基于关键链的复杂产品多项目计划与调度方法研究

摘要

随着全球经济的不断发展,生产技术的不断更新,对制造业而言,每个企业都面临着持续多变和不可完全预测的全球化市场竞争。面对这些挑战,大多数企业都将逐渐走上多品种小批量的生产方式。而为了同时兼顾串行并行混流条件下多品种小批量生产的效率和柔性,多项目计划和调度问题应运而生。关键链项目管理(Critical Chain Project Management, CCPM)是一种全新的、革命性的思维方式,可以有效地缩短工期,提高项目满足进度与预算约束的能力。CCPM首先根据项目活动(工序)的技术约束做出项目的网络图,然后考虑项目活动所受到的资源(如劳动力、施工机械等)约束,对网络图进行必要的调整,得到项目的初始进度(Initial Schedule)计划,初始进度计划中持续时间最长的线路即为项目的关键链(Critical Chain),最后将所有项目活动(工序)的持续时间减半,按照某种特定的计算方法,将节省的时间以缓冲区的形式加入到进度计划当中。实践证明,关键链项目管理对于整个系统来说具有增加资源使用率,减少在制品库存、降低物料移动成本、提高生产效率、增加系统柔性等优点。
　　本文在深入分析复杂产品制造研究现状的基础上,详细介绍了进行复杂产品多项目计划调度过程中的关键技术——复杂产品制造工程工作分解结构理论。在串行和并行混流条件多品种小批量生产情况下,考虑了瓶颈资源的及时供应、瓶颈机器加工能力、瓶颈机器的使用率和工期需求,提出了多项目资源冲突协调机制,建立了基于关键链的多项目计划管理模型,克服了以往模型中考虑人的因素较少的问题,并且在多时期生产计划中平衡了机器和工人的再分配和重组。针对制造企业设备庞大、移动不便的特点,本文接着又考虑了瓶颈资源的可转移性,并针对在生产加工过程中可能存在的问题,提出了基于关键链的多项目调度方法,建立了基于多项性能指标的调度模型,并采用遗传算法进行求解,以保证良好的运行效果。
　　为了验证基于关键链的多项目计划调度模型在复杂产品制造企业中的应用,本文对某造船企业目前生产制造管理中存在的具体问题进行了详细的介绍,按照文中给出的模型进行计划的确定和调度改善,并对比了改善前后的效果,结果显示了提出的改善方案的可行性和有效性。

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第1章 绪论

1.1 课题研究背景

1.2 课题的研究目的和意义

1.3 本课题国内外研究现状与分析

1.4 本文主要研究内容、技术路线图及创新点

1.5 本章小结

第2章 相关理论综述

2.1 复杂产品制造工程工作分解结构理论

2.2 约束理论和关键链理论及方法

2.3 调度问题概述

2.4本章小结

第3章 复杂产品多项目计划与调度管理需求

3.1 复杂产品生产制造特点

3.2 复杂产品多项目计划需求分析

3.3 复杂产品多项目调度需求分析

3.4 复杂产品多项目的进度控制

3.5 本章小结

第4章 基于关键链的多项目计划管理研究

4.1 瓶颈资源的识别

4.2 多项目优先权的确立

4.3 多项目资源冲突协调机制

4.4 多项目资源冲突协调机制的数学模型及求解策略

4.5 基于关键链的多项目管理模型实施步骤

4.6 本章小结

第5章 基于关键链的多项目调度方法

5.1调度指标

5.2 调度问题模型及求解方法

5.3 基于遗传算法的生产调度问题求解

5.4 本章小结

第6章 复杂产品项目计划与调度方法运用实例

6.1 项目概况

6.2 基于关键链的多项目管理的运用过程

6.3 实施效果与合理性分析

6.4 基于关键链技术的多项目控制系统

6.5 本章小结

总结与展望

参考文献

攻读学位期间所取得的相关科研成果

致谢