不确定环境下钢结构多项目生产优化调度研究

摘要

钢结构制造企业作为钢结构建筑业的一个重要组成部分，它是一种面向订单型的企业，集设计、制造、安装、服务于一体，也称之为项目型制造企业。钢结构的生产管理具有订单随机性、多项目同时运作、客户定制、生产一次性、产品体量大类型复杂等特点，决定了生产过程中存在很多不确定性因素，这些不确定性因素往往会导致生产无法按照计划进行执行，因此，需要进行合理的生产计划与控制来消除不确定性因素的影响，确保项目的顺利进行。
　　本研究主要内容包括：①分析了钢结构企业生产特点，钢结构多项目生产调度现状，以及生产过程中存在的不确定性因素，指出了不确定环境下钢结构多项目生产调度特点，在此基础上构建了不确定环境下钢结构多项目生产调度框架；②在初始调度模型中主要是在考虑常见生产调度目标以及多项目调度目标的基础上，结合钢结构企业生产的特点，在满足构件中工序之间的约束以及设备、空间资源约束的情况下，以提前/滞后时间惩罚作为钢结构多项目生产调度的目标，构建初始调度模型。在干扰调度模型中，提出了从客户、企业管理者、车间工人这三个行为主体的角度去考虑扰动度量方式，利用前景理论与模糊理论相结合的方式生产不满意隶属函数，度量基于人行为主体的扰动大小，构建干扰调度模型；③针对钢结构多项目初始调度模型与干扰调度模型的需求特点，提出了一种基于熵的多群体协同粒子群算法对模型进行求解。为了保持调度过程中解的多样性，主要依靠种群熵进行调节能够指导粒子运动方向的迁移因子大小，并引入个体变异机制增大种群的多样性；为了提高调度过程中解的速度，采用惯性动态调整策略加快算法的求解速度；④考虑到以往缓冲时间的设置会对关键链有影响，本文对非瓶颈资源上的活动以自由时间作为接驳缓冲，在瓶颈资源上的活动以分散式能力约束缓冲作为能力缓冲，在构件的最后建立项目缓冲；在此基础上，针对项目的不确定性程度逐渐减小的情况，本文提出了动态缓冲监控模型。主要是根据项目执行的情况，动态调整项目缓冲、能力缓冲的缓冲大小，动态设定监控点，动态调整触发点，从而保证发出的预警信息与项目实际执行情况相符。

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1 绪论

1.1 课题研究背景与意义

1.2国内外相关研究现状

1.3本文的研究内容与篇章结构

2 钢结构企业多项目生产调度现状研究

2.1钢结构企业特点

2.2钢结构多项目生产调度现状研究

2.3本章小结

3 钢结构多项目生产调度模型研究

3.1钢结构项目优先级与工序优先级确定

3.2钢结构多项目生产初始调度模型建立

3.3钢结构多项目生产干扰调度模型建立

3.4本章小结

4 基于改进粒子群算法的模型求解方法研究

4.1两种调度模型求解特点

4.2基于熵的多群体协同粒子群算法求解

4.3本章小结

5 基于关键链的钢结构多项目生产调度管理研究

5.1关键链的项目调度理论基础

5.2关键链的缓冲设置

5.3关键链进度计划动态监控

5.4 本章小结

6 实例验证

6.1公司简介

6.2数据提取

6.3钢结构多项目初始调度方案仿真分析

6.4钢结构多项目干扰调度方案仿真分析

6.5 本章小结

7 总结与展望

7.1总结

7.2展望

致谢

参考文献

附录

A.作者在攻读硕士学位期间取得的科研成果