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《广东工业大学》 2015年
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订单生产式企业作业系统建模与优化

谢祥添  
【摘要】:我国生产企业普遍采用订单生产。订单生产式企业虽然可以较好地满足多样化和个性化的需求,但是却要直面需求变化的冲击,使之面临产品质量不稳定、延期交货频繁、产能难以有效利用等问题。因此,本文以我国订单生产式企业为研究对象,研究它的系统建模与优化,这包括生产系统建模、生产批量优化、产能优化、以及承诺交货时间和产能优化。具体内容如下:(1)订单生产系统建模研究。考虑订单生产系统为随机离散事件系统。①采用广义随机Petri-Net建立了订单生产系统模型,并利用隐退标识法移去及时变迁构建一个简化和等价的马尔可夫链来分析系统的平均生产率和订单平均完成时间。②采用着色Petri-Net建立了订单生产系统模型,在此基础上构建监视器函数来分析系统的现状和系统性能指标之间的关系。(2)订单生产生产批量优化研究。①建立了产出合格率分别服从均匀分布和正态分布的投产批量模型,通过模型的求解得到了最优投产批量。②建立了生产商和销售商二级供应链投产批量模型,通过模型的求解得到了最优投产批量,该最优投产批量既可使得销售商的期望销售损失最小,又可使得生产商的期望投产费用最小。③建立了不确定需求和产出的生产批量模型,通过模型的分析证明了该模型的目标函数是凹的,并通过模型的求解得到了最优生产批量满足的等式。④建立了含外包协作生产的生产批量模型,通过采用遗传算法求解得到了近似最优的生产批量和外包生产量。(3)订单生产产能优化研究。首先,建立了单阶段单产品产能模型,通过模型的求解得到了最优产能,该最优产能是需求随机分布函数关于缺货单位成本、产能维持单位成本、产能投入单位成本和产能时间折现率的反函数。其次,建立了单阶段多产品产能模型,通过模型的求解得到了最优产能满足的等式。最后,建立了多阶段产品生命周期产能模型,通过模型的分析证明了产品生命周期产能决策有产能扩张,产能维持和产能收缩三个阶段,并通过模型的求解得到了对应各阶段的最优产能。(4)承诺交货时间和产能优化研究。①考虑需求具有交货时间敏感性,结合产品的生产过程,分别建立了M/M/1模型和M/D/1模型。模型的解显示:最优产能扩张与最优承诺交货时间存在着类似于耐克函数的关系;最优产能扩张与最优承诺交货时间受承诺交货时间可靠性的限制。②采用作业成本法分析了产能、需求和承诺交货时间之间的关系,结合产品的生产过程,建立了承诺交货时间和产能模型。通过模型的求解得到了最优承诺交货时间和最优产能。
【学位授予单位】:广东工业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:F273

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