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电子制造业准ATO模式生产计划和生产控制方法研究

作　者: 叶建芳
导　师: 潘晓弘
学　校: 浙江大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 面向订单装配不确定性 RFID 库存管理车间调度生产计划生产控制支持向量机需求预测电子制造企业粒子群优化算法模糊规划随机规划模糊综合评价熵权法
分类号: F224;F426.63
类　型: 博士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

面向订单装配(assemble to order,ATO)是一种先进的生产组织模式,在这种模式下,企业交货期短,库存水平低,可以提供给客户多样化、定制化的产品,因而在国外企业得到了广泛的应用。但针对我国的具体情况一直缺乏系统的理论指导,在实践中的应用也比较少。本文结合浙江省重大科技攻关资助项目(NO.2003C11010,NO.2005C11034)的研究,在深入分析和讨论电子制造企业的业务流程、生产组织的特点基础上,提出了在计划层面上的产品和零部件备货优化的计划方法和在执行层面的外购件补货控制方法和自制件生产闭环控制方法,为企业应对复杂的生产环境提供了理论和方法指导。第一章回顾了课题研究的背景,阐明了不确定性环境下面向订单装配模式生产计划和控制方法的研究意义。重点论述了面向订单装配、不确定环境下主生产计划以及库存管理、车间作业调度等方面的国内外研究现状。在此基础上,给出了本文的研究目标、研究内容和论文结构。第二章首先电子制造业的特点、ATO系统的运作模式,提出了电子制造企业准ATO生产模式,进一步分析了准ATO模式的实施方法,提出了一个四层的方法体系,分析了其中的关键技术,引出本文所主要解决的三个方面的问题。最后,提出了基于支持向量机的产品市场需求预测方法,并提出用混沌粒子群算法来进行支持向量机参数优选。第三章首先提出了电子制造企业准ATO模式下的主生产计划方法。在此基础上,利用可行性规划的相关理论,建立了一种模糊环境下生产计划优化模型,通过等价转换的方法将上述模型转化为双目标带约束的清晰等价形式。针对该模型提出了一种求解此模型的基于协同进化和不可行度的改进粒子群算法。并进行了实例验证。第四章针对制造车间的诸多因素影响着生产计划在车间的执行的问题,本文提出闭环控制的方法来减少车间不确定性因素对计划执行的影响。该方法分成三个部分：首先根据加工时间分布、机床故障率等随机因素进行随机规划生成初始调度方案,将初始调度方案下到车间,在执行过程中采集过程数据,进行动态事件监测,如有预先定义的动态事件发生则触发动态调度,根据系统当前的状态,找到相对应的调度规则,迅速生成调度方案,减少例外事件的影响。ATO模式下的排产问题是一个多产品、多订单、多资源的组合优化问题。在第五章本文首先应用基于熵权法的模糊综合评价方法进行客户订单优先级的评估,在此基础上,建立了ATO模式总装排产模型,并提出了一种动态改变惯性权重的粒子群算法进行求解。第六章对总结了本文研究所取得的成果,并指出了今后的研究方向。

全文目录

致谢  5-6
摘要  6-7
Abstract  7-9
目录  9-11
图目录  11-12
表目录  12-13
第1章绪论  13-28
  1.1 论文背景  13-14
  1.2 研究意义  14-15
  1.3 国内外研究现状综述  15-26
    1.3.1 ATO补货决策研究现状  15-17
    1.3.2 生产调度研究现状  17-21
    1.3.3 RFID及其在制造领域应用现状  21-26
  1.4 研究内容、主要工作和论文结构  26-27
  1.5 本章小结  27-28
第2章电子制造企业准ATO模式生产管理模型及市场需求预测  28-45
  2.1 电子制造企业准ATO生产模式的提出  28-33
    2.1.1 电子制造业的特点  28-29
    2.1.2 典型ATO系统的运作模式  29-31
    2.1.3 电子制造企业准ATO生产模式  31-33
  2.2 电子制造企业准ATO生产模式的实施方法  33-36
    2.2.1 实施准ATO生产模式的产品决策:决策层  34
    2.2.2 产品和零部件的备货与生产计划:战术层  34-35
    2.2.3 零部件生产监控与订单满足:执行层  35
    2.2.4 准ATO生产模式实施的关键技术  35-36
  2.3 基于混沌粒子群和V-支持向量回归机的产品市场需求预测  36-44
    2.3.1 基于混沌粒子群算法(CPSO)的支持向量回归机参数优化  38-41
    2.3.2 应用算例  41-44
  2.4 本章小结  44-45
第3章模糊环境下准ATO模式主生产计划优化  45-67
  3.1 电子制造企业准ATO模式主计划方法  45-48
    3.1.1 主计划决策问题与思路  45-46
    3.1.2 电子制造企业准ATO模式主计划方法  46-48
  3.2 模糊环境下准ATO模式主生产计划优化  48-66
    3.2.1 模糊环境下准ATO模式主生产计划模型构建  49-53
    3.2.2 模糊生产计划模型的清晰等价转换  53-57
    3.2.3 基于协同进化和不可行度的粒子群算法的模型求解方法  57-62
    3.2.4 应用算例  62-66
  3.3 本章小结  66-67
第4章基于车间实时信息的自制零部件生产控制  67-94
  4.1 基于车间实时信息的自制零部件生产控制方法  67-69
  4.2 工序加工时间的随机分布拟合  69-71
    4.2.1 工序加工时间信息采集  69-70
    4.2.2 工序加工时间分布拟合  70-71
  4.3 车间层作业计划的制定  71-81
    4.3.1 不确定环境下车间作业计划随机规划模型  71-75
    4.3.2 模型求解的混合智能算法  75-78
    4.3.3 应用案例  78-81
  4.4 基于实时信息的车间动态调度模型  81-85
    4.4.1 车间动态调度驱动机制  81-83
    4.4.2 基于车间实时信息的动态调度方法  83-84
    4.4.3 基于实时信息的车间动态调度流程  84-85
  4.5 基于免疫离散粒子群算法的调度属性选择  85-92
    4.5.1 调度属性的定义和粒子群算法原型  86-88
    4.5.2 基于IPSO的调度属性选择模型  88-91
    4.5.3 仿真分析实例验证  91-92
  4.6 本章小结  92-94
第5章准ATO模式总装排产优化  94-110
  5.1 准ATO模式下装配作业排产方法  94-95
  5.2 基于熵权法的订单优先级模糊综合评价  95-100
    5.2.1 熵权法以及模糊综合评价合成算子的改进  95-97
    5.2.2 基于熵权的订单多级模糊综合评价步骤  97-99
    5.2.3 应用实例  99-100
  5.3 ATO模式总装排产优化  100-109
    5.3.1 准ATO模式总装排产模型  101-103
    5.3.2 基于动态改变惯性权重粒子群算法的准ATO模式总装排产模型求解  103-107
    5.3.3 应用实例  107-109
  5.4 本章小结  109-110
第6章总结与展望  110-112
  6.1 全文总结  110-111
  6.2 研究展望  111-112
参考文献  112-121
附录  121-126
作者简历及在学期间所取得的科研成果  126

电子制造业准ATO模式生产计划和生产控制方法研究

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