《復雜生產環境下流程工業生產調度優化方法》以復雜生產環境下的流程工業生產調度為研究背景,介紹流程工業生產過程的特點以及相關的生產調度方法。針對流程工業中常見的置換流水車間和柔性流水車間,在考慮實際生產中不確定事件的基礎上,系統地討論生產調度的建模方法和相應的數學規劃模型。對于復雜生產環境下的置換流水車間調度問題和柔性流水車間調度問題,《復雜生產環境下流程工業生產調度優化方法》分別介紹基于仿真的優化方法和分群調度方法,并通過仿真算例對以上兩種調度方法的有效性進行驗證。
《復雜生產環境下流程工業生產調度優化方法》可作為管理科學與工程專業的研究生教材和課外讀物,也可供從事生產調度研究的教師和工程技術人員參考。
流程工業在工業生產中占有十分重要的地位,它涵蓋了石油、化工、電力、冶金、制藥、建材、造紙等在國民經濟中占有重要經濟地位的行業。進入21世紀以來,隨著經濟全球化和信息全球化步伐的日益加快,流程工業面臨著更加開放和激烈的競爭環境。我國的流程工業普遍存在著能耗大、自動化水平低、信息集成度低、調度決策能力差、管理水平低、綜合競爭力弱等缺陷,與發達國家相比差距很大,這使得我國的流程工業企業在國際競爭中面臨著嚴峻的考驗。
生產調度是流程工業企業生產管理的核心和關鍵技術。它圍繞企業的生產經營目標,對生產活動進行有效組織和協調,及時應對生產中的各種問題,維持整個生產經營活動正常、有序、高效地運行。流程工業企業的生產一般是連續或批處理過程,具有復雜性、不確定性、非線性、多目標、多約束、多資源相互協調等特點。因此,合理、有效的生產調度將為流程工業企業帶來顯著的經濟效益和社會效益。
由于調度問題的復雜性及其在流程工業生產中的重要性,流程工業生產調度研究歷來為國內外學者和領域專家所關注。出于簡化系統模型的需要,以往針對該調度問題的多數研究往往只考慮靜態、無干擾環境下的生產調度,而實際生產環境具有復雜多變的動態特性,存在各種各樣的不確定因素,如機器故障(machine breakdown)、工件加工時間不確定、緊急訂單等。這些不確定因素將會導致生產調度方案無法按預定目標正常執行,最終造成生產企業的成本增加和效益下降。為了區別傳統生產調度研究中所假設的靜態生產環境,生產調度領域的學者和專家將不確定、動態的實際生產環境定義為復雜生產環境。不確定因素的存在極大地制約了傳統優化調度理論和方法在實際生產調度中的應用,使得靜態環境下的生產調度研究無法滿足復雜生產環境下生產調度的需要。
作為流水線生產調度問題的簡化模型,置換流水車間調度問題(permutation flowshop scheduling problem,PFSP)和柔性流水車間調度問(flexible flow shopscheduling problem,FFSP)都在流程工業中有著較為廣泛的應用。本書在考慮多種不確定因素的基礎上,將PFSP和FFSP從嚴格限定的理想生產環境拓展到貼近現實的實際生產環境中,為流程工業企業制訂科學的生產調度方案,對控制車間的在制品庫存、縮短產品生產周期、確保產品交貨期、降低生產成本均具有重大的實用價值。
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王愷,2010年畢業于香港大學工業及制造系統工程系,獲哲學博士學位。現為武漢大學經濟與管理學院副教授、碩士生導師,主要研究生產運作與供應鏈管理、醫療服務管理、運籌與仿真優化、智能計算等。
第一篇 基本理論
第1章 緒論
1.1 流程工業的生產調度
1.2 置換流水車間調度問題
1.3 柔性流水車間調度問題
1.4 本書的結構和主要內容
第2章 復雜生產環境下生產調度理論與方法
2.1 復雜生產環境下不確定事件的分類及描述
2.2 復雜生產環境下調度方法的分類
2.3 完全反應式方法
2.4 魯棒式方法
2.5 預測-反應式方法
2.6 完全反應式方法和預測-反應式方法性能比較
2.7 復雜生產環境下的流水車間調度
第二篇 基于仿真優化策略的置換流水車間調度
第3章 基于遺傳算法和分布估計算法的仿真優化策略
3.1 引言
3.2 復雜生產環境下的置換流水車間調度問題
3.3 遺傳算法和分布估計算法的基本理論
3.4 基于仿真的優化方法
3.5 基于遺傳算法和分布估計算法的仿真優化模型
3.6 本章小結
第4章 復雜生產環境下基于仿真優化策略的置換流水車間調度
4.1 引言
4.2 考慮機器故障的置換流水車間仿真優化調度
4.3 考慮加工時間變動的置換流水車間仿真優化調度
4.4 考慮機器故障和加工時間變動的置換流水車間仿真優化調度
4.5 本章小結
第三篇 基于分群策略的柔性流水車間調度
第5章 考慮單一不確定事件的分群調度策略
5.1 引言
5.2 單一不確定事件下柔性流水車間調度問題
5.3 單一不確定事件下基于分群策略的調度框架
5.4 機器群組生成機制
5.5 機器群組調度方法選擇策略
5.6 機器群組調度問題求解方法
5.7 本章小結
第6章 單一不確定事件下基于分群策略的柔性流水車間調度
6.1 引言
6.2 考慮機器故障的柔性流水車間分群調度
6.3 考慮加工時間變動的柔性流水車間分群調度
6.4 本章小結
第7章 考慮多種不確定事件的分群調度策略
7.1 引言
7.2 基于分群策略的調度擴展模型
7.3 調度擴展模型的缺陷
7.4 本章小結
第8章 多種不確定事件下基于分群策略的柔性流水車間調度
8.1 引言
8.2 考慮機器故障和加工時間變動的柔性流水車間分群調度
8.3 本章小結
參考文獻
英文縮寫對照表
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