[01819590]不确定环境下基于弹性资源约束的作业车间动态调度研究

1、课题来源与背景： 随着社会化生产的进一步细化、先进制造模式的实施、市场竞争的日益加剧,生产环境的变化成为普遍的、持续的、常规的现象,呈现多样化、动态化、复杂化的特性。特别是在实际生产过程中伴随存在各种各样的不确定因素使得调度更加困难。比如：每一道生产工序中产品的处理量、处理时间、设备的清洗时间、原材料或在制品的装载时间、传输时间、在制品存储单元的存储量、在制品的稳定存放时间等,生产中原材料或能源的暂时短缺,都可能具有不确定性;对于一些新型产品,只能通过对以往曾经加工的类似产品的加工时间的分析,将产品的加工时间估计为在一定区间内变化的模糊变量;此外,生产过程中往往会发生一些事先无法预料的不确定事件,如生产设备的损坏、设备在生产的时候体现的不稳定性和不均衡性、客户对各种产品的需求量随着市场波动性、交货期更改、仪器仪表的故障、操作工的失误等。这些不确定的因素使传统的调度技术显得力不从心,无法实现多目标、多约束、多资源的调度,无法对生产系统中的实时动态变化做出迅速而有效的反应。这种现状不断地激励着国内外学者探寻新的生产车间调度策略和优化算法,以提高企业生产调度的科学性和车间运作的信息化水平,能够快速响应市场和加工过程的动态变化,并对其做出相应的调整,从而满足制造企业复杂生产过程控制的需求。 2、研究目的与意义： 作业车间动态调度需要协调分布在多工作站点的人力、设备和产品资源,其调度过程是运行在不确定性环境下的一个多约束、多目标、复杂的系统,存在较强的突变性和不确定性。因此,对这样一个复杂的系统进行不确定性因素建模及基于弹性资源约束的调度研究有重要的理论意义和工程价值。 作业车间动态系统数据规模庞大,构成系统的元素种类和数量繁多,系统跨越的时间和空间范围大,注重生产过程的整体性和连续性,错综复杂的关系及整体性和连续性的约束使得动态调度研究呈现出显著的复杂性;因此难以通过构建一个稳定的基准调度计划来吸收生产过程中出现的不确定性。这些问题制约了不确定 性环境下基于弹性资源约束的作业车间动态调度的进一步发展与应用。因此,建立量化不确定性因素的数学模型,并在此基础上,建立基于弹性资源约束的作业车间动态调度数学模型与基于不确定性因素跃迁及资源约束弹性容量变化对调度效果的作用机制是当前亟待解决的关键问题。 3、主要论点与论据： 本项目提出不确定性环境下基于弹性资源约束的作业车间动态调度研究,是在大量的文献调查和前期研究的基础上,对多学科理论和技术进行综合创新而提出的,具有充分的理论依据。当前较为成熟的运筹学、系统工程理论、系统动力学理论、制造系统工程大量案例研究,均可为技术方案的实现提供重要保障。 4、创见与创新： （1）建立不确定性环境下基于弹性资源约束的作业车间调度调控机制; （2）建立多诱发因素对作业车间动态调度效果的作用机制及量化分析方法。 5、社会经济效益,存在的问题： 通过对不确定环境下基于弹性资源约束的车间调度的研究,有助于开发面向应用的生产调度系统,使我国的制造企业通过采用满足特定情境的生产调度管控工具,发挥企业在资源整合方面的巨大潜力,最终达到提高企业核心竞争力的目的。 研究成果已经被几个企业实际应用,并取得了很好的应用效果,但更大范围的应用推广尚需时日。 6、历年获奖情况：无。