车间生产调度性能评价理论及其应用

摘要

汽车零部件制造企业车间生产调度问题围绕车间生产加工过程中如何配置资源而实现车间生产调度优化而展开的，从数学模型的角度看，是在满足制造系统性能指标的基础上，对可用的制造资源集按照时间要求分配为车间生产加工任务集。表现为制造约束下对目标函数的优化，是一类广义约束优化问题，即在满足一定生产技术条件与车间制造资源约束前提下，确定被加工零部件的加工顺序、加工路径、加工开始与完成时间。由于车间制造系统的复杂性、制造环境影响因素的随机性、生产加工任务和车间生产调度目标的多样性，决定了车间生产调度问题的复杂和困难。在考虑车间调度问题的动态性、多目标性和复杂性的基础上，文中考虑影响车间生产调度的各方面因素，针对车间生产调度性能评价理论及其应用作了较深入研究。 首先，研究了汽车零部件制造企业车间生产类型、生产方式及其生产流程、车间生产调度与企业管理系统关系，建立了车间生产调度的系统功能模型。就汽车零部件制造企业而言，其车间制造系统一般均呈离散型生产方式，具有多资源、多产品中小批量，并兼有面向订单和面向库存的混合型生产的特点。而车间生产调度的系统功能模型是由生产事件集合构成，反映了车间制造资源与车间生产加工任务之间的功能逻辑关系。 其次，从车间生产调度系统功能模型出发，建立了车间生产调度问题数学描述及其数学模型，从建立制造车间静/动态生产调度模型出发，采用Petri网建模方法，建立了一系列基础模型，并进一步扩展为车间静/动态生产调度模型。在考虑车间制造资源及其约束条件的基础上提出了车间生产加工作业排序优化数学模型、最佳初始工件投入量优化数学模型和最佳转序量优化数学模型。 第三，针对制造车间生产调度中存在的不确定性因素，从车间制造资源不确定性因素和车间外部环境不确定因素两方面进行深入研究，系统地提出车间生产调度中不确定性因素的定量分析与评价数学模型。 最后，深入研究了车间生产调度可靠性问题和车间生产调度性能的可靠性仿真评价理论方法，建立了系列相关数学模型，在此基础上，开发了车间生产调度系统性能及可靠性仿真评价系统，采用某汽车零部件制造企业车间生产调度实际案例进行了计算机仿真和应用验证。文中建立的车间生产调度性能及可靠性评价方法正确可行，具有重要的实用价值。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1引言

1.2车间生产调度问题的研究方法

1.3车间生产调度问题研究的国内外现状与发展趋势

1.3.1车间生产调度问题的国内外研究现状

1.3.2车间生产调度问题研究中存在的问题

1.3.3车间生产调度问题研究的发展趋势

1.4中小型汽车零部件制造企业的生产类型及其生产流程

1.4.1中小型汽车零部件制造企业的生产类型

1.4.2中小型汽车零部件制造企业的生产流程

1.5车间生产调度与企业管理的关系

1.5.1车间生产调度的类型

1.5.2车间生产调度与企业管理之间的关系

1.6本文的课题支撑与主要工作内容

第2章车间生产调度模型及其构建

2.1车间生产调度的系统功能模型

2.1.1车间制造系统

2.1.2车间生产调度的系统功能模型构建

2.2车间生产调度问题的数学描述及其数学模型

2.3车间静/动态生产调度模型的构建

2.3.1车间生产调度单元模型的构建

2.3.2车间静态生产调度模型

2.3.3车间动态生产调度模型

2.4车间生产调度中断时加工作业再排序映射模型

2.5车间生产调度优化数学模型

2.5.1车间生产调度的优化问题

2.5.2车间生产调度优化问题的数学模型

2.6本章小结

第3章车间生产调度不确定性因素的定量评价与控制研究

3.1车间生产调度的确定性与不确定性因素

3.2车间生产调度中加工时间不确定性定量评价

3.2.1车间生产调度中加工时间不确定性分类

3.2.2生产加工时间的定量评价

3.3车间制造资源的不确定性及其定量评价

3.3.1车间生产调度中制造资源的不确定性类型

3.3.2制造资源使用过程中的定量评价

3.3.3制造人员的不确定性及其定量评价

3.4外部随机事件对车间生产调度的影响及其定量评价

3.4.1外协生产加工任务的不确定性及其定量评价

3.4.2生产加工任务的不确定性及其定量评价

3.4.3物料资源的不确定性

3.5车间生产调度不确定性因素的控制研究

3.5.1车间生产调度不确定性因素控制的一般方法

3.5.2车间生产调度不确定性因素的控制

3.6本章小结

第4章车间生产调度性能及其可靠性定量评价研究

4.1车间制造系统性能参数的定量分析

4.1.1车间制造系统的生产率

4.1.2车间制造系统生产能力

4.1.3车间制造系统的生产提前期

4.2车间生产调度性能定量评价数学模型

4.3车间生产调度可靠性数学模型

4.3.1车间生产调度可靠性概念的建立

4.3.2车间生产调度可靠性数学模型

4.4车间生产调度性能仿真评价及其数学模型

4.4.1车间生产调度性能仿真的抽样方法

4.4.2车间生产调度性能评价及可靠性仿真模型

4.5本章小结

第5章车间生产调度性能仿真评价系统及其应用

5.1车间生产调度性能仿真评价系统设计

5.1.1车间生产调度性能仿真评价系统功能结构设计

5.1.2生产调度性能仿真评价系统的开发环境

5.1.3车间生产调度性能仿真评价集成系统的功能模块与集成

5.1.4车间生产调度性能仿真评价集成系统的实现

5.2车间生产调度性能评价系统的应用

5.3本章小结

第6章全文总结与展望

6.1全文总结

6.2研究展望

参考文献

致 谢

攻读博士学位期间发表的学术论文、著作

附录