面向Seru生产的生产单元构建与生产任务分配决策研究

摘要

Seru生产是一种适用于多品种、小批量市场需求，兼具效率与柔性的生产方式。自产生以来，Seru生产在日本制造业得到了迅速普及，并逐渐得到国际知名制造企业的认可。相较于企业实践，Seru生产领域的学术研究还比较滞后，Seru生产理论与方法体系远不完善，许多关键决策都尚未解决。
　　 基于对Seru生产相关基础理论和国内外研究现状的分析，本论文研究了面向Seru生产的生产单元构建与生产任务分配两大关键决策。对于生产单元构建问题，本论文借助同质机器和可替换工艺路线来实现Seru生产下生产单元的生产完结性(kanketsu)。为使所研究问题更符合生产实际，本论文建立的数学模型综合考虑了加工时间、换装时间、加工顺序、产品需求量、机器加工能力、生产单元大小和生产单元数量等多个生产要素。根据数学模型的特征，本论文开发了一个基于非支配排序遗传算法-Ⅱ的混合遗传算法，并通过算例证实了数学模型的正确性和算法的有效性。对于生产任务分配问题，本论文结合Seru生产的本质特征，构建了符合Seru生产特征的生产任务分配决策模型。为使生产任务得到合理分配，生产能力得到充分利用，模型中从四个维度定义生产单元和产品，这四个维度分别是操作技能(部件种类)、技能熟练程度(品质等级)、装配时间(交付期)和加工成本(产品报价)。同时，本论文开发了一个启发式算法对模型进行求解，并通过与先前研究中的算法进行比对，证实该算法能够有效解决面向Seru生产的生产任务分配问题，并在最大完工时间、生产任务均衡性、生产能力利用率等多个方面具有良好表现。
　　 本论文提出的生产单元构建和生产任务分配决策模型和求解算法，拓展了Seru生产领域的研究范围，为其他相关决策的研究奠定了坚实的理论基础，有助于完善Seru生产理论与方法体系。