基于蚁群算法的制造/再制造混合系统生产计划优化研究

摘要

科技进步推动着我国经济的迅猛发展,同时也造成了严重的资源短缺与环境污染问题。再制造是针对旧的机器设备等废旧产品开展的高技术化的批量修复的活动,能有效帮助企业实现降低能耗、节约资源、减少污染物排放的显著功效(可节省能源60％,节约原材料70%,减少污染物排放80%以上),因此其受到我国政府的高度关注。目前,国内许多知名企业,譬如上海大众、一汽大众、中国重汽、山东潍柴、徐工集团等,在原有制造的基础上纷纷开展了再制造业务,形成了制造/再制造共存的混合生产系统。然而,在混合系统中,再制造过程本身具有一定的不确定性,而且在满足消费者需求时,新产品与再制造产品又存在一定的单向替代关系。因此,实现制造和再制造过程有效协调,制定科学合理的混合系统生产计划,成为一个迫切需要解决的问题。
　　本论文主要研究以下问题:一是确定型制造/再制造混合系统生产计划建模与优化问题。针对客户需求和回收产品数量已知且新产品可单向替代再制造产品的确定型混合生产系统,构建面向该系统的混合整数规划数学模型,采用改进蚁群系统算法进行模型求解,讨论了生产批量大小、替代策略选择以及回收可利用率等生产因素对混合系统生产总成本的影响;二是随机型制造/再制造混合系统生产计划建模与优化问题。针对回收产品数量及再制造产品需求不确定,且新产品可单向替代再制造产品的随机型混合系统,构建了随机整数规划数学模型,设计了混合蚁群系统算法ACS-RSM实现模型求解,并分析了算法的有效性。课题有助于丰富制造/再制造混合系统的研究内容及方法,并为企业科学合理地制定混合系统生产计划方案提供决策参考。

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第一章 绪论

1.1研究背景和研究意义

1.2国内外研究现状及述评

1.3主要研究内容及创新点

1.4论文的研究框架

1.5本章小结

第二章 制造/再制造混合系统生产相关基础理论

2.1制造/再制造混合系统生产计划分类

2.2制造/再制造混合系统的不确定性

2.3制造/再制造混合系统生产计划问题的常见求解方法

2.4本章小结

第三章 确定型制造/再制造混合系统生产计划建模与优化

3.1确定型制造/再制造混合系统生产计划问题描述

3.2确定型制造/再制造混合系统生产计划建模

3.3确定型制造/再制造混合系统的蚁群系统算法ACS设计

3.4确定型混合系统算例仿真及分析

3.5 本章小结

第四章 随机型制造/再制造混合系统生产计划建模与优化

4.1 随机型制造/再制造混合系统生产计划问题的描述

4.2 随机型制造/再制造混合系统生产计划建模

4.3随机型制造/再制造混合系统的蚁群系统优化算法设计

4.4 随机型混合系统算例仿真及分析

4.5 本章小结

第五章 总结与展望

5.1研究总结

5.2研究展望

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文