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基于约束理论的瓶颈作业计划与控制方法研究

刘宝翠  
【摘要】: 约束理论(Theory of Constraints,TOC)自20世纪80年代由以色列物理学家Goldratt提出以来,受到了企业与学者们的广泛关注,成为继MRPⅡ与JIT系统之后的又一新的管理模式,并且在很多方面都体现出它的优越性。但由于其算法的保密性,TOC中的瓶颈识别、缓冲设置、批量大小及生产调度等问题一直都是学者们研究的重点。而只有这些问题的解决,才能保证约束理论在现实生产系统中得到充分的利用。 本文首先对TOC与MRPⅡ、JIT三种管理模式进行了对比分析,指出了TOC的优势;详细阐述了TOC的基本思想,包括其指标体系、九项原则、核心步骤及DBR(Drum-Buffer-Rope)生产计划与控制系统。 接着,从系统可靠性的角度出发,分析了生产系统中瓶颈与装配资源前设备的运行状态,在此基础上建立了时间缓冲量的求解模型;以系统总成本最小化为目标,确定了系统中瓶颈与非瓶颈资源上的加工批量与运输批量。 在研究仿真与优化的基础上,提出了基于Arena仿真与禁忌优化算法相结合的思想。该方法首先对生产系统建立仿真模型,通过仿真运行来确定系统的瓶颈,并运用时间缓冲量求解模型计算瓶颈的缓冲时间;利用禁忌搜索算法对结果进行优化,最终确定瓶颈资源上最优的任务加工顺序,并实施DBR生产计划与控制。文章最后用算例验证了该仿真优化方法的可行性。


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