(huà)在最長(zhǎng)的區(qū)間的上面。這樣得到一個(gè)實(shí)際的計(jì)劃完成日期。如果可行的任務(wù)完成日期在計(jì)劃完成日期之前，則可以在這兩個(gè)日期之間確定一個(gè)最終的完成日期，同時(shí)也確定了投放日期。如果可實(shí)現(xiàn)的任務(wù)完成日期在計(jì)劃完成日期之后，則肯定是由某個(gè)或某幾個(gè)工作中心引起的。在特殊情況下，可以將隊(duì)列中的其它任務(wù)向后推遲?？偟膩?lái)說(shuō)，應(yīng)該對(duì)可行的計(jì)劃生產(chǎn)周期和可行的計(jì)劃完成日期給予足夠的重視。三、工藝計(jì)劃中應(yīng)包含標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)這一點(diǎn)很明顯，沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)，面向負(fù)荷的生產(chǎn)控制方法就根本無(wú)法使用，因?yàn)槠湓砭褪强疾旃ぷ髦行纳陷斎牒洼敵龅墓ぷ髁?。但是，不是在任何情況下都可以計(jì)算每道工序的標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)，或者，這種計(jì)算并不是在任何時(shí)候都是必要的。例如，當(dāng)對(duì)這些數(shù)據(jù)的獲得、管理和處理所涉及的工作得不償失時(shí)，就沒(méi)有必要非去計(jì)算這些數(shù)據(jù)不可。在這種情況下可以人為規(guī)定一個(gè)固定的計(jì)劃生產(chǎn)周期。但是，此時(shí)這些任務(wù)涉及的工作中心不能納入任務(wù)投放的范圍中去，從而避免任務(wù)被拒絕投放。四、毛坯、刀具、夾具和NC程序必須是可用的。在中層的計(jì)劃系統(tǒng)中應(yīng)該通過(guò)適當(dāng)?shù)臋z查來(lái)保證毛坯、刀具、夾具和NC程序在任務(wù)投放時(shí)，或在被使用的時(shí)刻，是可供使用的。進(jìn)行同時(shí)可用性規(guī)劃的一種有意義的方法是將一個(gè)任務(wù)所必需的所有元素都放在主工藝路徑單中。對(duì)工藝計(jì)劃中的每一個(gè)元素，即機(jī)床、人員、刀具和材料等，都建立一個(gè)輸入、輸出任務(wù)庫(kù)存賬戶。在進(jìn)行任務(wù)日程計(jì)劃時(shí)即對(duì)所有的賬戶進(jìn)行可用性檢查。例如：一個(gè)材料的庫(kù)存賬戶包含了表示當(dāng)前倉(cāng)庫(kù)庫(kù)存和訂貨庫(kù)存的庫(kù)存信息（輸入），以及表示已分配的所有材料的需求信息（輸出）。在面向調(diào)度的一致性檢查中，檢查所有有關(guān)元素未來(lái)的輸入和輸出數(shù)據(jù)，并確定每個(gè)時(shí)刻可供使用的庫(kù)存。如果有某個(gè)元素不能被使用，則所有的元素都要被推遲，直至其可用為止。這里所說(shuō)的輸入和輸出與通過(guò)圖中輸入和輸出的概念不同，而是相當(dāng)于通過(guò)圖中的計(jì)劃輸出曲線和生產(chǎn)能力曲線。五、機(jī)床和人員的可用能力必須已知這一點(diǎn)特別重要，但許多企業(yè)卻對(duì)此忽視了。如果僅僅知道每個(gè)月總的可用能力，則負(fù)荷控制是不可靠的。只有知道每天的可用能力，面向日期調(diào)度的能力計(jì)劃才能有效利用企業(yè)中能力計(jì)劃的靈活性。實(shí)際中，人們經(jīng)常會(huì)遇到這樣的問(wèn)題，即應(yīng)該怎樣在生產(chǎn)計(jì)劃和控制的范圍內(nèi)，考慮由于缺少人員、材料和設(shè)備，或由于機(jī)床故障對(duì)生產(chǎn)流程的破壞性影響。首先有必要了解制造過(guò)程中各種故障或干擾的種類、出現(xiàn)的頻率和延續(xù)的時(shí)間。故障當(dāng)然會(huì)引起生產(chǎn)能力的損失。經(jīng)驗(yàn)表明，在一個(gè)管理得很好的車間中由于故障引起的能力損失約為生產(chǎn)能力的1.5%～2.0%。此外，故障還會(huì)引起相應(yīng)任務(wù)批量加工的中斷，甚至使得任務(wù)無(wú)法開(kāi)工。一般由于故障引起的機(jī)床停頓時(shí)間約為10分鐘～20分鐘，很少會(huì)出現(xiàn)由于故障引起的持續(xù)多天的機(jī)床停頓。當(dāng)然在這種情況下，例如夾具或刀具無(wú)法使用，任務(wù)批量也就會(huì)出現(xiàn)幾天的延誤。但是，統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明這種故障對(duì)生產(chǎn)周期平均值的影響不大，因此在計(jì)劃生產(chǎn)周期中包含的緩沖時(shí)間已經(jīng)足夠了。不過(guò)，隨著機(jī)床自動(dòng)化的不斷增加及機(jī)床系統(tǒng)之間聯(lián)系越來(lái)越緊密而成為自動(dòng)化的生產(chǎn)系統(tǒng)（如柔性制造系統(tǒng)和裝配系統(tǒng)），必須比以往更加注意由于故障引起的后果。例如，在目前的技術(shù)水平下，柔性制造系統(tǒng)的平均故障時(shí)間為15分鐘～30分鐘。對(duì)節(jié)拍在4秒～20秒的自動(dòng)裝配系統(tǒng)，平均故障時(shí)間為4分鐘～6分鐘。因?yàn)榇蟛糠止收铣掷m(xù)時(shí)間都很短，通過(guò)建立相應(yīng)的故障監(jiān)測(cè)和組織管理體制，以保證達(dá)到計(jì)劃的生產(chǎn)能力。六、工序反饋報(bào)告必須完整且足夠準(zhǔn)確及時(shí)、準(zhǔn)確的反饋報(bào)告同樣非常重要。生產(chǎn)周期越短、庫(kù)存越小，及時(shí)的反饋就越重要。當(dāng)然這不是強(qiáng)調(diào)達(dá)到分鐘級(jí)精度的反饋，而是更重視關(guān)于任務(wù)投放時(shí)刻和完成時(shí)刻的信息完整性。對(duì)于通常生產(chǎn)周期為5天的工序來(lái)說(shuō)，反饋報(bào)告達(dá)到天的精度就足夠了。在實(shí)際的能力監(jiān)測(cè)和計(jì)劃中，對(duì)那些繞過(guò)任務(wù)投放完成的緊急任務(wù)進(jìn)行反饋報(bào)告也很重要。因?yàn)檫^(guò)去的數(shù)據(jù)會(huì)對(duì)下一個(gè)周期的計(jì)劃值產(chǎn)生影響?？偟膩?lái)說(shuō)，為了有效地使用面向負(fù)荷的生產(chǎn)控制方法，必須首先保證滿足和其它生產(chǎn)控制系統(tǒng)一樣所必需的上述基本前提條件。面向負(fù)荷生產(chǎn)控制方法的發(fā)展趨勢(shì)70年代初以來(lái)，“確定型”生產(chǎn)控制方法受到越來(lái)越多的批評(píng)，尤其在歐洲。確定型的生產(chǎn)控制是生產(chǎn)過(guò)程“泰勒化”的結(jié)果，“泰勒化”的含義是生產(chǎn)過(guò)程被分解成越來(lái)越多的簡(jiǎn)單的甚至無(wú)意義的工步。這種分解的結(jié)果是使生產(chǎn)的流程越來(lái)越復(fù)雜，從而使得對(duì)企業(yè)中生產(chǎn)過(guò)程的控制越來(lái)越困難，而且缺少靈活性。并且，由于工人越來(lái)越多地失去了對(duì)所從事的生產(chǎn)過(guò)程的全局了解，從而失去了改變現(xiàn)有條件的主動(dòng)性。此后人們意識(shí)到，這種發(fā)展的趨勢(shì)將走進(jìn)死胡同。與此相關(guān)，傳統(tǒng)的生產(chǎn)控制方法也受到了來(lái)自人機(jī)工程學(xué)和社會(huì)學(xué)的質(zhì)疑。除了已經(jīng)詳細(xì)介紹過(guò)的集中式計(jì)劃所遇到的技術(shù)問(wèn)題（如任務(wù)時(shí)間的分散、工藝修改和故障）等原因之外，重點(diǎn)放在只讓程序執(zhí)行較粗略的計(jì)劃，而將最終的調(diào)度計(jì)劃交給車間的生產(chǎn)控制執(zhí)行者完成。當(dāng)今，有一種趨勢(shì)向小型化、自治化的制造和裝配單元發(fā)展，生產(chǎn)計(jì)劃和控制只對(duì)制造和裝配部門(mén)規(guī)定某個(gè)時(shí)間段應(yīng)該完成的粗略生產(chǎn)計(jì)劃。具體的調(diào)度，如技術(shù)、分配、質(zhì)量保證等功能都是車間內(nèi)部的事。面向負(fù)荷的生產(chǎn)控制方法與這種趨勢(shì)相適應(yīng)，因?yàn)椋核梢杂脠D形方式表示生產(chǎn)過(guò)程及其主要的目標(biāo)參量；它使各個(gè)目標(biāo)參數(shù)的相互依賴關(guān)系表達(dá)得很清楚；它能提示應(yīng)采取的正確措施；它所使用的控制參數(shù)很少，而且非常直觀；它可以顯示參數(shù)修改和“違規(guī)”行為造成的影響；它支持而不是取代有經(jīng)驗(yàn)的生產(chǎn)控制人員的工作?？偠灾?，不管自動(dòng)化程度的高低和機(jī)構(gòu)聯(lián)系的復(fù)雜程度是多大，這種方法的基礎(chǔ)--漏斗模型--對(duì)那些每個(gè)任務(wù)具有不同的任務(wù)時(shí)間、任務(wù)需要通過(guò)多個(gè)不同的工作中心、任務(wù)之間需要競(jìng)爭(zhēng)有限的生產(chǎn)能力的生產(chǎn)過(guò)程來(lái)說(shuō)，都是適用的。面向負(fù)荷生產(chǎn)控制方法案例分析案例一:基于面向負(fù)荷的生產(chǎn)控制的緊急訂單插單問(wèn)題[1]一、基于面向負(fù)荷生產(chǎn)控制的插單方案分析緊急訂單的插單時(shí)間由其計(jì)劃投放時(shí)間決定。如前所述,在LDDA和LOMC的控制下,各臺(tái)機(jī)器的平均生產(chǎn)提前期比較穩(wěn)定,因此緊急訂單的計(jì)劃投放時(shí)間可根據(jù)其交貨期用倒排的方法得到。在LOMC的控制下,訂單的投放是階段性進(jìn)行的。在兩次投放之間,訂單可分為已投放訂單和未投放訂單兩大類。已投放訂單是指已經(jīng)投放生產(chǎn)但還沒(méi)有加工完畢的訂單,目前正在生產(chǎn)車間;未投放訂單是指還沒(méi)有投放生產(chǎn)的訂單,目前處于訂單池中等待投放。如果緊急訂單的插單時(shí)間位于下一個(gè)訂單投放日之后,則插單的影響可以通過(guò)調(diào)整未投放訂單的生產(chǎn)計(jì)劃來(lái)消除,不影響已投放訂單的生產(chǎn);如果緊急訂單的插單時(shí)間位于當(dāng)前時(shí)間和下一個(gè)投放日之間,則插單將影響部分已投放訂單及未投放訂單,此時(shí)必須調(diào)整包括已投放訂單在內(nèi)的生產(chǎn)計(jì)劃。根據(jù)緊急訂單的插單時(shí)間及其對(duì)已投放訂單和未投放訂單的影響,分別設(shè)計(jì)了三種插單方案:(1)緊急訂單的投放時(shí)間在下一次投放日之后。這種情況下,原來(lái)LDDA算法所生成的生產(chǎn)計(jì)劃在緊急訂單投放前的各計(jì)劃期都不會(huì)受到影響,緊急訂單只對(duì)其投放后計(jì)劃期的計(jì)劃產(chǎn)生影響。因此從緊急訂單投放時(shí)間之前的投放日開(kāi)始,重新安排訂單投放計(jì)劃和生產(chǎn)計(jì)劃。(2)緊急訂單的投放時(shí)間在當(dāng)前時(shí)間和下一次投放日之間。這種情況下,緊急訂單可以在計(jì)劃投放時(shí)間投放,但它必然會(huì)對(duì)已投放訂單產(chǎn)生影響,因此需要從緊急訂單計(jì)劃投放時(shí)間開(kāi)始重新安排生產(chǎn)計(jì)劃。(3)緊急訂單的投放時(shí)間在當(dāng)前時(shí)間之前這種情況下,緊急訂單必須立即投放,從當(dāng)前時(shí)間開(kāi)始重新安排生產(chǎn)計(jì)劃。以上三種情況下機(jī)器的派工規(guī)則仍然是PCTP,但新計(jì)劃對(duì)某些訂單的各工序計(jì)劃加工完成時(shí)間做了調(diào)整,因此訂單的加工順序也會(huì)有所變化。緊急訂單在不影響其加工完成時(shí)間的情況下,服從PCTP規(guī)則;當(dāng)其他訂單的加工會(huì)影響緊急訂單的計(jì)劃加工完成時(shí)間時(shí),緊急訂單將優(yōu)先加工,以保證緊急訂單的交貨期。這種派工規(guī)則稱為PCTP/Urgent。新計(jì)劃生成后,對(duì)于需要延期交貨的訂單應(yīng)該立即通知銷售部門(mén)與客戶協(xié)商達(dá)成諒解。因此應(yīng)對(duì)插單需要生產(chǎn)計(jì)劃層、生產(chǎn)控制層和銷售層三個(gè)層次的配合。二、基于面向負(fù)荷生產(chǎn)控制的訂單重排算法1.模型根據(jù)緊急訂單的投放時(shí)間確定了重排訂單的范圍后,要重新安排該范圍內(nèi)所有訂單的投放和生產(chǎn)計(jì)劃,對(duì)此,本文建立了該問(wèn)題的數(shù)學(xué)規(guī)劃模型。訂單重排問(wèn)題描述為:生產(chǎn)系統(tǒng)中有m臺(tái)機(jī)器,各臺(tái)機(jī)器的平均生產(chǎn)提前期為L(zhǎng)_j,各臺(tái)機(jī)器在一段時(shí)間內(nèi)每天具有一定的生產(chǎn)能力。有n個(gè)訂單,已知其加工路徑及其在各臺(tái)機(jī)器上的加工時(shí)間,還知道各訂單的交貨期,以及各訂單的庫(kù)存成本系數(shù)和拖期懲罰系數(shù)。求各個(gè)訂單的投放生產(chǎn)時(shí)間,及其在各臺(tái)機(jī)器上的計(jì)劃完成時(shí)間,使得全部訂單的加權(quán)庫(kù)存成本與加權(quán)拖期成本之和最小。約束條件包括兩個(gè)方面:(1)訂單的加工需求在安排訂單的生產(chǎn)計(jì)劃時(shí),與LDDA算法一樣,每個(gè)訂單通過(guò)機(jī)器的時(shí)間等于機(jī)器的計(jì)劃提前期,因此只要確定了訂單的投放時(shí)間,就能夠推算出訂單到達(dá)和離開(kāi)各臺(tái)機(jī)器的時(shí)間。而且在各臺(tái)機(jī)器的通過(guò)時(shí)間內(nèi),機(jī)器必須有能力加工該訂單,這樣才能滿足訂單的加工能力需求。(2)機(jī)器的能力限制各臺(tái)機(jī)器每天的生產(chǎn)負(fù)荷不能超過(guò)其最大生產(chǎn)能力。定義參數(shù)和變量:Di為訂單i的交貨期,i=1,……,n;Cjt為機(jī)器j在第t天的加工能力,j=1,……,m;Pij為訂單i在機(jī)器j上的加工時(shí)間;αj為機(jī)器j的能力系數(shù),是LDDA算法的一個(gè)重要參數(shù);F(i)為訂單i的加工工序數(shù);m(i,k)為訂單i加工路徑上第k個(gè)工序?qū)?yīng)的機(jī)器,1≤k≤F(i);Lj為機(jī)器j的計(jì)劃提前期;Ci為訂單i加工完畢的時(shí)間;Ei為訂單i提前完工的庫(kù)存成本系數(shù)(單位:元/d);Ti為訂單i延期完工的拖期懲罰系數(shù)(單位:元/d)。決策變量:Yijt為訂單i在第t天占用機(jī)器j的能力;Xij為訂單i到達(dá)機(jī)器j的時(shí)間;Zij為訂單i從到達(dá)機(jī)器j到被機(jī)器j加工完的時(shí)間長(zhǎng)度。則目標(biāo)函數(shù)和約束函數(shù)為:(1);(2)；(3)；(4)；(5)；(6)取整數(shù)；(7)取整數(shù)。(8)這是一個(gè)混合整數(shù)規(guī)劃模型。目標(biāo)函數(shù)(1)是所有訂單的加權(quán)提前成本與加權(quán)拖期成本之和的最小化。約束條件(2)要求訂單通過(guò)各臺(tái)機(jī)器的時(shí)間等于機(jī)器的計(jì)劃提前期;約束條件(3)保證訂單在通過(guò)各臺(tái)機(jī)器的期間內(nèi),各臺(tái)機(jī)器有能力加工該訂單;約束條件(4)是各臺(tái)機(jī)器的能力約束,即各臺(tái)機(jī)器每天的負(fù)荷不超過(guò)其最大生產(chǎn)能力,同時(shí)與LDDA模型一樣,考慮訂單負(fù)荷不會(huì)恰好達(dá)到機(jī)器的能力上限,加入了機(jī)器能力系數(shù),擴(kuò)大了機(jī)器能力(αj≥機(jī)器利用率);約束條件(5)計(jì)算每個(gè)訂單的加工完畢時(shí)間,即訂單到達(dá)最后一臺(tái)機(jī)器的時(shí)間加上它在該機(jī)器上的等待和加工時(shí)間。假設(shè)訂單i在機(jī)器j上加工后,繼續(xù)到機(jī)器j+1上加工,圖1表示了Xij,Zij,Lj三者之間的關(guān)系。Image:圖:關(guān)系.jpg重排計(jì)劃時(shí),可用該整數(shù)規(guī)劃模型求解出包括緊急訂單在內(nèi)的所有訂單的投放時(shí)間,及其在各臺(tái)機(jī)器上的加工完成時(shí)間。在設(shè)置訂單的權(quán)重系數(shù)時(shí),應(yīng)增大緊急訂單的拖期懲罰系數(shù),以避免緊急訂單出現(xiàn)拖期。2.啟發(fā)式求解方法啟發(fā)式求解方法的基本思想來(lái)源于動(dòng)態(tài)規(guī)劃。動(dòng)態(tài)規(guī)劃是一種解決多階段決策過(guò)程最優(yōu)化問(wèn)題的方法,對(duì)于訂單重排問(wèn)題,如果將每一個(gè)訂單看作一個(gè)時(shí)段,則決定每個(gè)訂單的投放時(shí)間就是一個(gè)決策序列。現(xiàn)說(shuō)明動(dòng)態(tài)規(guī)劃模型中的概念:。(1)階段。對(duì)于訂單重排問(wèn)題,將每個(gè)訂單看作一個(gè)階段。用h代表階段,h=1,……,n,以下簡(jiǎn)稱第h個(gè)投放的訂單為訂單h。(2)狀態(tài)。將每個(gè)訂單在做投放決策時(shí)生產(chǎn)系統(tǒng)的生產(chǎn)能力狀況作為狀態(tài)。根據(jù)上一個(gè)訂單的不同決策,下一個(gè)訂單投放時(shí)可能有幾種不同的狀態(tài)。如訂單h在第t天投放,則訂單h+1的狀態(tài)記作G(3)決策和策略訂單選取不同的投放時(shí)間就是對(duì)應(yīng)不同的決策。在確定了生產(chǎn)系統(tǒng)的生產(chǎn)能力狀況后,訂單可能在不同的時(shí)間投放生產(chǎn),每一個(gè)可行的投放時(shí)間就是一個(gè)決策。令表示訂單h-1的所有可行投放日。(4)指標(biāo)函數(shù)。選取其目標(biāo)函數(shù)作為指標(biāo)函數(shù)。令SCh(t)代表當(dāng)訂單h在第t天投放時(shí),從第一個(gè)訂單到第h(t)。選取其目標(biāo)函數(shù)作為指標(biāo)函數(shù)。令SCh(t)代表當(dāng)訂單h在第t天投放時(shí),從第一個(gè)訂單到第h個(gè)訂單的最小目標(biāo)函數(shù)值;代表在狀態(tài)下,訂單h在第t天投放的提前和拖期懲罰成本。則有下列關(guān)系:(9)(5)狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程訂單重排問(wèn)題采用順序解法,即訂單重排時(shí)尋優(yōu)的方向與訂單決策的行進(jìn)方向相同。在順序解法下,狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程應(yīng)由后一階段的狀態(tài)向前一階段狀態(tài)轉(zhuǎn)移,即。(10)其中函數(shù)T′指對(duì)機(jī)器生產(chǎn)能力的相應(yīng)增加。然而由于生產(chǎn)系統(tǒng)在計(jì)劃生成后的狀態(tài)無(wú)法預(yù)先設(shè)定,采用式(10)是不可行的。于是將狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程設(shè)為。(11)其中函數(shù)T指對(duì)機(jī)器生產(chǎn)能力的相應(yīng)扣除,即采用逆序解法下的狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程。因?yàn)檫@樣違反了動(dòng)態(tài)規(guī)劃的算法規(guī)則,所以無(wú)