【摘要】：隨著經(jīng)濟(jì)和生產(chǎn)力的發(fā)展，市場需求日趨多樣化和個(gè)性化，使得生產(chǎn)模式由傳統(tǒng)的單一品種（或少品種）大批量逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗥贩N小批量，生產(chǎn)作業(yè)車間內(nèi)存在的各種不確定性因素對物料流影響隨之增大，給車間內(nèi)物料流控制帶了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。推拉結(jié)合的TOC控制模式雖然能夠通過對關(guān)鍵瓶頸的控制，提高物料流與生產(chǎn)節(jié)奏的同步性；然而，傳統(tǒng)的TOC控制模式無法適用于由于不確定性因素而導(dǎo)致車間瓶頸頻繁漂移的生產(chǎn)環(huán)境。為此，本文提出并研究了適應(yīng)于不確定環(huán)境下存在瓶頸漂移現(xiàn)象的作業(yè)車間物料流控制方法。 首先，對目前物料流控制相關(guān)鄰域的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述，分析了現(xiàn)代制造模式下作業(yè)車間環(huán)境的特點(diǎn)和問題，指出了現(xiàn)代制造環(huán)境下物料流控制方式與傳統(tǒng)TOC控制模式的區(qū)別，將識(shí)別瓶頸和預(yù)測瓶頸漂移趨勢作為物料流控制的前提。 接著，圍繞著不確定環(huán)境下物料流控制的核心問題，從漂移瓶頸辨識(shí)、物料投放、物料流路徑以及物料流穩(wěn)定性等方面進(jìn)行了深入研究，具體包括： 1)在明確了作業(yè)車間物料流內(nèi)涵以及物料流瓶頸漂移定義的基礎(chǔ)上，提出了導(dǎo)致物料流瓶頸漂移的作業(yè)車間不確定性因素變量的數(shù)字化描述方法；利用馬爾科夫鏈、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法分析了不確定因素間耦合關(guān)系；建立物料流瓶頸綜合指數(shù)體系包括瓶頸指數(shù)、瓶頸漂移指數(shù)和瓶頸敏感指數(shù)，以實(shí)現(xiàn)對不確定環(huán)境下作業(yè)車間內(nèi)漂移瓶頸的識(shí)別和預(yù)測。 2)根據(jù)作業(yè)車間內(nèi)各制造單元的瓶頸狀態(tài)、漂移特點(diǎn)以及主次瓶頸個(gè)數(shù)，提出了基于漂移瓶頸物料投放控制方法，包括對初始物料的準(zhǔn)入控制以及制造單元間生產(chǎn)(轉(zhuǎn)運(yùn))批量和提前期的控制；針對物料準(zhǔn)入控制，提出了作業(yè)車間內(nèi)瓶頸單元在制品上限、瓶頸間在制品上限和瓶頸上游單元在制品目標(biāo)值作為準(zhǔn)入依據(jù)；針對制造單元間的期量控制，采用物料流瓶頸綜合指數(shù)表征制造單元內(nèi)在制品流動(dòng)節(jié)奏，建立以最小化非增值加工時(shí)間和相鄰制造單元物料流瓶頸程度差異為優(yōu)化目標(biāo)的制造單元間期量設(shè)定模型，以保證各制造單元間物料流節(jié)奏的同步性，并利用粒子群算法求解該模型。 3)在計(jì)及漂移瓶頸對物料配送路徑選擇影響的基礎(chǔ)上，采用瓶頸指數(shù)和瓶頸漂移指數(shù)表征實(shí)時(shí)變化的制造單元物料配送優(yōu)先級(jí)，對路徑選擇過程中違反此優(yōu)先級(jí)的行為設(shè)置懲罰成本，提出以最小化包括車輛運(yùn)輸成本和違反優(yōu)先級(jí)的懲罰成本在內(nèi)的總配送成本為優(yōu)化目標(biāo)，建立時(shí)變的物料配送路徑優(yōu)化模型；為保證運(yùn)輸車輛所載物料全額配送，避免非必要負(fù)載以及由此造成的非必要配送子路徑，令該模型允許運(yùn)輸車輛非滿載和物料拆分配送，以提高物料配送效率降低配送成本；并結(jié)合模型特點(diǎn)將貪婪策略融入遺傳算法對優(yōu)化模型求解。 4)對物料流魯棒性和穩(wěn)定性內(nèi)涵進(jìn)行了區(qū)分，以單機(jī)車間為特例建立不確定加工時(shí)間環(huán)境下的物料流穩(wěn)定性控制模型并提出兩種啟發(fā)式算法對該NP-hard問題進(jìn)行求解；在此基礎(chǔ)上，將單機(jī)問題擴(kuò)展至多制造單元作業(yè)車間，提出了兩種多制造單元物料流穩(wěn)定性控制策略(瓶頸單元控制策略和瓶頸上游單元控制策略)，，并通過實(shí)例比較和分析了兩種策略的適用范圍，表明運(yùn)用該穩(wěn)定性控制策略能夠抑制作業(yè)車間物料流瓶頸的漂移、降低物料流控制的難度。
【圖文】：

證了該方法的有效性。四章，計(jì)及漂移瓶頸的物料流路徑優(yōu)化。首先，對存在漂移瓶頸的作業(yè)車間問題進(jìn)行了概述；然后，將問題劃分為無運(yùn)輸容量限制和有運(yùn)輸容量限制兩題進(jìn)行建模，其中，有運(yùn)輸容量限制的問題又分為物料不可拆分配送和物料子類；接著，針對以上優(yōu)化模型，提出一種將貪婪算法和遺傳算法結(jié)合的啟最后，給出實(shí)例驗(yàn)證其有效性。五章，不確定環(huán)境下物料流穩(wěn)定性研究。首先，明確了物料流穩(wěn)定性的概念作業(yè)車間為特例建立不確定加工時(shí)間環(huán)境下的物料流穩(wěn)定性控制模型，提出相關(guān)的最優(yōu)化結(jié)論并予以證明；隨后，提出了兩種啟發(fā)式算法對該模型求解和實(shí)例分析兩方面驗(yàn)證了算法的優(yōu)越性；在此基礎(chǔ)上，將單機(jī)作業(yè)車間物料展至多制造單元環(huán)境，提出了多制造單元穩(wěn)定性控制策略(瓶頸單元控制策略策略)，將多制造單元物料流控制問題轉(zhuǎn)化為單機(jī)物料流控制問題；最后，通較了兩種控制策略的適用范圍，同時(shí)也驗(yàn)證了所提出控制策略的合理性。六章，全文的總結(jié)與展望。對文本的研究內(nèi)容和成果進(jìn)行總結(jié)，并就未來的展望。

間物料流和物料流瓶頸概念物料流定義決定了物料流控制的范疇，明確所要研究的作業(yè)車間物制和優(yōu)化方法的前提。根據(jù)作業(yè)車間的生產(chǎn)特點(diǎn)[168-171]，本文對物作業(yè)車間物料流是一種伴生性物流，主要包括原材料流、在制品流據(jù)產(chǎn)品工藝流程要求，實(shí)現(xiàn)原材料、在制品、零部件以及成品在作、工位與工位、工位與線邊庫存之間流轉(zhuǎn)的物流活動(dòng)。具有加工（存、搬運(yùn)和等待 4 種狀態(tài)。流向劃分：原材料流為輸入物料流，在制品流和零部件流為中間產(chǎn)流；按物料流性質(zhì)劃分，物料流可分為在制品流和運(yùn)輸流，其中運(yùn)件流、成品流[172](如圖 2-1)。一般，原材料輸入和成品輸出占整個(gè)%的時(shí)間，而在制品流動(dòng)和零部件配送卻占了整個(gè)物流 95%以上。和均衡更多地取決于在制品和零部件的流動(dòng)，而其中零部件的配送在制品流動(dòng)的方向、時(shí)間和數(shù)量。
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：F273;F224

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2703861