一．论文研究背景与意义

工业4.0正成为未来制造业的发展趋势，而生产计划是制造业管理的核心内容，而传统的生产计划模型中没有质量风险预测、规划和调节功能，因此，难以满足高质量产品生产需求，急需调整以适应国际产品竞争要求。

二、Flowshop型生产线

混合Flowshop问题可描述为：需要加工多个工件，所有工件的加工路线都相同，都需要依次通过几道工序，在所有工序中至少有一个工序存在着多台并行机器，需要解决的问题是确定并行机器的分配情况以及同一台机器上工件的加工排序，目标是最小化最大流程时间。混合Flowshop 问题是一种特殊的Jobshop问题，也是一般Flowshop问题的推广，被称为柔性流水线.。它的特征就是在某些加工工序上具有并行机器，它相当普遍地存在于流程工业中。

流程工业在我国的工业生产中占有极为重要的地位,优化生产调度对增强企业的竞争力、提高企业的经济效益和社会效益具有举足轻重的作用。在实际生产过程中,由于每一道生产工序产品的处理时间、设备清洗时间、原材料或者中间产品的装载时间等,都可能存在不确定性; 对于一些新型产品,又无法确切得到其精确加工时间,只能通过对以往经加工的类似产品的加工时间的分析,结合现场实践经验,将产品的加工时间估计为在一定区间内变化的模糊变量。在这种情况下,必须考虑不确定条件下的调度方案问题,才能满足实际需要,使企业制定的调度方案仍然能适应不确定的环境,保证调度方案最优性。

W. Wiede Jr, G.V. Reklaitis的《Determination of completion times for serial multiproduct processes》一文中对间歇过程生产调度问题进行了分类: UIS无限中间储罐问题, FIS有限中间储罐问题(储罐容量有限) , NIS无中间储罐问题以及ZW零等待问题,并且定义了清晰条件下的对应生产调度规则; Masatoshi Sakawa等首次提出了不确定因素为模糊处理时间的生产调度问题,并定义了两种用于模糊调度问题的模糊运算,用于求解不确定条件下的生产调度。中间储罐作为产品加工单元间的存储设备,能够有效减少加工单元的占用时间,增加其生产加工能力,从而提高流程工业生产柔性。在实际生产过程中,由于各种不确定因素的普遍存在,如某些中间产品的不稳定因素,必须立即输送给下一道工序加工,而有些中间产品只能在一定时间内保持稳定,因此需要考虑到产品在中间储罐中的最大存储时间。针对上述问题,华东理工大学的郑璐与顾幸生研究了实际化工生产过程常见的处理时间不确定,且产品存储时间有限Flow Shop 问题, 建立了基于模糊规划理论的Flow Shop调度模型,并结合改进模拟退火方法进行求解,取得了满意的仿真结果。

三、随机因素分析

1、生产系统中的不确定因素

生产系统主要用资源指标和技术指标来表征。资源指标表示生产系统的可利用资源的状况, 有哪些生产设备和劳动人员、有效的机器小时数、劳动力的工作小时数等;技术指标描述生产系统的具体技术特征, 能够加工哪些零件、生产哪种产品、产品和零件的加工路径、产品和零件在不同工序上所消耗的机器设备和劳动力资源量、机器设备的故障情况等。产品的生产过程是一个十分复杂的过程,涉及到众多的随机因素, 其中最常见的是设备资源量和单位产品的加工时间的随机波动。

1）设备资源量