（计算机应用技术专业论文）基于订单重组的大规模定制生产方法研究.pdf

浙江工业大学硕士学位论文 基于订单重组的大规模定制生产方法研究 摘要 大规模定制生产模式被誉为2 1 世纪企业竞争的新前沿，对个性 化的客户订单实施有效的大规模生产，是成功实施大规模定制生产模 式的关键。目前，各国学者对大规模定制生产方法已经开展了大量的 研究。在分析当前国内外研究现状存在问题的基础之上，提出了基于 订单重组的大规模定制生产方法，对基于订单重组的大规模定制生产 方法的原理、相关概念和关键技术等进行了系统的研究，主要包括如 下几个方面： 提出了基于订单重组的大规模定制生产方法，分析了方法的基本 原理；定义了相关概念，对若干关键技术进行了研究，从订单重 组的角度研究了定制订单的稳定生产问题。 研究了大规模定制订单重组的策略与方法。在零件粒度上对大规 模定制订单进行重新组合，建立了问题的形式化描述模型，对重 组的策略和方法进行了研究，在满足客户定制要求的基础上，实 现了个性订单向批量生产订单的转化。 研究了大规模定制订单动态监测方法，建立了订单监测模型。对 订单进行动态处理，监测订单总批量大小，实时掌控客户订单的 定制情况。 浙江工业大学硕士学位论文 研究了大规模定制批量形成与约束问题，构建了基于优化的阈值 划定模型，建立了订单批量大小的衡量标准，及时驱动大规模定 制生产实践。 以浙江省科技厅项目“面向客户的产品定制设计平台开发研究” 为背景，进行了系统开发实践，证实了文章研究方法的有效性。 关键字：大规模定制生产，订单重组，阈值，动态监测，生产计划 i i 浙江工业大学硕士学位论文 r e s e a r c ho nt h e b a t c hp r o d u c t i o n 匝t h o df o r 【a s sc u s t 0 徂z a t i o n b a s e do no r d e rr e c o m 旧d n g a b s t r a c t 1 1 1 em a s sc u s t o m i z a t i o ni sc a l l e dt h en e wf r o n t i e ri nb u s i n e s s c o m p e t i t i o n s h o wt oc h o o s et h ep r o d u c t i o nm e t h o da n dm e e ti n d i v i d u a l c u s t o m e r sn e e d si st h ek e ye l e m e n tf o rm a s sc u s t o m i z a t i o n c u r r e n t l y ， s c h o l a r sa l lo v e rt h ew o r l dh a v ed e v o t e dt or e s e a r c h i n gb a t c hp r o d u c t i o n m e t h o df o rm a s sc u s t o m i z a t i o n b a s e do ns u m m a r i z i n gt h ec o r r e l a t i v e l i t e r a t u r e sa n da n a l y z i n gt h ep r o b l e m si nc u r r e n tr e s e a r c hs y s t e m a t i c a l l y ， t h eb a t c hp r o d u c t i o nm e t h o df o rm a s sc u s t o m i z a t i o nb a s e do no r d e r r e c o m b i n i n gi sg i v e n ，a n dt h ec o r r e l a t i v ep r i n c i p l e ，c o n c e p ta n dm a i n t e c h n o l o g i e sa r es t u d i e da sf o l l o w s ： f i r s t ，t h ep r o d u c t i o nm e t h o df o rm a s sc u s t o m i z a t i o nb a s e do no r d e r r e c o m b i n i n gi sa d v a n c e d , a n da b o u tw h i c hs o m ec o n c e p t sa n dm a i n t e c h n o l o g i e sa r ed i s c u s s e d t h eb a t c hp r o d u c t i o nm e t h o di sr e s e a r c h e db y t h eo r d e rs i d e s e c o n d ，t h es t r a t e g ya n dm e t h o do fo r d e rr e c o m b i n i n ga r es t u d i e d 1 1 1 浙江工业大学硕士学位论文 o r d e r sa r er e c o m b i n e db yp a r t s ，af o r m a l i z a t i o nm o d e lo ft h ep r o b l e m w a se s t a b l i s h e d b a s e do nm e e t i n gc u s t o m e r s n e e d s ，t h ei n d i v i d u a l o r d e r sa r er e c o m b i n e dt oab a t c ho f m a s sp r o d u c t i o no r d e r s t h i r d ，t h em e t h o do fo r d e rr e a l - t i m em o n i t o r i n gd e s i g n e df o rm a s s c u s t o m i z a t i o ni ss t u d i e d ，a n dam o d e li sd e s i g n e do ni t o r d e r sa r e m o n i t o r e d ，w h i c hm a k et h et o t a lo r d e rv o l u m ec a nb ec o n t r o l l e da ta n y t i m e f o u r t h t h ef o r mc o n d i t i o no fm cp r o d u c t i o nt ob a t c hp r o d u c t i o ni s s t u d i e d am o d e li sd e s i g n e dt oc o m p u t et h es c a l eo ft h eo r d e rv o l u m e ， w h i c hi st h ed r i v e rf o rb a t c hp r o d u c t i o n f i f t h ，a r c h k e c t u r eo ft h eb a t c hp r o d u c t i o nm e t h o dd e c i s i o ns u p p o r t s y s t e mb a s e do no r d e rr e c o m b i n i n gd e s i g nf o rm a s sc u s t o m i z a t i o n ， b p m d s s - - m c0 3 p m d s s - - m ca b b r e v i a t e dr e a r w a r d s ) i sd i s c u s s e da n d b p m d s s m ci se l e m e n t a r i l yr e a l i z e db a s e do nt h ec u s t o m e r s e w e r m o d e e a c hf u n c t i o nm o d u l ei sp r o g r a m m e ds y s t e m a t i c a l l y k e yw o r d s ：m a s sc u s t o m i z a t i o n ，o r d e rr e c o m b i n i n g ，t h r e s h o l dv a l u e ， m o n i t o r ，p r o d u c t i o np l a n 浙江工业大学硕士学位论文 表格列表 表1 1 大规模生产模式与大规模定制模式主要特征对照表 表1 2 大规模生产订单与大规模定制订单主要特征对照表 表3 - 1 目标产品配置及数量表 表3 - 2 订单重组方法评价 表3 - 3 客户订单( 1 ) 表3 - 4 目标产品结构表 表3 - 5 零部件统计表 表3 - 6 零部件统计与冗余统计表( 1 ) 表3 7 零部件统计与冗余统计表( 2 ) 表4 1 订单状态编码 表5 1 客户订单( 2 ) 表5 - 2 阂值分析计算数据 i x ，6 拍 砣砣 弱 弘 ” 甜 铝 锚 浙江工业大学硕士学位论文 图卜1 产品定制图 图形列表 图1 - 2 论文组织结构图 图2 - 1 集装箱装箱示意图 图2 2 常见订单管理示意图 图2 - 3 广义订单管理示意图 图2 - 4 d e l l 公司个人计算机定制界面 图2 - 5 d e l l 公司客户订单界面 图2 - 6 订单管理聚类示意图 图2 7m c 订单重组原理示意图 一1 9 图2 - 8 产品结构上的相似性 图2 - 9 基于订单重组的m c 生产方法关键技术 图4 1 订单动态监测模型 图4 - 2 产品结构树原始数据的网状结构 图4 3 产品结构树的树状结构 图4 4 产品结构树的数据结构图 图4 - 5 零件二维统计图 图5 - 1 定制产品成本估算流程 图6 - 1 烤箱定时器 图6 2 烤箱定时器产品结构图 图6 - 3o r s _ d f 婀体系结构图 图6 4o r s _ d f m c 功能结构总图 图6 - 5o r s _ d f m c 系统界面 图6 - 6 用户管理界面 图6 - 7 零件与设备的对应关系设置界面 图6 - 8 原材料设置界面 图6 - 9 零件生产成本设置界面 图6 1 0 阈值分析界面 图6 - 1 1 订单导入界面 x 6 协 m 托 墟掩d 殂 挖 卯 站 强 剪 铊 锣兜 站 舛 甜鲐 巧 铂 铂 鳃 浙江工业大学硕士学位论文 图6 - 1 2 订单重组界面 图6 - 1 3 基于单纯形法的订单重组界面 图6 一1 4 基于登山法的订单重组界面 图6 - 1 5 基于模糊聚类的订单重组界面 图6 1 6 订单管理界面 图6 - 1 7 客户管理界面 图6 1 8 定制件b o m 管理界面 图6 - 1 9 设备管理界面 图6 2 0 客户订单查询界面 x i 鼹 锣 镑 n 甜 记 配 浙江工业大学硕士学位论文 词汇表 m a s sc u s t o m i z a t i o n ( m c ) ，大规模定制生产模式 m a s sp r o d u c t i o n ( m p ) ，大规模生产模式 f u t u r es h o c k ，未来的冲击 c o d e s i g n ，联合设计者 o r d e rb a t e h i n g ，订单成组 o r d e r sr e l e a s e ，订单释放 d e s i g nf o rm a s sc u s t o m i z a t i o n ( d f m c ) ，面向大规模定制的产品开发设计技术 m a n u f a c t u r i n gt e c h n o l o g i e sf o rm c ( m f m c ) 。面向大规模定制的制造技术 m a n a g e m e n tm e t h o d sf o rm c ( m m f m c ) ，面向大规模定制的管理技术 i n f o r m a t i o nt e c h n o l o g i e sf o rm c ( i t f m c ) ，面向大规模定制的信息技术 b i l l so f m a t e r i a l ( b o m ) ，物料清单 o r d e rl i n e ，订单序列 m a n u f a c t u r i n gr e s o u r c ep l a n n i n gi i ( m r p h ) ，制造资源计划 c o m p u t e ri n t e g r a t e dm a n u f a c t u r i n gs y s t e m ( c i m s ) ，计算机集成制造系统 i n t e m e t i n t r a n e t ，互联网，内联网 p o s t p o n e dm a n u f a c t u r i n g ，延迟制造 c o m p u t e r a i d e dd e s i g n ( c a d ) ，计算机辅助设计 s i m p l e xm e t h o d ，单纯形法 g a u s s i a ne l i m i n a t i o n ，高斯消元法 b r a n c ha n db o u n dm e t h o d ，分支定界法 浙江工业大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行 研究工作所取得的研究成果。除文中已经加以标注引用的内容外，本论 文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不含为获得 浙江工业大学或其它教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研 究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人承担 本声明的法律责任。 储魏哆申够 嗍诽脚加 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意 学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论 文被查阅和借阅。本人授权浙江工业大学可以将本学位论文的全部或部 分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手 段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 1 、保密口，在年解密后适用本授权书。 2 、不保密口。 ( 请在以上相应方框内打叶) 作者签名： 导师签名： 日期：。泸 o ) = o k ，确定为换入变量，按口规则计算 p b 。 o ) = b _ l 可确定葺为换出变量。转入下一步。 ( 5 ) 以为主元素进行迭代( o a u s s i a ne l i m i n a t i o n ) 【4 n ，把所对应的列 向量进行变换： p t = q a 2 小，a 驴，口m y 寸( o ，o ，l ，o ) r 第冽个 将x 。列中的换为h ，得到新的单纯行表。重复( 2 ) ( 5 ) ，直到终止。 ( 6 ) 若最优解x 是整数解算法结束，否则利用分支定界法继续求解。此时， x 是f g ) 的上界记作牙，任意可行解是，g ) 的下界记作墨，对可行域进行分支， 逐步增加墨减小叉直到求得最优整数解。 3 3 2 基于登山法的重组方法 登山法是从对问题的某一初始推测或初始解出发，一步一步地“攀登”给定 的目标。每一步选择都是为了能构成问题的一个可行解，同时目标函数的值增加 最快或增加最少，从而尽可能快的去逼近更好的解。当达到某一步，不能再继续 攀登时，算法便终止。这时就得到问题的一个解。用登山法求得的解不一定是最 浙江工业大学硕士学位论文 佳的，但优点在于算法效率较高。即每次选择零部件利用个数最多的目标产品进 行重组，直到零部件不能再组成任何目标产品为止【4 2 1 。然后分别统计重组得到 的各目标产品数量，把剩余的零部件列入同一表中，具体算法如下： 设p ( w 是零件集合， n = 1 ，2 ，以 为目标产品集合，函数 r e c o m b i n e ( p ，a 以) 表示用零件集，n 一组成目标产品只的最大数量。用数组口【】 依次存放重组得到的目标产品数量，并建立临时变量t m p 记录当前产品数量值。 b 科表示产品零件数量集合。实现步骤： 第0 步：令j = 0 ： 第1 步：令t m p = 0 ，i = 1 ，+ 十； r e c o m b i n e ( p j ，p a r t ) ，t r a p = r e c o n b m e ( p t ，p a r t ) 第f 步：r e c o m b i n e ( p f ，p a r t ) ， 矿( r e c o m b i n e ( p j ，p a r t ) t r a p ) ： t m p = r e c o m b i n e ( p j ，p a r t ) ，f + + ； e l s ef + + 2 第厅步：r e c o m b i n e ( p ，p a r t ) ，矿( r c c o m b i n e ( p 。，p a r t ) t r a p ) t m p = r e c o m b i n e ( p ，p a r t ) ： i f ( t r a p o ) ：a b = t m p ，胁= 腑一伽 ，g o t o 第1 步； e l s e ：e n d 。 最终数组d 】就是所求的目标产品数量集合，户口r f 就是重组后的零件冗余集 合。 3 3 3 基于模糊聚类的重组方法 设m = l ，2 ，搠 为参与订单重组的产品集合，= l ，2 ，拜 为目标产品 浙江工业大学硕士学位论文 集合，口口o m ，e r ) 为产品f 与，的相关系数，用绝对值距离【4 3 】表示： f 嘞= 彬一8 = 帆一卧 t 。l 式中f 表示参与重组的零部件品种数；k 、一是，维向量，表示产品与零部件的 对应关系： k = o 1 u 2 ，v t ) ，匕= ( 9 ，v 。) ； 1 1( 产品i ( - ，) 包含第k 号零部件) v l ky ”p2 1 0( 产品f ( ，) 不包含第七号零部件) 口。越小表示两者的关系越紧密，产品结构越相似；曼2 a f 越大表示两者的关系 越远，产品结构差异越大。由组成产品相关矩阵厶采用极值公式删对数 据进行标准化处理得矩阵以。，使得嘞落于【o ，l 】区间内： 口一2 瓦a 9 i - a u i ； 4 嘣=