CIMg条件下单件小批生产计划的.pdf

1 9 9 8 年 9 月 湖北 汽车工业学 院学 报 第 1 2卷第 3期 J o u r n a l o f Hu b e i Au t o mo t i v e l n d Se pt e m b e r 1 99 8 V0I 1 2 N0 3 8 一 8 9 C I Mg条件下单件小批生产计划 的 编 制方法 及 应 用 7 马玉芳 摘要本文提 出 了一 种 C I MS 条件 下 单件 小 比生 产 企 业鳊制 生产 计划 的一 种 新 的 方 法 并 用 实例 说 明 了其应 用 效果 关键 词C I M S 生 产 计 划 至 法 皇 侄 一 一 一 一 中图法 分 类号T G2 第 一作 者简 介 马玉 芳 女 1 9 6 2年生 1 9 8 3年 大 学毕 业 讲师 1 问题 的描述 单 件 复杂产 品 制造 业生 产计划 的编制是 一个 复 杂 而重要的问题 任我 国 由 于计 算机 应 用于科 学管 理 较晚 人们 制定 计划基本 上是 凭 经验制定的 这样 不 能 有 效地 协调 准备 计划 生 产 计划 作业 计划 不能充分 利 用 能力资源 难以达 到最 优 造 成 制造 周期 长 设备 超 负 荷和 交货 拖期 等问题 严重 影 响企业的竞争 和发 展 所 以 制 定科 学有 效的生产 计划 是十 分有 必要的 下面 以单 仆复杂产品制造 企业 CI MS 重 点 应 用工厂 沈阳鼓 风机 厂为 背景 讲述生产计划 的编制方法 沈 阳鼓风机 厂 生产 的特点是 依据订 货组织 生 产 结构 复杂 制造 周期 长 同种产 品生 产重复机 会小 产品分 5 l 0个大组 部 5 0多 个小组部 一 卜 万个零 件 每个 订货合 同一般为单 件 产 品 每个 产品有一个 交货期 生产计划要确定在1 2 年 内企业 生产 多 少订货 产品 何 时 投入生产 与完工 进行粗 能 力 平衡 交货期足 合 同产 品 的重 要指 标 提 前 完工 因提 前备 料 库存 而带来成 本提 高 拖期 完工 会因损 失用 户信 誉 延 缓 资 金流通 而带 来 罚款 编 制生产计划 的 目的是 对现 有资源能 力 进行粗 能 力 平衡 充分 保证 产 品交货 期 并兼 顾企业 产值 利润 等经 济 指标 生产 计划 与其它 计 划 的关 系如 图 l所 示 2生 产 计 划 分 层 结 构设 计 及优 化 模 型 在 沈鼓 在 一个 计划期 内 订货 产品达 3 0 0多 种 各产品分 5 1 0个大组 部 转子 收稿 日期 1 9 9 8 0 7 0 5 维普资讯 笙 堂笙 塑 呈至 堇 C I M S 条 件下 单 件 小批生产 计 划的编 制方 法及 应用 8 5 二二 二 二 二 二 二 二 二二 l 定子 增速机 等 企 业设备 5 0多种 瓶颈设 备 1 0种左右 生产计划框 图如 图 2所示 现 分 别 说 明 如 下 图 1 生产 计划 与 其他 计 划 关 系 图 2编制 生产 计 划 的框 图 2 1 合 同排 序 合同排序 把工 厂作 为一道 工序 一台设 备 来 考虑 各产 品加工不考虑 客观 空 闲 确定合 同执 行先 后顺序 维普资讯 8 6 湖北 汽车工业学院学报 I 9 9 8年 9月 l 艾合 同 1 的利道时 间为 交货期 为 d i 合 l 司权重为 wi WT为加权拖期 合l 司排 序 是使加 权拖期 最小 即 m in a l 1 对加 权拖期 问题 排序的优 先规 则较 多 其 中 A T C T h e Ap p a r e n t T a r d i n e s s C o s t Ru l e 规则较 有效 规则 如下 分别求 各任务的 A T C值 A T C值 由下式求得 2 一 尸 g ee n 为 任 务 总 数 A TC值 由大Nd 顺序即为任 务 由先到后顺 序 2 2年 合 同 的选 取 排序 后订 货合 同是计划期 后 2 3 年合 同 因能 力约束 不能 在一年 内完成 因此 进 行年 合 同选 择 选择 以排序 后 合 同为 依据 小考虑 空 闲 分 几个 关键工 序 关键设 备 进 行 能 力约束 确定年 生产 合 同 并利 用人机 交互 不 断调整 从而满 足企 业产 值 利 润 指 标 设 Ol O2 O O 表示排 序后 合 同 i 表示处 于第 i 个 位置的合 同 n为合 同总 数 k 1 2 m 为瓶颈关键设 备 取 m l 0 Wi 表示第 i个合 同在设备 k L消耗的 工时 ACk 表示设备 k年 叮用能 力 k 为能 力余量 设 O O2 O 为确定的年选择合 同 S为总数 即从 n个合同 中选前 s 个 s n s 的确定方 法如下 m i n s k 其 中 ma x l k i 2 1 1 3 I A C 一 女 1 2 4 I I 式 4 表 示在设 备 K 能 力约束 下 最 多取 s 个合 同 3 式表示对所 有设 备 K 的 S K 值 取最 小值 为 S 对 O O O 年合 同 进行 年产值 产量 利润 汇总 并人机 交互 断调 整 年选合 同以满足经济指标 3 生 产计划 模型 设在计 划期 内要 生产 n个 合同产 品 产 品 i 的制造 周期为 P 交货期 为 d 山 j 复 杂J 品技 术准备时 间长 J 品 i 最早 允许 开工期为 e 食 业有一瓶颈关键 工序 1 一 序 设 备各 月生产能为AC t l 2 T 设 产品 i任制造周 期内对瓶颈设 备 能力需求 为 w wi p 为 产品对设备月能力需 求强度 任设备有限能力 下 要生产 n个 产品 能 完全保 证 产 品在交货 期交货 会 有提 前生产 拖期 完工的 现 象 提 前生产 因提 前备 料 而增加库存 从 而造 成成本增 D n 拖延交货 会I 夭 I 客户 的损 失 而支付 罚款 产品 i 提 前 维普资讯 第 l 2卷 第 3期 马玉芳 CI MS条件下 单件小批生产计划的编 制方法及应用 8 7 单 位时 间提前的成本增加 为 O 单位时 间拖期罚款为 生 产 计划制 定是在 满足 企 业 生产 能 力条件 下 进 行粗 能 力 平衡 充分保 证 产品 交 货期 确定各合 同产品生产 时 间 投 产期 完工期 从 而使提 前和拖 期罚款最小 设 酏 完 为产 品 i 的提前 拖期 罚款 费用函数 完 为 产 品 i 完工期 月份 为整数 则 f 5 厂 一 P i 7 厂 函数 曲线如图 3 所示 完 取整数 为曲线上的离散点 r t 庑 由此我们可 以得到提 前 拖 期生产 计划优化模型如 下 设 为第 i 个产品枉 第 个 月加工 的时间 单位为 月 m i n 口 一 一 充 1 2 3 20 X e l p 0 仁 1 x 0 一 f l 模 型 中 目标 函数 为追 求提 前 拖期罚款费 用总和 最小 约束 9 表示 产品满 足制 造 时 间周期 约 束 1 0 表 示合 同产品生产要满 足瓶 颈设 备各 月 的能力限 制 约 束 I 表示产品 i 要满 足最 早 开工期 e 的要求 约 束 1 2 表示 产品 i t 完以后 的 L L L 维普资讯 8 8 湖北汽车 工业学 院学报 1 9 9 8年 9月 各月份不再生产 约束 1 3 表示产品 i 只能在 e i 以后的各个月份中排产 t i 完 4 表示在 4月份末完工 t i 投 4 表示在 4月份初投产 则 t i 投 t i 完 1 一制造 周期 对于生 产计划 优 化模型 我们 可 以用 线性规划 和分枝 定界法 对其求 解 具体 的求 解 过程在此从 略 3 实 际 应 用 表 1 沈鼓 1 9 9 0年年度生产计划的原始数据表 F 面 以沈阳鼓 风机 厂1 9 9 0年年 度计 划 的原 始数 据为依据 如表1所 示 设 备各 月能 力依次为 3 2 2 9 4 8 5 2 4 2 4 7 7 6 5 9 7 3 6 3 4 6 3 1 将其代人生 计划 优化 模型 中 用线性规划和分枝定界 法对其求解 即 町得到 t 完 和 X 然后再将 t 完 维普资讯 第 l 2卷第 3期 马玉芳 C MS条件下 单件小批生产计划的编 制方法及应用 8 9 4 5 6 l 1 7 l 2 l l 7 7 ll 6 6 7 7 8 处 于生 6 7 1 1 8 9 3 4 9 l 0 7 产 月份 8 9 l 2 l 0 1 1 l 1 l 2 9 l 0 l 1 l 2 l 3 l 4 l 5 l 6 l 7 1 8 1 9 2 0 3 4 3 4 5 6 5 6 7 8 7 8 9 I o 9 l O 4 4 7 4 6 l1 4 3 6 3 5 9 3 6 3 5 9 1 0 4 5 4 7 4 6 l 1 6 从表1与表 2 中列出的合 同原 始参 数 及生产计划 结果 可 以看 出 大部分合 同产 品 是在 交货 期或 充分接近交货期 交货 的 达 到 了准时生产这 一 目标 日将 及 n代入 生产 计划 优化模型 中的 目标 函数 即 可知道最小罚款 费用 为 6 9 8万 元 从投 产 到 完 工 时 间 间 隔很 小 通过 以上 的实例 我们 已经清 楚地看 到提前 拖期生产计 划方法 有效地缩短 了订货 准备 投 产 完工这 一生产 周期 使 完工 期充分接近 交货 期 且提 前 拖 期 罚款 费用 总 和最小 因 此 可以说 提 前 拖 期 生产计划 方法是 目前CI MS 条件 较 好 的一利 生产 计划 的编 制方法 M et hodS of Pr oduct i on Schedul e f or Job Lot i 1 1 CI M S M a yu f m ng D e p t o f Ma n a g e me n t E n g i n e e r i n g Ab s t r a c t T h i s a r t i d e a t t e mp t s t o ma k e o u