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【6h】

基于外包与机器可用性约束的双机流水车间调度研究

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目录

摘要

图、表目录

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 流水车间调度的国内外研究现状

1.2.2 可用性约束在流水车间中应用的国内外研究现状

1.2.3 外包在流水车间中应用的国内外研究现状

1.3 本文主要研究内容及工作

1.4 本文组织框架

2.1.1 概述

2.1.2 调度问题的三参数表示法

2.1.3 调度问题的建模与求解

2.2 约翰逊-贝尔曼规则

2.2.2 约翰逊-贝尔曼规则在流水车间作业中的应用

2.3 外包

2.4 本文采用的主要算法和工具

2.5 本章小结

第3章 基于外包与可用性约束的双机流水车间调度问题

3.1 本章研究内容

3.2 模型参数及符号

3.3 问题描述及模型分析

3.4 问题复杂度的分析与证明

3.5 问题求解

3.6 本章小结

第4章 基于规则的启发式算法及算法设计

4.1 启发式规则

4.1.1 启发式规则的分类

4.1.2 常见的启发式规则及性能

4.1.3 本文设计的启发式规则

4.2 基于启发式规则的算法设计

4.2.1 流水车间调度问题的一般求解策略

4.2.2 基于规则的启发式算法设计

4.3 本章小结

5.1 引言

5.2 算法实现

5.3 算例分析

5.3.1 不同生产规模下算法效果的验证

5.3.2 举例分析小规模下具有外包资源的调度效果

5.3.3 不同外包参数下调度优化效果分析

5.4 本章小结

6.1 研究工作总结

6.2 研究工作展望

参考文献

附录

致谢

声明

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摘要

随着国家对“一带一路”的政策深入推进,经济要素流动更为有序自由、资源调配更为高效,市场融合更为深入,制造业想要在市场经济激烈的竞争中处于稳步上升的状态,想要在国民经济中占据主体地位,就必须加强企业体制的深化与改革,提高自身的生产力、生产效率以及资源调配能力。生产调度能够有效地提高资源配置效率,外包活动则能有效地增强企业之间的产能融合。因此,在瞬息万变的市场环境中结合企业在实际生产过程可能会遇到的问题,提出相适应的解决方案,包括调度方案与优化算法。优良的解决方案不仅是对理论研究的升华,而且对提升实际生产效率更是意义重大。
  本文首先阐述了生产调度以及带有外包和机器可用性约束的生产调度的研究背景与意义,同时对这一块领域内的国内外的研究现状做了归纳总结。
  其次,本文结合实际情况,围绕在存在瓶颈工序的情况下如何解决带有外包与机器可用性约束的两阶段双机流水车间调度优化问题展开了深入的探讨与研究。本文考虑工件分为两道工序进行加工,第二道工序为瓶颈工序,加工第二道工序的机器在加工时间累积达到限制值时将会进行维修。在现实生活中,自产车间的机器需要维修时,为了保证加工任务准时完成,企业会选择将工件外包给其他企业的车间进行加工。外包这一动作充分利用了外部的生产产能,但将工件外包的同时我们还需要考虑到外包的成本。在实际生产中,待加工的工件所要经过的各道工序加工时间长短不一、加工机器的使用寿命不同、每个车间的加工速率不同等等,这些都是真实存在的,也是影响调度方案的因素。综合考虑以上这些因素,才能使研究的问题更具有现实意义。
  针对上述问题的描述,我们建立的模型目标是最小化加权的最小化制造期与总成本,目的是为了提高产能的综合利用、减少顾客的等待时间、促进生产要素的流动,让企业与顾客达到双赢。本文针对所建立的模型设计了相适应的启发式规则与算法,并且通过启发式算法来得到我们调度优化方案,再通过实验对比不同启发式规则下的结果来证明本文所设计的启发式规则的调度性能。
  最后本文利用MATLAB工具,对设计好的基于规则的启发式算法进行数据实验分析,通过多组的数值实验验证我们设计的规则的求解效果,包括算法的有效性、启发式规则与解的优越性,还有外包各参数对调度优化方案的影响。

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