流水车间调度问题的研究

流水车间调度问题的研究如今，为了满足客户多样化与个性化的需求，多品种、小批量生产己经为一种重要的生产方式。与过去大批量、单一的生产方式相比，多品种、小批量生产可以快速响应市场，满足不同客户的不同需求，因此，受到越来越多的企业管理者的重视。特别是以流水线生产为主要作业方式的企业，企业管理者致力于研究如何使得生产均衡化，以实现生产批次的最小化，这样可以在不同批次生产不同品种的产品。在这种环境下，对于不同批次的产品生产进行合理调度排序就显得十分重要。在传统的生产方式中，企业生产者总是力求通过增加批量来减小设备的转换次数，因此在生产不同种类的产品时，以产品的顺序逐次生产或用多条生产线同时生产。这样，必然会一次大批量生产同一产品，很容易造成库存的积压。在实际生产中如果需要生产A,B,C,D四种产品各100件，各种产品的节拍都是1分钟，如果按照传统的做法，先生产出100件A产品，其次是B，然后是C，最后生产产品D。在这种情况下，这四种产品的总循环时间是400分钟。然而，假设客户要求的循环时间为200分钟(四种产品的需求量为50件)，那么在200分钟的时间内就只能生产出产品A和产品B，因而不能满足客户需求，同时还会过量生产产品A和B，造成库存积压的浪费。这种生产就是非均衡的，如图1所示。比较均衡的生产方式(图2)是:在一条流水线上同时将四种产品混在一起生产，并且确定每种品种一次生产的批量。当然，如果在混合生产时不需要对设备进行转换，那么单件流的生产方式是最好的。然而，在实际生产A,B,C，D四种不同产品时，往往需要对流水线上的某些设备进行工装转换。单件流的生产方式在此难以实现，需要根据换装时间来确定每种产品一次生产的批量。同时，由于现实生产中不同产品在流水线上各台机器的加工时间很难相同，因此，流水线的瓶颈会随着产品组合的不同而发生变化。当同一流水线加工多产品，并且每种产品在各道工序(各台机器)的加工时间差异较大时，瓶颈就会在各道工序中发生变化，如何对各种产品的投产顺序进行优化以协调这些变化的瓶颈是生产管理中一个很重要的问题。图1图2因而对流水线调度问题的研究正是迎合这种多品种、小批量生产方式的需要，我们要讨论得是如何对流水线上生产的不同产品的调度顺序进行优要化。流水车间调度问题一般可以描述为n个工件要在m台机器上加工，每个工件需要经过m道工序，每道工序要求不同的机器，n个工件在m台机器上的加工顺序相同。工件在机器上的加工时间是给定的，设为。问题的目标是确定个工件在每台机器上的最优加工顺序，使最大流程时间达到最小。对该问题常常作如下假设:(1)每个工件在机器上的加工顺序是给定的;(2)每台机器同时只能加工一个工件;(3)一个工件不能同时在不同机器上加工;(4)工序不能预定;(5)工序的准备时间与顺序无关，且包含在加工时间中;(6)工件在每台机器上的加工顺序相同，且是确定的。问题的数学模型：。本文中以4个工件、4台机器流水线调度为例，该流水线由四台机器M1，M2，M3，M4组成，加工顺序分别是M1→M2→M3→M4，各工件在各机器上的加工时间如下表所示。工件J185410J21547J39438J439151.问题的编码方式与初始群体的生成在流水车间调度问题中，最自然的编码方式是用染色体表示工件的顺序：对于有四个工件的生产调度，第个染色体，表示工件的加工顺序为：。遗传算法必须对种群进行操作，所以必须准备一个由若干解组成的初始种群。合适的群体规模对遗传算法的收敛具有重要意义。群体太小难以求得满意的结果，群体太大则计算复杂。根据经验，群体规模一般取10~160。2.确定问题的适应度函数遗传算法对一个个体(解)的好坏用适应度函数值来评价，适应度函数值越大，解的质量越好。适应度函数是遗传算法进化过程的驱动力，也是进行自然选择的唯一标准，它的设计应结合求解问题本身的要求而定。在该调度问题中将最大流程时间的倒数作为适应度函数。令表示k个染色体的最大流程时间，那么适应度值为：3.选择选择操作也称复制操作，是从当前群体中按照一定概率选出优良的个体，使它们有机会作为父代繁殖下一代子孙。判断个体优良与否的准则是各个个体的适应度值。显然这一操作借用了达尔文适者生存的进化原则，即个体适应度越高，其被选择的机会就越多。该方法的基本思想是：各个个体被选中的概率与其适应度函数值大小成正比。设群体大小为n，个体i的适应度为，则个体i被选中遗传到下一代群体的概率为:计算群体中所有个体的适应度函数值(需要解码);利用比例选择算子的公式，计算每个个体被选中遗传到下一代群体的概率；采用模拟赌盘操作(即生成0到1之间的随机数与每个个体遗传到下一代群体的概率进行匹配)来确定各个个体是否遗传到下一代群体中。它是先按个体的选择概率产生一个轮盘，轮盘每个区的角度与个体的选择概率成比例，然后产生一个随机数，它落入轮盘的哪个区域就选择相应的个体交叉。显然，选择概率大的个体被选中的可能性大，获得交叉的机会就大。4.交叉操作交叉操作是对两个染色体操作，组合两者的特性产生新的后代。两个父代在交叉时，可能会产生非法的后代。在该调度问题中，如果用单点交叉算子，就可能出现如[2312]的非法解，在该染色体中，有两个重复的基因2，它们都表示产品，但丢失了产品。因此，采用部分映射交叉算子。在染色体中随机产生两个交叉点，交换两个父染色体交叉点中间的部分，如果生成的子染色体中若有非法的重复部分，用交叉部分对应的基因替换交叉点两侧的基因。在该调度问题中假设有两个染色体父代1和父代2，其部分映射交叉操作如下:后代1'和后代2'，是中间染色体交叉操作中的过渡状态。5.变异操作变异操作是一种基本运算，在染色体上自发地产生随机的变化。该调度问题中的一个染色体为[4123]，对其进行变异，任意交换第1个基因与第3个基因的位置。变异前：[4123]变异后：[2143]6.参数确定种群规模m=50；遗传运算的终止进化代数T=100；交叉概率;变异概率;利用遗传算法得到的产品调度顺序为:J2→J4→J3→J1。即先生产产品J2，然后生产产品J4和产品J3，最后生产产品J1，总的完工时间为40。遗传算法调度得到的产品的调度顺序如下图3。图3从本实例仿真可以看出，利用遗传算法可以有效地解决流水线车间调度问题。

中国企业物流运作现状及发展战略探讨摘要：自从2001年中国加入WTO之后，市场竞争就更加激烈。每个企业为了提高自身的竞争力，努力提高物流水平，降低物流成本。本文将中国物流现状与发达的国家和地区的企业物流运作模式进行对比，提出了中国的企业物流发展战略关键词：企业物流现状；运行模式；发展战略一、中国企业物流的运作现状及弊端

物流战略是很多企业总体战略中必须考虑到的一个重要因素。为了在市场中提升自我竞争了，企业不断在降低物流成本和提高物流水平上下功夫。无论是在国内还是国际市场上，都能够最大程度上的降低成本，同时又不减低服务水平，获得竞争优势。企业物流的管理整体上来说还是处于不完善的阶段，大多停留在纸币时代。比较先进的企业已经配备了电脑，但是依旧没有形成系统的体系和网络。EDL、个人电脑、人工智能、专家系统、通信和扫描等先进的信息技术还未在物流运作中广泛地运用。但是物流是一种新型的管理技术，涉及领域宽广。因此物流管理人员要熟悉掌握企业内物流和因此延伸的整条供应链的管理知识，掌握整个工艺流程，精通物流管理技术。而我国现在十分缺乏具备综合物流知识的管理和技术人才，难以满足企业物流现代化的需求。二、中国企业物流的发展战略1990年以来，在国外，物流已经成为了该国一个重要的经济增长点。但是在中国，物流才刚刚起步。企业之间生产经营，市场运行的各个方面展开竞争。具体体现在技术、人才上包括了物流和供应链。在竞争如此激烈的背景之下，企业进入了一个微利时代，产品的成本和利润变得十分透明。而这用竞争还会不断加深，变得更加激烈，三、发展物流为当务之急

社会的经济环境在不断地发展变化之中，这就要求中小企业从战略发展的高度出发去思考物流的发展问题。在大企业实时物流战略的同时，作为灵活的反应者，中小企业在市场中，也积极采取了行动。希望通过积极的物流战略提升自身的竞争力。信息技术的发展前景大好，经济贸易的高速发展，物流业已经显示出了蓬勃的活力和蕴藏的无限商机，物流服务正逐渐成为中国企业之中最为经济合理的综合服务模式。中国进入WTO的时间还不算长，我国的中小企业应该及时把握住这一机会，在物流市场竞争比较不激烈时加入物流领域，迅速地占领一定的市场份额。但是如果中小企业不作为，等时间再长久一些，将会失去发展物流的优势。

四、从战略角度做物流

现下，我国的许多中小企业还未意识到物流战略以及控制物流成本的重要性。中小企业应当认识到物流战略是提升竞争力的重要手段，并且重视自身物流系统地建设，将物流系统的建设上升到战略高度。事实上，企业物流成本是除了原材料成本之外的最大成本项目。在国外发达国家，它们的物流成本一般控制在10％左右。而我国的现状就不太乐观。我国物流成本一般占总成本30％－40％，鲜活产品占60％左右甚至更多。我们应该看到的是系统完善的物流管理可以节省15％－30％物流成本，很大程度上减少库存和运输成本，对于中小企业来说，技术上和产品质量都比不上大企业。但不得不承认的是，中小企业产品价格更加受消费者青睐，市场需求反应更加灵活迅速。一旦中小企业将物流上升到战略高度，利用先进的物流管理模式，就可以大大的节省产品成本，进一步发挥自身的优势。想要在变幻莫测的市场中屹立不倒。谋求更加长远的发展，中小企业就要把物流放到企业经营管理的战略高度上进行思考。除了考虑要怎样解决仓储运输和商品配送这些物流的基本问题，还要思考怎样把采购、生产和销售过程中的物流活动的有机结合。做到以业务流程为基础，使得物流的一体化。最终达到加强企业的在瞬息万变的市场当中的竞争能力。

我国的中小企业只有突破地域限制、行业的局限，放眼于国内外，才能说真正意义上做好了战略制定，最大限度地把握住了机遇，有效规避风险。具体来的说，就是首先着眼于当前的地域市场的开拓，在获得了本地竞争的优势之后，辐射全国，放眼于全球。

五、重视物流系统的全面改造

发展物流并不是一蹴而就的，它需要一步步地前进。因此中小企业要注重制定详细的物流重组的长期实施计划和发展策略。物流重组需要从物流业务流程、组织机构、企业资源管理系统等方面展开，这样一来才有可能慢慢实现企业物流向供应链管理的“横向一体化”。达到降低生产、库存、运输等环节的成本，最终给客户带来更大的效益，给消费者带去更大的实惠。与此同时，企业的经营者应该打破传统的观念，不再只是局限于投入产出管理问题，如流程再造、压缩成本、加强培训以及有限资源的合理配置问题。企业的经营者应当认识到物流是企业市场营销的基础，从战略高度去思考物流运营成本与市场拓展需要、物流顾客服务的特殊要求之间的动态平衡，做到将物流系统与营销战略有机结合。现代化的物流在国际上又被称为一体化物流、供应链管理、销售链管理等等。不同于传统的物流，现代物流包括了运输、储存、装卸、搬运、包装、流通加工、配送、信息处理、回收等功能。对我国的中小企业来说，发展物流必须重视物流系统的全面改造。以物流供应链思想作为指导，注意对物流管理的强化，积极运用有效策略，全新打造物流的运作与管理体系。

六、从服务角度做物流

在国外，广泛认为物流业归属于服务业。但是现代物流在中国还是新兴产业。它的发展也就紧密伴随着企业经营管理理念而在发展。当代企业政府对物流管理的认识也逐渐提高到了企业和地区的战略理论的高度。当代企业经营管理理念的核心正在从产品制造转向产品销售再转向现代营销和客户服务。并且提出了“一切为客户创造价值”的现代经营理念。人们对于物流的认识早已经从企业自身的“功能性活动”上升为“以满足客户需求为目的”、“努力为客户创造价值，尽力增加顾客让渡价值”的“从供应到消费的运动、储存和配送的计划、执行和控制”的管理过程。消费者的需求不仅仅是商品。以企业的经营和发展的角度来看，物流就等同于服务。服务也是物流的物品之一。它是企业所提供的服务，“服务的实质上也是一种商品”，但是这一点却常常被人们所忽视。七、引进专业物流管理咨询公司中小企业自身的专业力量不足，因此要懂得借助相关的管理顾问公司以及相关研究机构来科学规划企业的物流战略、实施战略和管理体系。要去了解先进物流企业的作以及这样运作的原因所在。在这一过程之中，它们的物流服务理念是如何变化的，怎样做到满足客户需求和市场竞争，企业经营战略相衔接。这有这样，我国的中小企业才有可能成功地进入一个新的市场领域，在现有的市场基础上进一步地替身自身的服务水平，拓展市场份额。许多的企业在管理咨询方面下了许多的功夫，用以探索新管理方式和学习物流技术的运用。中小企想要全面提升企业的物流运作以及管理的水平，更加迅速地构建起一个先进的物流系统以及管理平台，就应当充分利用专业管理顾问公司的优势能力。结语：战略性的规划、投资以及技术开发是最近几年促进物流现代化发展的重要因素。企业亟需解决的不仅仅是仓促运输以及商品配送等最为基本的物流问题，最重要是为了解决怎么样才能在在变化莫测的市场竞争之中谋求生存与发展这一问题。因此企业必须做到将物流放在企业经营管理这一战略高度上去考虑怎样将采购、生产和销售则一系列过程与物流相结合。从而形成以业务流程为基础，形成物流一体化，达到增强企业市场竞争力的目的。物流已然是企业市场营销的基础。作业企业的经理，在物流决策方面应当从战略高度去考虑物流运营成本和市场拓展需要、物流顾客服务的特殊要求之间的动态平衡，仔细思考怎样才能把物流系统与营销战略以及企业的总体战略灵活结合。不再像传统上，只注重如何解决流程再造、压缩成本等投入产出的管理问题以及有限资源的合理配置问题。参考文献【1】孟祥茹

-中国企业物流运作现状及发展战略探讨\o"《山东交通学院学报》"《山东交通学院学报》

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我国第三方物流的发展现状与运作模式探讨\o"《湖南经济管理干部学院学报》"《湖南经济管理干部学院学报》

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2010【4】邵晴

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我国企业物流发展现状及问题与对策研究HYPERLINK"/s?wd=journaluri:(df0448ac544878b4)%20%E3%80%8A%E7%89%A9%E6%B5%81%E5%B7%A5%E7%A8%8B%E4%