（纺织工程专业论文）纺织企业生产计划管理系统的研究与开发[纺织工程专业优秀论文].pdf

中文摘要 论文题目：纺织企业生产计划管理系统的研究与开发 一 一、当今世界已进入信息时代，制造业面临着信息网络化、经济全 球化、需求多样化和个性化、订货批量越来越小、产品的生命周期 越来越短的市场竞争环境。我国纺织企业要跟上时代的步伐，必须 从自身特点出发，依靠当前世界先进的企业管理科学和信息技术， 提高企业的管理水平，增强企业的竞争能力。 本论文的研究是从纺织企业实际业务运作模式出发，应用先进 的管理科学，研究了纺织企业的生产计划管理模式，并开发了一套 适合纺织企业的基于w e b 的生产计划管理系统。丫 本论文的主要内容包括以下几个方面： 。 1 研究了般纺织企业的生产计划管理，包括客户订单的交期 审核、主生产计划制定、物料需求计划，引入了折算生产能力、折 算订货数量的概念，建立了相应的模型，介绍了求解离散变量非线 性规划问题的遗传算法，并根据这些模型开发了纺织企业生产计划 管理系统，主要包括交期审核模块、主生产计划模块和物料需求计 划模块。 2 介绍了动态联盟、敏捷供应链的概念，讨论了纺织服装企业 成立动态联盟的必要性，同时研究了成立纺织服装动态联盟条件下 的订单交期审核、合作伙伴选择和生产任务分配、物料需求计划， 介绍了求解连续变量线性规划问题的单纯形法，并开发了动态联盟 条件下的生产计划管理系统。 关键字：遗传算法、生产计划、氓母骥、任务分配 r e s e a r c ha n d d e v e l o p m e n t o f p l a n n i n gm a n a g e m e n ts y s t e m f o rt e x t i l ee n t e r p r i s e s a b s t r a e t w i t ht h e d e v e l o p m e n t o fo u r s o c i e t y a n dt h e r a p i dp r o g r e s s o f c u s t o m e r s c o n s u m p t i o nl e v e l ，t h et e x t i l ei n d u s t r yi sf a c i n gt h ef o l l o w i n g p r o b l e m s ：s h o r t e rp r o d u c i n gp e r i o d ，s m a l l e rb a t c ha m o u n t ，m o r ep r o d u c t s t y l e s ，a n ds oo n m o r ea n dm o r et e x t i l ee n t e r p r i s e sh a v er e a l i z e dt h a tt o e n h a n c et h ec o m p e t i t i o na b i l i t i e so ft h e e n t e r p r i s e st h e ym u s tp r o m o t et h e l e v e lo f m a n a g e m e n t t h i sd i s s e r t a t i o n ，b a s e do nt h ed e e p i n v e s t i g a t i o na n ds t u d y o nt e x t i l e e n t e r p r i s e s ，d e v e l o p st h ep l a n n i n gm a n a g e m e n ts y s t e ms u i t e df o rt e x t i l e e n t e r p r i s e s t h es y s t e mi sb a s e d o nm o d e m m a n a g e m e n t t h e o r i e s t h i sd i s s e r t a t i o n m a i n l yi n c l u d e st h ef o l l o w i n gp o i n t s ： 1 、s t u d i e st h ep l a n n i n go ft e x t i l e e n t e r p r i s e s ，i n c l u d i n gd e l i v e r y d a t e c h e c k i n g 、t a s ks c h e d u l i n g 、m a t e r i a l r e q u i r e m e n t p l a n n i n g t w oi d e a s ，c o n v e r t e dt h r o u g h p u ta n dc o n v e r t e d c o n t r a c tp r o d u c ta m o u n t ，a r ei n t r o d u c e di nt h i s d i s s e r t a t i o n e s t a b l i s h e st h em o d e l sf o r d e l i v e r y d a t e c h e c k i n g 、t a s k s c h e d u l i n g 、m a t e r i a l r e q u i r e m e n tp l a n n i n g ，a n dg e n e t i c a l g o r i t h m ，w h i c h i st h es o l u t i o n o f d i s p e r s e v a r i a b l e s n o n l i n e a r p r o g r a m m i n g ， i s i n t r o d u c e d d e v e l o p s t h e w e b - b a s e d p l a n n i n gm a n a g e m e n ts y s t e m ，w h i c hh a st h r e e m o d u l e s ：d e l i v e r yd a t ec h e c k i n g ，t a s ks c h e d u l i n ga n dm a t e r i a l r e q u i r e m e n tp l a n n i n g 2 、d i s c u s s e st h em o d e lo fv i r t u a lo r g a n i z a t i o na n da g i l e s u p p l y c h a i na n dt h en e c e s s i t yo fe s t a b l i s h i n g v i r t u a l o r g a n i z a t i o n s f o rt e x t i l ei n d u s t r y a n dt h i sd i s s e r t a t i o na l s os t u d ；e s d e l i v e r y d a t e c h e c k i n g 、a s s o c i a t i o ns e l e c t i o na n dt a s k a s s i g n l n e n t 、 m a t e r i a lr e q u i r e m e n tp l a n n i n gi nt e x t i l ea n dg a r m e n tv i r t u a l o r g a n i z a t i o n s a s o l u t i o nf o rl i n e a r p r o g r a m m i n g ，s i m p l e x m e t h o d ，i si n t r o d u c e d a n dt h ep l a n n i n gm a n a g e m e n ts y s t e m f o rv i r t u a lo r g a n i z a t i o n si sd e v e l o p e d g u o f a n g w u ( t e x t i l e e n g i n e e r i n g ) d i r e c t e d b yd o n g p i n g h u a k e yw o r d s ：g e n e t i c a l g o t h r i m ，p l a n n i n gm a n a g e m e n t ，s c h e d u l i n g ， v i r t u a lo r g a n i z a t i o n ，t a s k a s s i g n m e n t 致谢 本论文是在华东平副教授的悉心指导下完成的，导师严谨的作风 和平易近人的态度给我留下了深刻的印象。同时这里还要感谢山东如 意毛纺集团的领导们对我课题的大力支持及原我校管理学院钟麦英 老师在理论上给我的指导。没有他们，我的论文是不可能完成的。在 这里我要对他们说声谢谢。 第一章绪论 1 1 引言 当今世界已进入信息时代，并迈向知识经济时代。新知识、新概 念、新技术、新产品、新工艺日新月异，传统的制造业面临着信息网 络化、经济全球化、需求多样化和个性化、订货批量越来越小、产品 的生命周期越来越短的市场竞争环境，而且，这种市场环境是动态的、 突变的、非平稳的，是一个更为激烈的竞争和生存环境。以信息技术 为主导的高新技术为社会的发展提供了极大的支持。中国正式宣告加 入w t o ，并将成为亚太地区制造业中心，全球众多制造巨头都在等 待争夺中国这个大市场。外资的大量涌入，给本土的企业带来相当大 的冲击，但也同时带来前所未有的发展机遇。一方面，更多的“m a d e i n c h i n a ”可以走出国门，开拓更为广阔的国际市场，而另一方面， 也会有更多的洋货涌入中国，机遇与风险总是并存的。令人欣慰的是， 中国政府、企业家们与社会企业各界理论工作者都同时认识到，中国 企业首先必须在管理上缩短与国外企业的差距。生产计划与控制作为 企业生产管理的一个主要方面，对于生产企业具有越来越重要的意 义。【1 h 6 1 1 2 生产计划在企业管理中的重要性 企业生产计划是企业生产管理的依据，也是企业生产管理的核心 内容。从目前的几种企业管理系统来看，无论是m r p 、m r p i i ，还是 e r p 系统，都是从生产计划开始运行的，并且都把生产计划作为主线， 可见生产计划对于企业生产管理的重要性程度。 7 1 1 9 1 图1 - lm r p 逻辑流程图 图1 2 m i n i ! 逻辑流程图 1 0 3 企业生产控制目标的转变 决策层 计划层 执行层 过去，个制造企业的竞争能力是由其产品的性能和可靠性决定 的。近年来，短的产品生产周期和可靠地遵守产品交货期对一个企业 第一章绪沦 的成功也具有同样重要的意义。许多企业已经意识到，这种挑战己不 能通过将其产品转移到所谓的低工资国家生产而得到解决。为了提高 产品的竞争力，提高生产管理水平必须作为与产品的更新具有同样重 要性的企业战略目标。 图1 4 过去生产控制目标重点 图i + - 5 现在生严控制目标重点 由于没有关于拖期订单完成比例的可靠数据，许多企业通常认为 他们的完成情况还比较良好，然而实际情况并非如此。德国汉诺威大 学生产系统研究所对一些企业进行了调查，得出了出乎意料的结果， 7 0 以上的任务是推迟完成的。如何提高企业的管理水平，使企业能 够按时交货是目前企业普遍面临的一个问题。 1 4 现行的生产计划和控制模型 现行的生产计划和控制模型，主要针对各企业生产方式的不同分 以下三种模式： ， ( 一) 三级集成计划和控制模型 第一币绪论 一一 马士华教授于1 9 9 5 年提出的三级集成计划与控制模型，把主生 产计划( m p s ) 、物料需求计划( m r p ) 和作业计划三级计划与订单 控制、生产控制和作业控制三级控制系统集成于一体。该模型理论现 今已比较成熟，适合应用于多数的制造业。 ( 二)j i t 计划控制模型 适应准时化生产方式( j u s t i nt i m e ，j i t ) 的j i t 的比率计划( r a t e b a s e dp l a n n i n g ) 模型与上述的三级集成计划和控制模型在生产管理的 思路和方法上，有着明显的差别，三级集成计划控制模型对m r p i i 生产作业计划和控制中指导的是一种“推动式p u s h ”的系统方法， 而j i t 则是一种“拉动式p u l l ”的系统方法。可以说，j i t 计划控制 模型的目标是一种理想的境界，是一种执行策略，侧重于近期甚至当 前。 ( 三)基于供应链管理的a p s 计划模型 该模型是基于供应链管理提出的一个层次计划系统，从企业( 甚 或更广泛的企业网络) 的供应商到企业的客户，对其整个供应链进行 了综合计划，通过定义各种计划问题的选择、目标和约束，使用精确 的或启发式的优化算法，最终达到整个供应链计划最优。其优点在于 它是一个信息可视化的，可以减少计划时间和允许方便应用的优化方 法。 1 4 我国纺织行业现状及闻题 表1 1 纺织服装年产量及出口状况 1 9 9 6 钲1 9 9 7 住1 9 9 8 笠1 9 9 9 盔 年产量( 亿元)6 4 9 8 9 56 6 0 5 5 66 3 9 4 3 46 5 6 8 4 l 出口额( 亿美元)3 4 9 74 3 2 34 0 4 9 4 1 2 7 中国是世界上公认的纺织品和服装产销、出口大国，纺织服装业 是我国最重要的产业之，对国民经济的发展起着重要的影响。1 9 9 9 年，我国纺织服装产量约占国民生产总值的8 2 ，居世界首位，纺 织服装出口额约占我国出口总额的2 1 1 7 ，n 卜t ! t 界出口总额的3 6 ， 居世界第9 位。【i i l t l 2 1 随着经济的发展，国内消费者对服装产品的质量、款式、环保等 方面要求都有所提高。目前，低档服装供大于求，而中、高档服装的 市场空间仍很大。我国服装业产量和出e l 量虽然很大，但与真正的服 装强国尚有很大的差距。从国内消费及出口纺织服装存在的主要问题 可以得到认证，主要问题有：b 3 i 1 4 】【1 5 l 面料技术落后 我国面料的附加值低、技术含量低，面料的生产技术落后。面料 的优劣取决于三个环节的技术含量：原料、织造、印染，其中印染一。 直是制约我国面料技术水平提高的瓶颈，在花色、鲜艳度方面整体水 平差，花色品种及图案设计跟不上国际市场流行趋势，外观实物质量 跟不上市场需求，色差、纬斜、缩水不符合服装面料的要求。 由于面料的档次不高，我国中、高档面料进口百分比很大。据有 关方面统计，1 9 9 7 年以来，我国每年进口面料6 0 - 7 0 亿美元，大约 相当于国有纺织企业销售额的1 3 。纺织业远远滞后于服装业的深层 次矛盾进步显现。1 9 9 8 年底，有关部门就国产面料自给率专项调 查表明：面料自给率内销服装占9 0 ，出口服装占4 5 ，总计占6 7 。 可见我国出口服装中面料进口占5 5 ，这很大程度上制约了我国服装 业的全面、健全地发展。 交货不及时，缺乏快速反应系统 现代纺织工业发展的突出特征之一是企业必须建立快速反应机 制。现代国际、国内纺织服装市场都处于一种买方市场状态之中，纺 织服装产品的销售绝大部分处于即时消费的运行中，加之服装的季= 青 性、时尚性，建立快速反应机制、按期交货对客户来说至关重要，若 交货不及时会引起索赔或退货，更会因此失去信誉而损失以后的订 单。目前，国内订货到交货要6 个月时间，这就限制了我国服装产品 的竞争力。而国外通过m i s 系统、敏捷生产、物流中心、配货中。1 1 , 、等 快速反应机制可以将按期交货缩短至卜3 个月，这对企业及其业务伙 伴获得市场份额提供了有力的保证。 纺织服装业上下游之间关系松散 美国战略管理学家迈克尔波特( m i c h a e lp o r t e r ) 指出企业上 下游之间紧密协作，形成具有共同的价值理念、利润来源的一条龙即 价值链，这样可共享对方企业资源，实现企业效益递增，共同提升市 场价值，最终实现“双赢”和“多赢”，形成综合、可持续发展的竞 争力。当前，国内许多纺织、服装企业还是各自为战，只是供销合同 的关系，严重的地方割据主义仍存在，使国内市场物流、信息流、资 金流的畅通严重受阻。 随着新千年中国加入世界贸易组织( w t o ) ，中国纺织服装业的发 展面临新课题。中国“入世”即意味着将全面加入全球一体化市场， 使国内市场国际化，我国纺织服装业将面临扩大了的国际市场和更激 烈的全球化竞争。 国际纺织贸易体制的新变化，把相对自由的出口良机摆在加入 w t o 后的中国纺织服装面前，同时也预示着我国纺织服装出口将面临 更激烈的竞争。以前，我国的年度出口额是确定的，是无需经过竞争 获得的。但2 0 0 5 年后，中国出口多少纺织服装产品就要取决于我们 纺织服装企业自己的竞争能力，取决于国内各企业之间的竞争，取决 于主要服装出口国之间的竞争。目前我国虽被称为世晃服装出口大 国，但实际上仍处于初级阶段，还不是真正的服装出口强国。 1 6 本课题研究的内容、目标和方法 本课题主要针对纺织企业的实际情况，在对纺织企业进行深入调 查和分析的基础上，综合运用管理、计算机方面的知识，研究适合于 纺织企业使用的生产计划管理系统，主要内容包括以下几个方面： ( 1 ) 一般纺织企业中的生产计划管理 ( 2 ) 纺织动态联盟企业的生产计划管理 系统的总体目标是为企业生产计划部门合理有效安胡 生产计划 提供决策支持。 本课题的研究主要从以下几个方面着手 ( 1 ) 分析纺织企业生产计划的特点 ( 2 ) 建立纺织企业生产计划管理模型 ( 3 ) 开发纺织企业生产计划管理系统 第二章主要技术介绍 2 1 优化问题求解算法 本课题研究的纺织企业生产计划问题中的主生产计划制定为资 源优化分配问题，而最优化问题属于运筹学研究的范畴，它的目标是 找出问题的最优解。求解最优化问题的算法渊源已久，如d a n t z i g 在 1 9 4 9 年提出的单纯形法，g o m o r y 在1 9 5 8 年提出的割平面法，l a n d 和d o i n g 于1 9 6 0 年提出的分枝定界法，b a l a s 于1 9 6 0 年提出的隐枚 举法等。这些方法都被称为精确算法，其优点是总能求得全局最优解， 缺点是计算量偏大，所以它们求解问题的规模较小。这就为启发式算 法的发展提供了可能。启发式算法不以寻求全局最优解为目标，提供 的是近似但快速的方法。启发式算法主要有遗传算法、模拟退火算法 和禁忌搜索算法等。本课题在求解数学模型时主要使用了单纯形法和 遗传算法。 2 1 1 单纯形法 单纯形法主要用来求解线性规划问题。单纯形法的基本思路是： 根据问题的标准，从可行域中某个基可行解( 一个定点) 开始，转换 到另一个基可行解( 顶点) ，并且使目标函数达到最大值时，问题就 得到了最优解。 假设有线性规划问题： m a x z = 叩， 1 = 1 只x ，= b j = l x ，o ，= l 2 ，n 将其转化为： 第二章主要技术介绍 x t + a l , m + l x w 十1 十+ a l n x n = b l x 2 + a 2 , m + l x 。+ l + + ( 1 2 n x n = 6 2 x m + a m , r + t x 。“+ + a m n x h = b ” 三+ c l z i + c 2 x 2 + 一+ c r u x m + c m + l x 十1 + + c n x = 0 x ，0 ，= 1 , 2 ， 单纯形法的解题步骤如下： ( 1 ) 找出初始可行基，确定初始基可行解，建立初始单纯形表。 ( 2 ) 检验各非基变量弓的检验数是盯，= c ，一c 。a 。，若盯，0 ，j i = 1 = 埘+ j m 则己得到最优解，可停止计算，否则进入下一步。 ( 3 ) 在口， 0 ，j = m + l ， ，中，若有某个吼对应x k 的系数列向 量p k 0 ) - - - o 。，确定x t 为换入变量，按臼规则计算 o = m i n f 旦f 吼 0 1 ：蔓 l 廿m，n “ 可确定x ，为换出变量，进入下一步。 ( 5 ) 以口此为主元素进行迭代( 即用高斯消去法或旋转运算) ， 把靴所对应的列向量 p k = 将列中的x f 换为x k ，得到新的单纯形表。重复( 2 ) 一( 5 ) ，直到中 止。( 1 7 1 第二章主要技术介绍 2 1 2 遗传算法的基本思想及其在调度领域的应用 2 1 2 1 遗传算法的基本思想 遗传算法( g e n e t i ca l g o r i t h m ，g a ) 是由美国m i c h i g a n 大学的j hh o l l a n d 和他的学生于7 0 年代发展起来的【1 8 1 。它是一种以自然选 择和遗传理论为基础，将生物进化过程中适者生存规则与同一群染色 体的随机信息变换机制相接合的搜索算法。 遗传算法将问题的解表示为“染色体”，置于问题的“环境”中， 根据适者生存的进化原则，选择适应环境的染色体进行复制，淘汰实 用性差的染色体，并通过交叉和变异两种基因操作，产生更适应环境 的新一代的染色群体，并且经过不断的进化，最终收敛到一个最适应 环境的个体上，即搜索到问题的最优解。由于遗传算法采用随机运算， 对搜索空间无特殊要求，无需求导，具有运算简单，收敛速度快等优 点，因此今年来有很快的发展，并在组合优化、自适应控制、机器学 习等许多领域获得应用1 9 1 【2 。 2 1 2 2 遗传算法的基本步骤 1 ) 编码：遗传算法在搜索之前先将变量编码成个定长的字符 串，这些字符串的不同组合便构成了不同的点。 2 ) 产生初始群体：随机产生n 个初始字符串，每个字符串称为 一个个体，n 个个体构成一个群体。遗传算法以这n 个字符 串作为初始点开始迭代。 3 ) 计算适应性值：适应性函数表明个体对环境的适应能力的强 弱，不同的问题适应性函数的定义不同，对函数优化问题， 一般取目标函数作为适应性函数。 4 ) 选择策略：一个群体中同时有n 个个体存在，这些个体哪个 保留用来繁殖后代，那个被淘汰，是根据它们对环境的适应 能力决定的，适应性强的个体有更多的机会被保留下来。这 一思想是通过选择过程体现的，进行选择的原则是适应性强 第二章主要技术介绍 的个体为下一代贡献一个或多个后代的概率大。选择过程体 现了达尔文适者生存的理论。 5 )交叉：经过自然选择而获得的染色体随机地进行两两配对，将 配对的染色体作为亲本进行基因交换，产生新的染色体作为 子代。 6 )变异：它是随机地改变染色体中的一个或多个基因的位置或值 的过程，它在遗传算法中起着双重作用。一方面，它在群体 中提供和保持多样性以使其它算子可以继续起作用，另一方 面，它本身则可以起到一个搜索算子的作用。 7 ) 停止准则：一种是将某一个固定的最大代数作为停止算法的标 准；另一种把算法运行的时间作为停止准则。 遗传算法的计算过程如下图所示： 图2 1 遗传算法的流程图 2 2 纺织企业生产计划管理系统开发技术 本课题在开发基于w e b 的纺织企业生产计划管理系统时主要工 具选择如下 2 2 j 【2 8 j ： 操作系统：w i n d o w s2 0 0 0a d v a n c e ds e r v e r 开发环境：m i c r o s o f tv i s u a ls t u d i o n e t7 0 开发工具：r a t i o n a lr o s e2 0 0 0 、v i s u a lb a s i c n e t 、m a c r o m e d i a 第二章主要技术介绍 d r e a m w e a v e r4 0 、m i c r o s o f tv i s u a ls o u r c es a f e 等。 数据库：s q l s e r v e r2 0 0 0 ( 一) r a t i o n a lr o s e2 0 0 0 系统分析和设计阶段用到的可视化建模工具。由美国r a t i o n a l 软 件公司开发，支持面向对象的c a s e 用例方法，是目前较为流行的一 种利用u m l ( u n i f i e d m o d e l i n gl a n g u a g e ，统一建模语言) 进行面向 对象的系统分析和设计的软件。其中，在r m i o n a lr o s e2 0 0 0 版本中， 还集中体现了当代软件开发的一个先进思想：即把面向对象的建模与 螺旋上升式的开发过程相结合，支持团队开发，为提高软件开发效率 创造了必要的条件。 ( 二) m i c r o s o f tv i s u a lb a s i c n e t m i c r o s o f tv i s u a lb a s i c n e t 是m i c r o s o f tv i s u a lb a s i c 的后续版 本，它是基于n e t 框架重新设计的，支持x m l 数据，并可以共同使 用设计时数据绑定和断开数据；v b n e t 语言还具有面向对象的特 点，支持实现继承，可以用来创建复杂的下一代w e b 应用系统程序； 此外，由于v b n e t 是基于n e t 框架直接创建的，因此它适用于所 有的w i n d o w s 平台，并能够与其他n e t 语言协同工作。可以说， v b n e t 为建立基于i n t e m e t 分布式计算时代的企业电子商务解决方 案提供了基础构造。 ( 三) s q l s e r v e r2 0 0 0 s o ls e r v e r 2 0 0 0 是微软推出的最新高端数据库产品，它继承了 以往版本的高性能、高可靠性和可扩展性的特点，同时考虑到与 i n t e r n e t 的集成，s o ls e r v e r2 0 0 0 完全支持w e b ，通过使用可扩展标 记语言( x m l ) ，可以实现各个松散耦合系统之间的数据交换，是具有 高可用性和可伸缩性的关系数据库。 第三章纺织企业生产计划管理 第三章纺织企业生产计划管理 本课题研究的纺织企业生产计划管理主要包括一般纺织企业中 的生产计划管理与动态联盟条件下的生产计划管理两个部分，下面就 分别对这两个部分进行分析。 3 1 一般纺织企业中的生产计划管理 企业生产计划是企业生产管理的依据，也是企业生产管理的核心 内容。生产计划工作是以生产预测和生产能力为依据，通过优化决策 来决定企业的生产任务，并从时间上对生产任务做出总体安排，并进 一步编制生产作业计划，对生产任务进行层层分解，落实到车间、班 组，以保证计划任务的实现。本课题研究的纺织企业生产计划管理主 要包括以下几个内容：客户订单交期审核、主生产计划制定、物料需 求计划制定。1 2 9 【3 1 】 3 1 1 概述 3 1 1 1 目前纺织企业生产计划管理 目前的纺织企业一般都由专门的生产计划( 或设备管理) 部门来 制定企业生产计划，其中生产计划主管必须有较高的素质：熟悉产品 结构、工艺流程、企业的生产资源和计划理论知识等。 目前纺织企业制定生产计划的流程是：企业的销售人员与客户联 系客户生产加工订单，在与客户签订正式订单前需要经过生产计划部 门及其它相关部门的审核。只有全部审核通过，才能与客户签订正式 订单。对于正式生效的订单，生产计划部门在月底负责主生产计划的 制定，安排下个月生产，并根据主生产计划来制定物料需求计划。物 料需求计划被传到采购部门，主生产计划则被分发到各生产车间执 行。同时每个车间都有负责生产调度的人员，他的主要任务就是根据 上级的生产计划并结合本车间实际情况负责生产计划的具体调度，如 生产设备的安排、具体生产时问等。 鹅三章纺织企业生产计划管理 目前纺织企业生产计划的主要缺点是工作量大，耗时长，准确度 差，特别是现在客户大批量生产的订单很少，一般情况下都是订单数 目比较多，单个订单的订货数量小，给生产计划人员准确安排生产计 划造成了很大的困难。一般制定一个月的生产计划需要一个很有经验 的计划人员花费约一个星期的时间，即使这样生产中还是经常出现实 际进度与计划进度差别比较大的情况。 3 2 1 3 4 3 1 1 2 基本概念 ( 1 ) 纺织企业生产能力的计算 工业企业的生产能力可以这样来定义：在一定时期内，企业的全 都生产性固定资产，在一定的技术组织条件下，所能生产一定种类和 一定质量产品的最大数量，或者是能够加工处理定原材料的最大数 量。它是反映企业生产可能性的一种指标。它包括4 层意思： 1 企业生产能力是按照直接参与生产的固定资产来计算的； 2 企业生产能力是指一定时期内所能生产的产品数量； 3 企业生产能力是指在一定的技术组织条件下生产产品的能力； 4 企业生产能力用能够生产的最大产量表示。 企业不同，其生产能力一般也是不同的。从管理角度考虑，企业 的生产能力可分为理论生产能力和标定生产能力两种。理论生产能力 是指不考虑设备计划修理、设备故障或其它原因造成的停工等的损失 所达到的生产能力，即生产系统在现有条件下可能达到的最大产出 量。标定生产能力则是按实际出产效率计算的生产能力，它考虑设备 故障、出现废品、返修等生产损失，因此通常比理论生产能力要小。 决定企业生产能力的主要因素一般有以下几个方面： 1 生产中的设备数 机器设备是企业固定资产中的主要组成部分，直接决定着生 产能力的大小。设备数量是指企业在一定时期内所拥有的全部能 用于工业生产的机器设备。 2 设备的有效工作时间 第三章纺织企业生产计划管理 设备的有效工作时间是按照企业现行工作制度并考虑设备修 理停工时间后计算的，其公式为： t = t ( 1 一u ) 其中，卜设备有效工作时间； l 一制度工作时间； 一设备停修率。 3 设备的生产率定额 设备的生产率定额就是单台设备在单位时间内的产量定额。 在设备数量和有效工作时间定的情况下，定额水平对生产能力 的大小起着决定性作用。而设备的生产力定额水平，又受设备性 能、工作速度、产品品种、结构、质量要求、原材料、工艺方法、 工人技术水平、生产组织和劳动组织等一系列因素的影响。 a 、设备组生产能力的核算 在单一品种生产条件下，设备组生产能力的核算可按如下公式计 算： = c t m 或 w = c x t s 其中，旷设备组的生产能力； 产设备组的设备台数； 卜单台设备的有效工作时间； 肛单台设备单位时间的产量定额； 5 一单位产品的台时定额。 在多品种生产条件下，设各组的生产能力的计算则一般采用具有 代表性的产品来核算。这里的代表性产品因企业的不同而不同，对于 纺纱企业般指某细度普通工艺流程下生产的纱线，而对于织造企 业则一般指一定纬密条件下的普通织造产品。例如，在某毛纺企业中， 细纱机的生产能力般用生产普通6 0 s 的毛纱的重量来表示，在计算 第三章纺织企业生产计划管理 其它产品的产量时需要折算成该产品，折算公式如下： q ：= q f e ；e d 式中，醌一该产品的折算产量( 本文为方便起见，凡是提到产量、订 货数量都是指干重) ； 酿一该产品的实际产量； 区一该产品的规格折算系数，对于纺纱企业，它指细度折算系 数，对于织造企业，它代表纬密折算系数； 历一该产品的品种难易系数。 对于纺织企业来说，细纱细度越细，b 越大，产品纬密越高， e 也越大。邑主要根据产品种类来定，例如赛络纺产品、用氨纶的 单纬产品、特浅产品等由于生产难度大，因此难易系数大于1 。一般 来说层、历可根据企业中相应的数据表格查得。对于历来说，当某 产品符合表格中的多条时，其难度系数应为每条相对应的难度系数 的乘积。 b 、纺织企业的生产能力 对于像纺织企业这样的流程型企业来说，其生产能力一般用各工 序生产能力的最小值来表示，通常该工序也被称为“关键工序”或“瓶 颈工序”，如纺纱企业的细纱工序和织造企业的织造工序。产品在瓶 颈工序上生产时间相对比较长，占用企业资源多，对企业的影响大。 只有提高瓶颈工序的生产能力，才有可能提高企业的总体生产能力。 一般来讲，同一个纺织企业中可能会存在多种规格细纱机或织 机，这时企业平均每天的生产能力可用如下公式表示： hn w = w ，= c t t u t f f i l t = l 其中，”为企业中关键工序设备种类数，c 为第i ( i = 1 , 2 n ) 种设备的数量，m 为每台第f 种设备平均每天的折算产量( 该产量已 经考虑到设备的故障停车、有效生产时间等因素) 。 第三章纺织企业生产计划管理 ( 2 ) 对客户订单的分析 纺织企业的主生产计划是根据客户订单来制定的，因此在企业安 排生产计划前，首先必须对客户订单进行分析。 一般来说，客户订单中包括了客户对产品几乎所有的要求，如产 品名称、价格、交货方式等，而对于生产计划部门来讲，最重要的内 容有以下几个方面： 1 产品名称，有些订单可能为产品的小样。这些产品中，有些产 品的工艺为企业已有，还有一些产品的工艺是企业没有的，在制 定主生产计划时，要为这些产品预留试样产品的生产时间。 2 产品详细规格要求 3 产品订货数量 4 产品交货期 根据订单中的这些内容，生产计划部门可以确定生产该订单所需 产品折算数量、交货日期、订单的重要性程度等主要的生产计划指标， 而这些指标是企业在制定主生产计划时需要首先考虑的最主要的因 素。 a 、订单的权重 订单的权重不是订单中的某项内容，我们可以将其看作是企业加 给订单的一个属性，它主要代表了该订单对于企业的重要性程度，即 量化的重要性程度。在安排生产计划时，优先考虑生产权重比较大的 订单。订单的权重主要由以下几个方面决定： ( 1 ) 客户客户重要性程度越高，订单的权重越大。 ( 2 ) 产品订单的产品越高档，价格越高，客户对产品的质量要求 越高，则该订单的权重越大。 ( 3 ) 数量在其它因素都相同的情况下，一般订单的订货数量越 大，其权重也越大。 b 、生产任务的大小( 即订单的折算订货数量或标准订货数量) 在进行订单的交期评审( 见下文) 或安排主生产计划时，为方便 起见，可以将订单的订货数量折算成标准订货数量( 折算订货数量) 。 第三章纺织企业生产计划管理 折算公式如下： g - - x e s x e d 式中， q 。一该产品的标准订货数量( 折算订货数量) ； 研该产品的实际订货数量； 凰该产品的规格折算系数，对于纺纱企业，它指细度折算系 数，对于织造企业，它代表纬密折算系数； e d 一该产品的品种难易系数。 在下文中，若提到订单的订货数量，如没有特殊说明的，一般就 指该订单的折算订货数量( 标准订货数量) 。 c 、订单的交货期 订单的交货期可能为一个确定的日期，也可能为某个时间段， 前者我们称之为交货期，而后者我们称为交货期窗口或模糊交货期。 在本课题中，只考虑交货期下的生产计划问题。 3 1 2 客户订单的交期审核 一般来说，纺织企业由专门的业务员来负责联系客户及业务。当 客户需要某种产品时可与业务员商讨相关事宜，如产品名称、规格、 订货数量、交货日期、价格、质量要求等，然后业务员会将客户要求 通过电话、传真、e m a i l 等方式发回公司。这时公司相关部门要对该 订单进行审核，以确定是否应该接收该订单及是否有能力接收该订 单。这些审核主要包括能力审核( 企业是否有能力生产客户要求的产 品) 、交期审核( 企业能否在客户要求的交货期内完成生产1 、财务审核 ( 生产该订单是否能带来利益，包括短期利益和长期利益) 、质量审核 ( 根据以往的经验判断本企业所生产的该产品质量是否能够满足客户 的要求) 等。公司在进行综合权衡后确定是否跟客户签订合同。这里 涉及到计划部门的审核主要是交期审核。目前纺织企业交期审核主要 包括两个步骤：交期可行性分析与确定可行交期，其流程如图所示。 第三章纺织企业生产汁划管理 s a l e s a i 数玺：薹罗、 可行性或交期 优先级 。”。 交期评审 j ” 订单确认 图3 - 1 现行纺织企业订单交期评审流程 目前纺织企业的订单交期可行性分析一般都是根据企业一个月 的生产能力、该月已有订单的订货数量、新订单的订货数量来判断。 如果已有订货数量与新订单订货数量之和不超过企业一个月的生产 能力，则该订单交期可行，否则该订单不能接受，需要寻找其它途径 ( 如外包加工) 解决，也可以通过业务员向客户提供反馈信息( 如不 能接收该订单或者提供一个可行交货期) ，以确定客户能够允许适当 推迟交货期。目前这种交期审核方法的主要缺点是准确度差，在订单 审核的过程中没有考虑每个订单产品难度的问题，所以经常发生预计 能按时交货的订单最后不能按时交货，需要业务员跟客户要求推迟交 货期的情况，有时这不仅会给企业造成经济上的损失，而且会降低企 业的信誉度，严重时可能导致失去一些重要的客户。 本论文针对以上情况，对纺织企业订单交期审核进行了一定的改 进，具体描述如下。 3 1 2 1 交期可行性分析 解决上述交期审核不准确问题的方法是将企业的生产能力、客户 的订货数量都转化为折算值( 标准值) ，然后判断加入新订单后该新订 单及已有的所有订单是否仍能按时交货，如果结果为“是”，则说明 该订单可以按时交货，同时也没有因为它的加入而导致现有订单不能 按时交货，则通过交期审核；如果该订单不能按时交货或由于加入该 订单导致其它现有订单不能按时交货，则不能通过交期审核。经过修 第三章纺织企业生产计划管理 改后的订单交期审核的流程图如图所示。 企亚折算 一 。 鬻嚷茅 可行硅或交期 生f 鞠! 力一乙 交期评审 “。 碍稃妥猾f 一一圭兰 图3 - 2 改进后的订单交期审核流程 对订单交期审核可以建立数学模型如下： 设目前有，z 个订单( 假设这些订单都能按时交货) ，第j ( i = ，z 胛) 个订单的折算订货数量为尸：，交货期为正，不妨假设 o = 乃 乃 = t 2 可( 否则待审核订单肯定不能按时交货) 。 若氕 f = 孔一，( 七= d ，j ，n j ) ，即待审核订单的交货期在现有订 单最晚交货期之前，则一定存在m ，使l = 冰死小( d = t ，则待审核订单能够按时交货。 b ) 若死 = t - f o ) 。对调度s ，用，例表示目标函数，一一 般的提前拖期调度的目标函数定义如下：。“ f ( s ) = m i ej + $ j 、 提前拖期调度问题与任务的交货期和加工时间密切相关。根据 交货期可以把提前拖期调度问题分为两类： ( 1 ) 交货期( d u ed a t e ) 下的提前拖期调度问题：交货期是一 个时间点，早于或晚于该时间点交货都要受到惩罚。 j - 惩罚 图3 - 5 交货期下的提前拖期惩罚 ( 2 ) 交货期窗口( d u ew i n d o w ) 下的提前拖期调度问题：交货 期是个时间段，在该时间段内交货都不会受到惩罚。 + d一 岛 + + 勺 一d8 艺芦 例f 或 j。惩罚 d ed t d e 一最早交货期 d t 一最晚交货期 图3 - 6 交货期窗口下的提前拖期惩罚 3 1 3 3 纺织企业主生产计划 纺织企业的生产调度模型与上述一般企业生产计划调度模型是 有所区别的，这是因为纺织企业的生产计划调度具有它自身的特点： 1 、纺织企业的生产与般的合成型制造企业不同，一般的制造 企业生产时一台设备上制造或加工的零件数都是一个整数，也就是离 散量，而不论是纺纱企业还是织造企业，其关键工序的生产设备所能 生产产品的数量都可以为连续量。 2 、纺织企业生产的另一个特点是一台设备在生产完一种产品后， 在开始生产下个产品之前，需要对生产线进行一定的调整，而这种 调整有时需要付出很大的人力和精力，即使是采用目前世界先进的生 产设备这种付出般也是不能避免的，如在织造企业中的织造工序在 更新品种时需要对新品种进行穿棕穿筘等工作，因此，企业在安排生 产时，如果为了赶时间进度而将很小的订单安排在很多设备上同时生 产，这对企业来说是很不合理的。 3 、纺织企业生产设备的生产能力不是固定不变的，它会根据生 产设备的速度、挡车工操作的熟练程度、车间环境、半成品的质量控 制等因素的变化而有所不同，而这些因素在安排生产计划时是无法进 行准确预测的。因此，在计划的实际实施过程中，肯定会出现实际与 计划不符合的情况。在本文讨论时，假设是在比较理想的情况下，即 这些因素的影响都处于l t 较平均的水平。 第三章纺织企业生产计划管理 订单列表 t 选择特捧订单计划时何窗口 一 j 计算生产能力 持蟀品种列袁 一 一一t 一 各阶段生产能力