面向供需网协同的汽车工业生产计划和控制方法研究

摘要

近年来，随着科学技术的快速发展和人们生活水平的普遍提高，人们对汽车的需求越来越高，呈现出向个性化和多样化发展的趋势。随着世界统一大市场的形成，世界经济呈现多元化的格局，国际竞争也更加激烈，全球化制造成为汽车工业在新时期面临的最大机遇和挑战。原有的供应链管理理论无法从根本上适应制造企业竞争和发展的需要，供需网理论产生，供需网是指相关企业之间由于供需交互关系而形成的多功能的开放式的供需一体化动态网络结构。 本文面向供需网协同管理，在深入研究高级计划与排程等先进生产计划和控制方法的基础上，建立了汽车工业供需网协同生产计划和控制理论框架体系，重点论述了汽车工业供需网内各成员企业间以及整车厂内部的协同生产计划和控制的理论方法，并研究了其中的关键技术。 首先，在分析汽车工业供需网络构成及其特点的基础上，应用多智能体系统建模技术，构建汽车工业供需网环境下的协同生产系统总体框架模型，设计成员企业Agent的内部功能结构。 其次，建立汽车工业供需网环境下成员企业间生产计划和控制的协同方法体系，提出基于多智能体协商的任务分派和调度方法，生产过程动态控制方法，以及针对供需网内生产任务调度优化的混合遗传算法。 接着，以MATLAB为工具，应用马尔科夫状态方程分析轿车整车厂的Push/Pull混合生产模式优化问题，设计出ERP/APS/JIT基础上的轿车整车厂的混合生产计划和控制系统，并对整车库存容量与订单履行效能的关系进行了数学分析。 最后，本文针对汽车工业企业应用信息系统的现状，提出基于CORBA和MAS的企业应用系统集成框架和具体实现技术，并将该集成方法应用于整车厂ERP/APS/JIT集成生产计划控制系统设计与实现之中。 本文的研究将有助于提高供需网环境下汽车工业生产系统整体对市场的应变能力，为生产计划和控制系统的协同提供了理论框架和技术方法，同时为汽车工业企业应用信息系统集成建设做了理论和技术准备。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1研究背景

1.1.1汽车工业生产的历史变迁

1.1.2国外汽车工业生产现状

1.2研究意义

1.3研究内容与方法

1.3.1主要研究内容

1.3.2研究方法和技术路线

1.3.3论文结构

1.4主要研究成果与创新点

第二章相关研究和文献综述

2.1供需网理论及其协同方法研究综述

2.1.1供应链管理相关理论研究

2.1.2供需网及其协同理论研究

2.1.3供需网协同生产的基本理论

2.2生产计划和控制理论研究综述

2.2.1生产计划和控制系统的演进

2.2.2生产计划和控制模式研究

2.2.3供应链下的生产计划和控制研究

2.3高级计划与排程(APS)理论及其算法研究综述

2.3.1 APS理论研究现状

2.3.2 APS的功能架构

本章小结

第三章基于MAS的汽车工业供需网生产系统总体框架研究

3.1供需网环境对企业生产计划和控制的影响

3.1.1供需网环境下企业生产组织模式的转变

3.1.2供需网环境下企业生产系统的构成分析

3.1.3传统生产计划和控制方法对供需网环境的适应性分析

3.2汽车工业供需网络和多级制造系统分析

3.2.1传统的汽车“制造-销售-服务”供应链分析

3.2.2整车厂与零部件厂的协作关系分析

3.2.3汽车工业多级制造系统的生产协同问题分析

3.3基于MAS的汽车工业供需网生产系统总体框架

3.3.1多智能体系统与MAS建模方法

3.3.2汽车工业供需网生产系统的多智能体框架模型

3.3.3成员企业智能体的内部结构分析

本章小结

第四章汽车工业供需网协同生产计划和控制理论研究

4.1汽车工业供需网协同生产计划和控制概念模型

4.1.1协同生产计划和控制理论体系的主要内容

4.1.2供需网协同生产计划和控制系统的实现框架

4.2基于多智能体协商的任务分派和调度

4.2.1基于多智能体协商的任务分派和调度机制

4.2.2基于协商的生产任务分派方法

4.2.3调度优化算法的集成

4.3基于MAS和工作流技术的生产过程动态控制

4.3.1供需网生产过程动态控制的相关概念

4.3.2结合工作流技术的多智能体生产过程动态控制

4.3.3生产过程动态控制中的任务再调度

4.4面向供需网生产任务调度优化的混合遗传算法设计

4.4.1遗传算法的基本原理

4.4.2遗传算法与模拟退火算法的结合

本章小结

第五章面向供/需协同的轿车整车厂生产计划和控制模式研究

5.1轿车整车厂生产流程及现有生产计划模式分析

5.1.1轿车整车厂生产流程分析

5.1.2离散制造业现有生产模式分析

5.2面向供/需协同的Push/Pull混合生产模式优化研究

5.2.1面向整车厂的生产系统建模

5.2.2面向供/需协同的Push/Pull生产模式优化分析

5.3整车厂Push/Pull混合的生产计划和控制

5.3.1整车厂Push/Pull混合生产计划控制的总体框架

5.3.2 ERP与APS集成的Push生产计划控制功能

5.3.3JIT基础上的Pull生产计划控制功能

5.4不同整车库存容量下生产系统订单执行效能分析

5.4.1问题描述及各状态平稳分布求解

5.4.2对加急订单的影响

5.4.3对普通订单的影响

本章小结

第六章供需网协同环境下的系统集成方法及其应用研究

6.1企业信息系统集成的相关理论与技术

6.1.1信息系统集成的相关概念

6.1.2企业信息系统集成技术比较

6.2供需网协同环境下基于CORBA技术的多智能体系统集成方法

6.2.1基于CORBA和MAS的系统集成框架

6.2.2 CORBA和MAS系统集成框架中的关键技术研究

6.2.3供需网协同环境下的企业应用系统集成方法分析

6.3应用实例:ERP/APS/JIT集成的整车厂PPC系统设计与实现

6.3.1整车厂中ERP/APS/JIT集成的功能模型分析

6.3.2 EKP/APS/JIT集成的整车厂PPC系统框架设计

6.3.3整车厂PPC集成系统的开发与部署分析

本章小结

第七章总结与展望

7.1全文总结

7.2研究展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

附 录

致 谢