人工作业系统的组织与优化研究

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1、广东工业大学博士学位论文人工作业系统的组织与优化研究姓名：宋静申请学位级别：博士专业：管理科学与工程指导教师：张毕西201206摘要随着科技发展的日新月异、经济的全球化，企业的生存环境已发生了巨大的改变：市场竞争日趋激烈，客户需求更加个性化多样化，原材料价格和人工成本不断上涨⋯⋯，面对这种严峻的市场环境，企业唯有加强内功的修炼——提升管理水平才能在市场竞争中占有一席之地。对于在我国经济建设中起重要作用而自身又受资金、技术等因素约束的众多中小企业来说，更是如此，唯有通过提高管理水平，优化生产组织模式才能在这次“大浪淘沙”的经济危机中求生存求发展。生产系统的组织和优化一直是生产运作领域的研究热点，

2、其无论是在理论方面还是实际应用方面都已取得了丰硕的成果，然而，现有这些理论成果在中小制造企业中却难以奏效。究其主要原因是：前人的研究成果更多的集中在设备生产和自动化生产方面，忽视了生产系统中“人"的因素。人工作业系统因其较少的设备投资和资金投入，对市场需求变化具有较强的适应能力，因而成为我国众多中小制造企业主要采用的生产系统结构模式。面对复杂多变的市场环境，从降低成本、满足市场需求的角度，研究人工作业系统的产能优化、计划决策以及工人的组织与优化的理论与方法，是关系到中小制造企业生产和发展的重要问题。本文以人工作业系统为研究对象，以经典生产系统研究成果为基础，重点研究了人工作业系统的产能决策、计

3、划决策以及工人指派三方面。具体研究内容如下：(1)中长期产能决策研究。以生产系统的产能配置成本与产需失配损失最小为优化目标，提出了基于产能调整量固定的中长期产能决策和基于成本触发的固定调整时间段的中长期产能决策，利用Matlab对其进行优化求解，得到最优产能调整策略，并分别对影响产能调整的各个相关因素进行敏感性分析，从而有助于中小生产企业科学地进行产能决策，减少以往仅凭经验制定产能策略而带来的成本损失。(2)中短期计划决策研究。针对受季节性需求波动的可储存产品、综合长期趋势和季节性需求波动的可储存产品，分别构建需求函数，以计划调整费用成本最小化为目标，分别对这两种产品采用固定计划模式、分段计划

4、模式和动态计划模式时的费用成本构建各自的数学模型，并利用实际数据进行运算，得出适合这两种产品特点的最优计划模式，从而为中小企业制定中短期计划决策提供可借鉴的思路。(3)T人指派方面的研究。将工人指派分为两个问题进行研究：其一是固定工广东：r_／k大学博士学位论文人指派，研究工人生产率稳定、考虑工人学习和遗忘的特性以及工站任务复杂度的单个工人指派，分别构建混合整数规划模型和混合整数非线性规划模型，并运用Lin909．0和Matlab进行优化求解得到最优指派方案以及最大产出；同时研究了小组作业中的固定工人指派问题，利用Witness和MathCAD进行仿真求解，得到最优小组人数。其二是动态工人指派

5、，采用斗链生产理念，研究稳定生产率下串联生产线中基于工人共享的动态工人指派，构建了相应的数学模型并利用Lin909．0和Matlab进行优化求解得到最优指派方案，进而将单条串联生产线拓展到多条并联生产线和树形相关生产线。最后，对全文所做的工作进行了总结，并对未来的研究方向进行了展望。本课题的研究得到国家自然科学基金资助项目：订单式生产人工作业系统(MTO／MOS)组织与优化研究(项目编号：70971026)的资助。关键词：人工作业系统；产能决策；计划决策；灰色理论模型；工人指派；斗链nAbstractAbstractWiththerapiddevelopmentofscienceandtech

6、nologyandthedevelopmentofeconomyglobalization，theenterprisesurvivalenvironmentchangeddramatically,suchasthefiercemarketcompetition，theuniquecustomerrequirements，theincreasingpriceofrawmaterialandtherisinglaborcost，andSOon．Undersuchserioussituation,theenterprisesmustimprovethemanagementtooccupythemar

7、ketshare,especiallyforthesmallandmedium-sizedenterprises，whichareveryimportantintheeconomicdevelopmentbutconstrainedbythecapitalandtechnology．Therefore，theenterprisesshouldimprovethemanagementskilltos