面向汽车发动机再制造混合系统的生产计划与调度研究

摘要

近年来,环境和资源问题日益突出,在全球范围内受到关注.不少国家和地区相继出台相关政策、法律,要求制造商对其生产、销售的产品进行回收和再制造。当产品制造商参与再制造活动时,就形成了制造和再制造混合系统(以下简称再制造混合系统)。产品的再制造过程受到多重不确定性因素影响,如废旧产品的质量、加工路径、回收及销售价格等,增加了制定再制造生产计划与调度的难度。本文以汽车发动机产品为对象,研究再制造混合系统的生产计划和调度问题,主要工作如下:
　　 1、系统地分析再制造产生的背景、国内外研究现状与发展趋势,总结当前再制造业发展过程中存在的问题.
　　 2、研究需求和回收满足随机分布、回收产品质量满足均匀分布的单产品多周期随机生产计划问题,建立了生产计划模型。采用机会约束规划处理模型中的不确定性,约束规划中约束条件成立的概率不小于某一置信水平。采用随机仿真技术产生输入-输出数据,用遗传算法求解模型；分析不同回收率对多周期总生产成本的影响,比较回收率不同时选择抛弃或不选择抛弃策略对生产成本的影响,对企业生产能力和回收产品质量分布函数进行敏感性分析。
　　 3、研究需求不确定时再制造混合系统的制造和再制造决策问题。建立了回收产品可再制造率确定条件下的生产计划模型,并将之拓展到可再制造率不确定的条件下；根据零部件的原材料购买和制造提前期较长、需要在部件可再制造率确定之前决定原材料的购买数量的特点,建立了连续随机期望值最大化模型；采用粒子群优化算法求解模型,确定最优的回收数量、制造数量和装配数量。
　　 4、根据发动机零部件再制造加工时间具有模糊性并采用作业车间方式进行调度的特点,建立了偏柔性作业车间调度模型,采用改进遗传算法求解模型.提出了基于工序串和机器串的编码方法,利用染色体和遗传操作生成可行的调度方案；采用精英解保留策略、轮盘赌的选择策略和基于划分集的交叉策略；提出了基于均匀分布试验的变异策略,采用主动贪婪式解码方法求解再制造车间调度问题,生成使工件总加工时间最短的再制造车间调度方案。
　　 5、总结全文工作,提出再制造混合系统生产计划与再制造车间调度可行的研究方向。