基于蚁群——遗传混合算法的高级计划与排产系统应用研究

生产管理系统是制造业中最为复杂的系统之一，高级计划与排产（Advanced Planning and Scheduling以下简称APS）是其重点与难点。由于生产的复杂性与不确定性，当前企业的生产计划编制方法虽多但效果不尽人意．特别是中小企业的现行生产计划与排产系统尤是如此。本文以江门某塑胶丝花行业为背景，以生产计划编制为研究对象．以计划编制的优化为主要内容．结合蚁群算法、遗传算法及其混合应用等算法理论与多种数学及智能信息技术方法，对建立一个能有效提高企业生产计划编制水平的APS系统应用进行了研究。     

钢铁企业APS优化引擎的软件模型研究及应用*

分析了钢铁企业APS理论和应用研究现状,总结了钢铁生产计划体系中的优化问题和求解方法,在此基础上,提出了钢铁企业APS优化引擎的软件模型ISMA。模型以通用性、独立性、可重用性和可扩展性为目标,分为接口层、求解层、模型层和算法层,阐述了各层的分工和协作方式。最后以钢轧一体化批量计划编制问题为例,说明了模型的应用方法。     

启发式算法在计划排产中的应用

面向单件生产的车间生产作业计划排产问题一直是研究的热点和难点。文中结合汽车模具行业生产管理特点和实际生产状况,针对有限能力排产问题,提出了具体的排产方法和步骤,并建立了基于启发式算法的车间作业优化排序函数。上述研究成果将提高排产的有效性,解决我国单件生产企业在计划排产中普遍存在的问题,对于加强车间生产控制和管理起到促进作用。     

基于规则的烟草计划与排产系统

为提高烟草行业计划排产的实时性, 提出了符合卷烟生产特点的生产计划与调度系统, 并阐述了生产计划与调度系统的体系结构、功能模块、系统工作流程, 设计了基于规则的调度算法. 所设计的系统能够持续稳定的运行, 企业客户可应用本系统软件快速准确地根据销售合同和调度计划制定科学合理的生产调度计划, 真正实现管理与控制一体化操作.     

飞机维修计划优化模型与算法研究

分析了航空维修生产调度中的维修计划编制问题,仔细研究了飞机维修计划编制流程和约束条件,建立了飞机维修计划编制优化模型,不仅考虑了飞机维修资源的约束,同时还考虑了维修日期对效益的影响,能够快速确定每架飞机开始检修日期。为了求解模型,建立了离散粒子群优化算法,采用适合模型的粒子取值和速度变化方式。应用生产数据进行实际排产的实验结果表明,建立的模型和算法切实可行,可应用于生产实际,可大大提高生产调度自动化水平。     

有限资源约束的产品开发多项目协同排程

针对有供应商参与的大批量制造企业产品协同开发特点,分析了多项目协同计划编制与设计资源在不同需求、不同时段、有无冲突等状态下的匹配情况,建立了多项目协同计划编制与资源颗粒约束匹配模型和实现算法,针对常见的计划与资源颗粒匹配时的无前置计划、有前置计划、计划与资源冲突等三种情况,提出了一种基于有限设计资源约束的新产品开发多项目协同计划编制方法,并用一实例对所建模型和计划编制方法进行了验证,证明提出的方法是可行的。     

启发式算法在计划排产中的应用

面向单件生产的车间生产作业计划排产问题一直是研究的热点和难点.文中结合汽车模具行业生产管理特点和实际生产状况,针对有限能力排产问题,提出了具体的排产方法和步骤,并建立了基于启发式算法的车间作业优化排序函数.上述研究成果将提高排产的有效性,解决我国单件生产企业在计划排产中普遍存在的问题,对于加强车间生产控制和管理起到促进作用.     

注塑车间排产算法

针对E企业注塑车间人工排产效率低下,无法支持企业订单评估的需要,以及该车间生产过程中频繁换模和订单生产不一致的问题,在对该车间的生产流程具体分析的基础上,对物料需求计划计算的生产计划,进行归模和同种产品的物料生产计划的优先处理,得到了合理有效的的生产排产计划。根据企业实施的实际数据表明,该算法能有效解决上述问题。     

基于遗传算法的MES热轧型钢生产计划调度系统的研究

针对热轧型钢企业生产计划调度的约束复杂、易延误交货期、寻求最优解困难等问题,提出生产计划调度系统的结构功能设计方案,选用改进的批决策批调度策略建立计划调度模型,并利用遗传算法求解生产调度计划。以某热轧型钢企业设计实现的制造执行系统为依托,研究生产计划调度系统的执行情况,通过不同的订单数据以及不同的计划编制方法进行模拟计算和结果比较,验证了该改进型批决策与批调度模型的解可降低设备调度、节省生产时间、减少交货延误,以此来指导热轧型钢的生产可切实提高企业生产效率。     

冷轧机组批量作业计划模型与算法

针对编制冷轧机组作业计划受到钢卷宽度跳跃、入口厚度跳跃和出口厚度跳跃等多个工艺约束的问题, 把排产过程归纳为非对称双旅行商问题, 建立了冷轧机组生产作业计划的Pareto多目标模型. 提出了基于Pareto非支配集的自适应多目标蚁群算法, 利用自适应蚁群算法和Pareto非支配集思想, 综合考虑多个目标, 自适应地提供蚂蚁路径搜索参数, 并对得到的非支配解集对应路径更新信息素, 引导蚂蚁向最优解集方向搜索, 最终提供多个可行的批量作业计划, 根据生产要求从中选择合适的最优排产结果. 利用某冷轧薄板厂实际的生产数据进行仿真实验, 表明模型与算法在冷轧机组批量作业计划编制过程中具有可行性.     

作业调度问题研究

生产调度理论与方法研究是一类NP完全问题.在CIMS广泛地应用于企业管理的过程中,会遇到企业生产自动生成及其实时调整的问题.本文分析了当前实际作业调度存在的一些问题和需要考虑的各种因素,列举了主要的作业调度方法和典型应用,指出了各种方法的优缺点,并对未来研究方向做出了展望.     

一种推拉结合的生产计划与调度模型*

通过分析混合流程企业生产计划管理的实际需求特点,提出生产工艺流程图和一种推拉结合的生产计划与调度模型.模型以订单、库存和预投为综合需求起点,以拉式补货的方式制订有限产能的主生产计划,依据工艺流程图分解生成可行的流程作业计划和离散作业计划,以及车间级物料需求计划等.在生产执行中则结合工序流转卡等方式进行推式生产,以保证生...     

复杂生产过程计划调度级联模型在选矿MES中的应用研究

针对大型选矿生产线运行和管理特点,分析了选矿企业生产成本、原矿处理量、精矿品位、金属回收率等综合生产指标在计划层、执行层和控制层间的交互关系;说明了选矿企业计划调度主要特征是将综合指标逐层分解优化为日生产线指标的思想;建立了在保证产品质量合格前提下总成本最小为目标和在保证合理精矿品位的前提下,以减小精矿库存、最大限度地满足设备生产能力为目标的计划与调度两阶段级联优化模型;提出了决策选矿生产线日原矿处理量和精矿品位与尾矿品位等生产指标的生产计划调度优化方法,并应用于某选矿企业制造执行系统(Manufacturing execution system, MES),取得显著应用成效.     

基于Multi-agent的优化排产系统的分析与设计

以石化企业为背景，从智能性和灵活性入，着重研究了基于Multi-agent的流程企业优化排产系统的流程分析和结构控制技术，构建了基于对象设计技术的流程企业优化排产系统框架，并结合可视化实现技术，阐明了系统的应用前景。     

炼钢-连铸生产启发式调度方法

实际炼钢–连铸生产存在着多阶段、多并行机,以及在精炼阶段具有多重精炼方式,从而大大增加了炼钢–连铸生产调度难度.目前已有的炼钢–连铸生产调度研究由于仅仅针对简单生产方式而难以应用于目前大型炼钢–连铸生产调度.而实际生产过程中的以人工为主的调度方法速度慢、优化程度低,极易造成炉次在设备间的冗余等待时间过长,导致钢水温度下降,甚至造成连铸断浇事故.本文针对中国宝钢某大型炼钢厂的多重精炼方式且存在着可重入调度下的炼钢–连铸生产调度问题进行研究,提出了多种调度顺序方法和设备指派方法,通过仿真实验对多种调度顺序方法和多种设备指派方法组合而成的各种启发式方法进行了研究.最后将本文提出的性能最好的启发式方法应用于该大型炼钢厂的炼钢–连铸生产调度,钢水平均日冗余等待时间得到显著降低.     

智能规划中面向简单偏好的高效求解方法

智能规划(AI planning)简称规划,是人工智能领域的一个重要分支,在各领域均有广泛应用,如工厂车间作业调度、物资运输调度、机器人动作规划以及航空航天任务规划等.传统智能规划要求规划解(动作序列)必须最终实现整个目标集合,这种目标一般被称为硬目标(hard goal).然而,许多实际问题中,求解的重点并不只是尽快实现目标以及尽量减少动作序列产生的代价,还需考虑其他因素,如资源消耗或时间约束等.为此,简单偏好(也称软目标soft goal)的概念应运而生.与硬目标相反,简单偏好是可以违背的.本质上,简单偏好用于衡量规划解质量的优劣,而不会影响规划解是否存在.现有关于简单偏好的研究进展缓慢,在规划解质量方面不尽如人意即求得的规划解与最优解的差距较大.提出了一种求解简单偏好的高效规划方法,将简单偏好表达为经典规划(classical planning)模型的一部分,并利用SMT (satisfiability modulo theories)求解器识别多个简单偏好之间的各种关系,从而约简简单偏好集,减轻规划器的求解负担.该方法的主要优势在于:一方面,提前对简单偏好集进行裁剪,在一定程度...     

中药制造企业生产计划管理研究

中药生产属于流程行业是一种典型的批流程生产形式,它对批次的跟踪有着特别的要求。整合整个中药生产企业的制造资源对于实现中药生产企业的现代化管理是必不可少的。本文旨在通过对中药制造企业的生产过程分析,结合制造资源计划（Manufacturing Resource Planning,MRPII）原理与方法,对中药制药业的生产计划如何分解,以及如何形成作业计划进行分析和研究,提出符合其行业特点的计算模型和方法,为中药制造企业自动生成生产作业计划提供依据。     

半导体封装测试生产线排产研究

以某半导体封装测试（Semiconductor assembly and test manufacturing,ATM）企业为研究背景,对半导体封装测试的生产过程进行分析总结,提出一种新的“产能限定混线车间”（Capacity-limit flexible flow-shop,CLFFS）模型作为半导体封装测试生产线的排产模型.通过对半导体封装测试的特殊逻辑处理、排产方法以及排产规则等进行研究,提出采用逻辑约束和调度规则双层优化控制的启发式正序排产算法作为半导体封装测试的总体排产方法,同时针对批准备单处理生产阶段,提出一种新的预测开机控制优化调度方法.最后,结合CLFFS排产模型和所提出的策略方法,给出半导体封装测试排产的应用研究示例与比较,结果证明本文给定的总体排产方法在ATM中具有很好的可行性和业务逻辑嵌入的即便性,同时本文所提出的新的预测开机控制优化调度方法能够很好的缩短生产周期,提高生产效率.     

商品混凝土生产与配送集成调度系统

讨论了商品混凝土企业在日常生产活动中关于生产计划和配送计划安排时所遇到的时间冲突和资源冲突等一系列问题的现象和产生的原因,详细分析了泵送设备和砼车在服务过程中的时间特点,并根据一种生产与配送集成的模式提出了解决问题的原则和方法,设计了一套商品混凝土生产与配送集成调度系统。这套系统应用到实际生产中,可以使企业管理者方便灵活地进行生产计划与配送计划的编排和调整,从而提高生产效率和设备利用率。