舾装作业中考虑周期驱动的虚拟单元多阶段动态调度研究.pdf

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1、幽匕海管理科学ShanghaiManagementScience第37卷第3期I2015年6月IVo1．37『No．3『June．2015文章编号：1005-9679(2015)03—0065—06舾装作业中考虑周期驱动的虚拟单元多阶段动态调度研究吴满成韩文民孙晓梅张信兵(江苏科技大学经济管理学院，江苏镇江212003)摘要：多品种小批量离散型生产企业面临的大量不确定因素会干扰其生产的连续性，其中，船舶生产由于其技术与管理特点在此类生产中具有典型性。本文将以船舶舾装生产为例，在保证设备负荷均衡及资源利用率的基础上，

2、研究该环节的虚拟单元调度问题，以提高企业的生产效率。文章以最小运输距离为目标，在充分考虑瓶颈资源约束的基础上，构建周期驱动下分割计划期的数学模型，并以结合任务分配和时间约束的混合蚁群算法求解。通过在某船厂舾装环节的应用发现，本文所提方法能够有效降低当前舾装各作业的平均完成时间，具备可行性。关键词：舾装作业；虚拟单元多阶段动态调度；周期驱动；混合蚁群算法；瓶颈资源中图分类号：F673文献标志码：A在制造系统中运用虚拟单元调度能够提高企优化，提高调度性能。因此，本文将结合瓶颈设备，业生产柔性，降低生产成本，但现有的研究

3、多局对船舶舾装作业采取将生产计划期分割为多个阶限于假设的理想静态生产情况，由于静态调度理段的周期驱动机制，实现对虚拟单元的多阶段动论不能及时有效处理系统内动态时间，这就使虚态调度。拟单元制造系统不能有效的投入使用。此外，目由于虚拟单元具有逻辑成组与资源共享的组前将瓶颈应用于单元生产调度领域的研究较多，织特点，且通过物流系统将设备视为逻辑和概念并取得较好的结果，但这些研究多针对传统静态上的虚拟动态实体，因此，物流系统畅通应当作单元，且很少涉及虚拟制造单元系统，而忽视瓶为其调度目标之一，本文将构建以运输距离最短颈的虚拟

4、制造单元生产系统可能出现能力冲突或为目标的非线性整数规划模型，并考虑瓶颈设备任务重叠，从而影1向系统的负荷均衡和生产效率。位置已知情况下的虚拟单元多阶段动态调度问题，在实际生产中，舾装作业多面临动态复杂的生产拟结合蚁群算法予以解决。本文在第一节模型构环境，如工件随机到达、交货期变化、订单临时建中考虑分割多个计划期的周期驱动，在第二节插入与撤销、设备稳定性与可靠性等，这些因素采取任务分配和时间约束的启发式规则扩大蚁群易导致生产拖期，影响生产效率，因此，企业需算法的求解范围，文章拟在第三节分析船舶舾装要采取动态调度方式

5、。单元生产周期驱动机制属作业采用虚拟单元生产方式的可行性和必要性，于滚动窗口技术，该机制能够将动态调度过程分然后结合国内某知名船舶企业舾装作业车间的实割为多个静态区间，再对各静态区间进行局部优际生产数据，通过比较采用虚拟单元生产方式后化，不仅符合虚拟制造单元动态性特征，适应企系统的生产平均时间与现有制造方式系统的平均业复杂多变的市场环境，也能确保调度方案的最时间来验证所提方法的有效性。基金项目：国家自然科学基金资助项目(71271105)；教育部人文社会科学研究规划基金资助项目(12~JA630036)；江苏省研究

6、生培养创新工程(1254051405)作者简介：吴满成，硕士，江苏科技大学，现代工业工程与生产管理；韩文民，教授，江苏科技大学，现代工业工程与生产管理；孙晓梅，硕士，江苏科技大学，现代工业工程与生产管理；张信兵，硕士，江苏科技大学，现代工业工程与生产管理。65幽上海管理科学ShanghaiManagementScience第37卷第3期f2015年6,EJfVo1．37fNo．3{June．20151周期驱动的多阶段动态调度模型，∈{O，1)1．1问题描述(6)模型包含多个加工阶段及多种类型的零件和∑㈤(∑”(p+

7、i一2)一“F),p+i-1PL)设备，且同种类型机器不止一台，设备最大生产(7)能力已知，且在整个计划期内保持不变。不同类=．f∑∑z-／-(K~-1))(F),p+I-1PR+型零件拥有不同加工工艺路线，且每种类型的零⋯件可以选择多条加工路线。各虚拟单元内的瓶颈(8)设备已知。同时，考虑到虚拟单元调度的特点，s+PJ∞≤DDj设备在物理位置上不发生改变，并且设备间距离(9)已知而且始终不变。该模型考虑虚拟单元中各设PR．w(Jl>0，／f1备负荷的平衡以及资源利用情况。模型中包含w=0，z：o个设备(w=1，2

8、，3，⋯)，且将一个计划期分(10)为p个阶段(p=1，2，3，⋯，P)。约束(1)表示作业．，完成工序i后其i+15121．2目标函数序即刻开始；约束(2)表示同一工序的前后加工实施虚拟单元需要物流系统畅通，即需要考工序的加工率相等；约束(3)表示所有工序的加虑现有车间现有路线限制下最优运输路径问题，工时间都在计划期内；约束(4)表示P阶段每个本文以最小运