运筹优化(一)生产排程问题简介

举报
CZH_OR 发表于 2020/08/29 17:51:51 2020/08/29
【摘要】 生产排程问题简介: 生产排程问题源于工业生产,具有重要的实际意义和经济价值; 由于实际情况复杂、限制条件多变,相关问题种类繁多; 求解方法和思路众多,以启发式方法为主。

基本概念

定义

企业资源计划 (ERP)是企业的信息中枢,高级计划与排程(APS)作为 ERP 的补充,用于协调物流、开发瓶颈资源和保证交货日期。APS 包括需求和供应计划、运输和生产计划排程等各种供应链计划模块。排程做为其中重要的一环,是对生产过程或制造过程中的工作和工作量进行安排、控制和优化的过程。排程可以用来分配生产原料、生产设备和生产过程。

目的

生成一个详细的生产计划,指明了计划范围内各项产品的生产时间、生产顺序、所需资源等信息,以达到优化指定目标,通常是最短生产时间和最小化成本。

应用场景:

广泛应用于工业生产的各个领域,例如钢铁、汽车、电子、饮料、食品等。

下面是一个饮料工厂的生产流程:从浓缩液制备,再到饮料灌装,最后完成存储。在这一过程中,需要根据原材料数量、浓缩液数量、生产工序、生产时间、设备的启用代价等确定生产计划,使得生产成本和时间尽量减少。


问题分类

根据不同角度可以将生产排程进行分类如下:

产品数量、层级 

-单项产品或者多项产品 

-多项产品之间是否存在父子层级关系

时间  

-离散时间、连续时间模型 

-大批量、小批量

需求  

-静态、动态

-确定性 随机性

-是否必须满足 

-产品可否替代 

-可否延迟交货

-是否存在价格影响 

-是否存在时间窗要求 

产能 资源限制 

-库存、原料、机器

设置成本、设置时间 

-是否存在设置成本、设置时间 

-是否考虑各项产品生产时的前后关系:carry-overssequence-dependentfamily 

交付周期  

-有限、无限 

产能 

-产能不足时,可否加班、分包或延期 

回收再生产、质量问题  

目标要求 

-单目标、多目标


下面是一个考虑容量限制和交付时间的多层级批量生产问题模型。

建模和求解方法

对应于问题类型的不同,可以针对性地采取不同模型进行求解:

而对应的求解方法则可以分为以下几类:

总结 

下面对生产排程问题做一个简要的总结:

一、生产排程问题源于工业生产,具有重要的实际意义和经济价值;

二、由于实际情况复杂、限制条件多变,相关问题种类繁多;

三、求解方法和思路众多,以启发式方法为主。


参考文献

Díaz-Madroñero, Manuel, Josefa Mula, and David Peidro. "A review of discrete-time optimization models for tactical production planning." International Journal of Production Research 52.17 (2014): 5171-5205. 

Ferreira, Deisemara, et al. "Single-stage formulations for synchronised two-stage lot sizing and scheduling in soft drink production." International Journal of Production Economics 136.2 (2012): 255-265. 

Mula, Josefa, et al. "Mathematical programming models for supply chain production and transport planning." European Journal of Operational Research 204.3 (2010): 377-390. 

Buschkühl, Lisbeth, et al. "Dynamic capacitated lot-sizing problems: a classification and review of solution approaches." Or Spectrum 32.2 (2010): 231-261. 

Baciarello, Luca, et al. "Lot sizing heuristics performance." International Journal of Engineering Business Management 5 (2013): 5. 

Helber, Stefan, and Florian Sahling. "A fix-and-optimize approach for the multi-level capacitated lot sizing problem." International Journal of Production Economics 123.2 (2010): 247-256. 

Sahling, Florian, et al. "Solving a multi-level capacitated lot sizing problem with multi-period setup carry-over via a fix-and-optimize heuristic." Computers & Operations Research 36.9 (2009): 2546-2553. 


【版权声明】本文为华为云社区用户原创内容,转载时必须标注文章的来源(华为云社区)、文章链接、文章作者等基本信息, 否则作者和本社区有权追究责任。如果您发现本社区中有涉嫌抄袭的内容,欢迎发送邮件进行举报,并提供相关证据,一经查实,本社区将立刻删除涉嫌侵权内容,举报邮箱: cloudbbs@huaweicloud.com
  • 点赞
  • 收藏
  • 关注作者

评论(0

0/1000
抱歉,系统识别当前为高风险访问,暂不支持该操作

全部回复

上滑加载中

设置昵称

在此一键设置昵称,即可参与社区互动!

*长度不超过10个汉字或20个英文字符,设置后3个月内不可修改。

*长度不超过10个汉字或20个英文字符,设置后3个月内不可修改。