基于阈值控制策略的若干生产问题的研究

【摘要】：由于国内外市场竞争加剧,科学技术迅速发展,产品更新换代速度加快以及人们对产品多样化需求的增加,使得生产制造业向多品种、小批量生产方式发展。生产模式从MTS向MTO乃至ETO演变的趋势已经不可阻挡,相应的生产模式的转变必然要求其生产调度及控制策略具有更强的柔性,能够及时动态的解体或重构,处理多变的市场需求对生产带来的影响。然而,生产的不确定性、各种随机因素的干扰、不完善的数学理论、模型以及有限的求解技术等等都是阻碍此问题得以解决的困难之一。阈值控制策略则因为其结构简单易行而受到广泛的重视。本文基于阈值控制策略,研究了现代化生产中所面临的一些特殊或者一般的生产现象,主要探讨了在需求不确定情况下,如何制订柔性的控制策略以及对相关生产线进行设计分析。 本文的主要研究如下: 1、介绍了本文的研究背景和若干基本概念,按照不同的研究模型、发展阶段,回顾和总结了阈值控制策略的发展情况,指出了其存在的问题并对可能的发展方向做了展望。 2、针对任务重叠的工业背景,分析问题的难点,建立了一个目标函数为最短加工时间的动态规划模型,研究了相关特性,提出了一个启发式的渐进最优调度策略并对其渐进最优性进行了证明。在阈值控制策略的基础上,采用递阶的思想,考虑具有setup损失的,由不可靠单设备组成的生产系统的多产品调度问题,提出了一个启发式滚动优化的调度算法,为研究多设备的同类问题打下基础。 3、研究了在需求不确定环境中生产系统的生产和矫正维修的控制决策问题。分析了相应的Bellman方程以及价值函数,借助引入一个说明需求不确定问题的需求阀,对相应的生产和维修问题提出了一个近似最优的复合双层阈值的控制策略,以取代难以求解的最优单阈值控制策略。给出了相应阈值的计算方法。考虑生产、矫正维修、需求三者之间的关系,建议了一种近似最优的单阈值控制策略以及阈值求取方法,并利用仿真研究说明了这两种策略各自的应用环境。 4、针对订单式的需求环境,提出了阈值控制策略中最优阈值的直接求取方法与流率化处理的方法,研究了具有不确定需求层的不可靠生产系统的一个一般性的生产控制决策问题。需求率可能小于也可能大于系