一种完全满足需求条件下车间最优生产计划方法.pdfVIP

3—92 一种完全满足需求条件下的车间 最优生产计划方法‘ 张晓东 朱立峰严洪森 (东南大学自动化研究所南京210096) 囊鼻t挺棚造(AM)模式要求企业敏挺响应用户需求，并尽可蘑做刊生产成本与批量无关。这就需 要謦决如何在纛足用户需求的条件下尽可托降低生产成本的同题。为此，我们研究了完全满足用户需 隶条件下车问生产计捌的最优分解问题。文中，首先建立车问生产计划的非线性规划棋盘，然后将其转 化为线性规崩模盟并甩卡马卡算法对此进行求解，编棚了相应的软件。最后通过算倒研究，证明了算法 的有效性。 关■调敏捷制造(AM)车间生产计划卡马卡算法 1 引 言 敏捷制造模式下的车间应该敏捷响应用户的需求，按照来自本企业或敏捷虚拟企业【11的订单 及时准确地组织生产。为此需要在完全满足用户需求的条件下把对车间的中期产品需求计划(订 单)最优分解成车间中各FMS(柔性制造系统、单元或工段)执行的短期生产计划。所以本文将尝 试解决完全满足用户需求条件下的一类生产计划问题。至于FMS如何执行短期生产计触和调度． 请参见文[2】和[3】。 在翩造环境中．生产计划是为满足产品需求进行有效资源分配的关键。由于生产计划问题的 复杂性往往不允许采用整式(monolithic)建模方法。因而在生产计划文献中普遍提倡递阶生产计划 方法【41j。其中，文[4】提出一种利用通用控制器将产品结构分解和时间分饵相结合的递阶生产 计划分解新方法。文【5】建立了一个用以求解化纤制造中实际调度问题的递阶生产计划与调度模 型，通过将混合整数线性规划模型同专家系统逻辑相结合解决了年月周三个层次的计划分解问题。 文[6]则提出了另一种接事件发生频率进行计划分解的新方法。但是以上方法都未考虑制造部门 的组织结构，因而不太适合敏捷制造模式下的车间(简称敏捷制造车间。AMw)的计捌分解。尽管 文[7]提出地按工艺过程分解的方法考虑了制造部门的组织结构，但是只考虑由N个串行联结的 车间所组成的制造系统，而AMw中各FMS之间的关系并不一定是串行联结的．甚至很复杂。所以 这种方法也不适合AMW地计划分解。所以，考虑到实际情况，应建立线性约束非线性目标函数的 生产计划模型。由于这种模型的目标函数的梯度为分段常数，很难用梯度法、牛顿法等非线性规划 法进行求解，较为可行的办法是通过增加约束将其转化成线性规划模型后用单纯形法求解。但是， 就一般的车间规模而言．该模型将分别有几千个约束和变量，很难在微机上用单纯形法求解。为 此，本文将采用另一种算法——卡马卡算法【8】来求解向题，文献Is]中已经证明．对于大规模问题， ·重家8631CIMS主曩斑助嘎目(台同号：863—511—943—005和863—511—708一oos)。 3—93 卡马卡算法要比单纯形算法更有效。 2 AMw生产计划模型 AMW由M个FMS，车间仓库等组成。AMW生产计划的目标是在满足产品需求的前提条件 下使各FMS的在制品尽量少，设备利用率尽可能高，并最终使净效益达到最高。由上述要求．现提 出目标函数如下： J=兰f口盈。(N+1)+量(n。(K)+hi+T[Tiu；(K)一晟(K)】+ +玎7【n(K)一础f(K)】+)i (1) 式中： M： 车间中FMS的个数。 N： 计划区问内的生产周期数。 l-i(k)●FMS在周期k计触生产的工件(成品或半成品)，珥维列向量。Ili袁示计划区间内 ‘FMS生产工件的种类效。 】【i(k)：FMSI在周期k(k=l，2…．，N+1)开始时的在翩品存储量，是啦维列向量。 卢i(^)：FMSi各工作中心在周期k可用于加工的时间．是从生产周期中扣除设备故障维修时 问等所剩的时间。它是m。维列向量。m；是F^儡中工作中心的个数。 o；： FMS{中与在制品有关的成本系数，是n。雏列向基． 6j： FMS，中与加班工资有关的成本系效，是慨维列向量． 6i： FM