多品种变批量拉链生产计划优化方法探究

《多品种变批量拉链生产计划优化方法探究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、多品种变批量拉链生产计划优化方法探究　　关键词：生产计划；多品种变批量；遗传算法中图分类号：TP39文献标识码：A文章编号：2095-2163（2013）05-0081-040引言随着时代的发展，变批量多品种生产模式应运而生，因其有着灵活应对市场变化、满足客户多样需求，提高企业市场竞争力等诸多优点[1]。已有众多学者对多品种变批量进行了深入的研究并提出各种生产优化模型[2]。凭此契机，本文也研究了一种多品种变批量情况下的生产计划优化方法。10多品种变批量生产是一种根据待制造产品的品种和批量变化，而快速调整生产计划的生产模式。该模式面向生产任务和生产资源

2、，以快速重排、重复利用的方式快速调整生产计划，使得生产功能、生产能力和生产过程得到快速改变，以实现产品多品种、变批量的柔性生产[3]。变批量生产强调生产过程中的产品的不确定性，包括产品品种的不确定性，产品数量的不确定性。变批量多品种生产中的生产资源还应该具备柔性。由于拉链生产的多品种变批量特性，在实际生产中都是将变批量的产品整合为多个子批的产品而统一安排生产，在满足每个子批的交货量和交货期的情况下，采用生产计划优化方法，实现最短生产周期[4]。由于生产计划问题通常存在着很多约束，使其成为非常难解的NP完全性复杂的优化问题，如果采用常规的精确算法，将难以

3、在较短时间内找到问题的最优解，于是引入遗传算法。目前，遗传算法已成为生产计划优化等NP难问题的研究实现热点和实用解决方法。本文提出了一种新的生产计划问题的多种群遗传算法，该算法通过随机产生两个初始种群，各自进化，并彼此迁移，每个种群都产生局部最优解，相互比较获得全局最优解。1问题描述多品种变批量的拉链制造企业在计划期收到一批订单，由于品种与批量的不确定性，整理后分为N子批产品，通过生产资源设备、模架、模具的相应组合以实现产品的生产。由于设备出模次数，模具的出模个数和模架上安放模具个数等约束，设备生产每种产品的生产能力可能各不相同。由于设备和产品等约束，

4、产品在各个设备的生产计划会导致完成所有批次产品的生产周期不一样。2模型建立2.1确定多品种产品分成子批的生产序列首先根据接收到的订单计划将其按产品类型、批量大小和交货期分为子批，具体步骤如下：（1）按产品类型分成不同种类产品批次。10（2）再按每种产品的交货期进行分批。每个满足相近交货期生产的产品将合成为同一批次。（3）若某种批量的交货量并未超过最大批量限制，则将其分为一批。否则将最大批量分为一批，超出部分按照（3）再重新分批。这样共分成了N个子批的产品，再对这N个子批生成生产次序：（1）确定每个子批包含的所有产品的交货期，并以其中的最小交货期作为整个

5、子批的交货期。（2）将所有子批按照交货期从小到大进行依序生产。（3）交货期相同的子批，交货量小的和不可延迟的则要优先生产。（4）产生最终生产序列。2.2确定子批序列的生产计划模型本模型的主要任务是在综合各种生产资源生产能力的情况下，进行生产计划优化。在完成这些子批产品生产的基础上，生成各个设备完成这批订单的生产计划。第5期陶小晶：多品种变批量拉链生产计划优化方法研究智能计算机与应用第3卷10在拉片压铸车间，有设备、模架和模具。每台设备安放一台模架，由于模架与模具的组合，每台模架上安装的模具数量不定，设备上安放的模架通常为限定。在某段时间内，接到一批订单

6、，每个订单需要的产品多种多样，需要的产品批量也有大有小，产品的交货期也有分段。假设将该批订单整合，然后分成N个子批进行生产，该模型要在满足全部订单的各种产品交货量和交货期的前提下，根据生产资源的生产能力，生成将所有设备分配给各种产品以完成这批订单的生产计划。该计划将使得完成该批订单的生产周期最小。此处，假设每台设备每天工作8小时；这N个子批产品在每台设备上按各子批优先顺序生产；模架上更换模具时间忽略；拉片生产设备有限，模架和模具数量足够；模架安放不同的模具时个数不定；每台设备在同一时刻只能生产一种拉片产品；每种产品在模具上生产之前的准备工作都不考虑；过

7、程不考虑突发事件，所有资源正常工作；每种产品的交货量与交货期已知；按照整理过后的批次顺序进行排产。综合上述各假设条件，可得子批序列的生产计划模型如下：模型中，MSmin为最小生产周期；MSj为设备j的生产时间；DNi为第i批产品的交货量；DTi为第i批产品的交货期；Ej为安放在设备j上的模架的出模次数；bij为子批i的产品在设备j的模架上可安放的模具数量；ci为出模子批i的产品的模具每次出模个数；aij为标志是否将设备j分配给子批i进行生产；tij为将设备j分配给子批i的生产时间。103优化算法由于拉片压铸为生产计划问题，，需要进行生产方案的全局寻优。

8、本文采用多种群遗传算法进行生产计划优化。3.1问题的编码本文采用自然数编码的方式，以各子批要生