基于Plant Simulation的产品投产与调度集成的仿真研究文献综述
2020-04-15 09:38:13
1.1研究背景
近年来,伴随着客户个性化的需求增多及经济形势变化,逼迫着中小企业放弃传统的少品种大批量的按库存生产(Make-to-Stock,MTS)的方式,从而转向按订单生产(Make-to-Order,MTO)的方式。企业生产组织方式面临着随机动态性不断增强的环境风险,同时由于我国大部分制造企业核心技术没有较高的水平,同类型产品的生产企业较多,产业集群现象严重。在这样一个竞争激烈的市场下,企业只能通过较低的价格及短交货期来争取订单,但是由于缺乏有效的订单投放与排程方法、难以选择车间工作中调度的较优安排,即使企业取得订单,也经常难以按时交货。在这种情况下,如何合理安排订单投放及车间调度,从而缩短生产周期、降低生产成本、增加企业接受订单能力并提高企业竞争力成为目前企业最为关心的问题。
1.2目的及意义
在面对竞争日益激烈的市场环境,合理的安排订单投放及车间调度,严格地按质按量按期交货,提高接受订单、完成订单的能力,已成为企业赢得客户订单的重要条件。订单投放的控制是所有按订单生产的企业(Make-to-order,MTO)生产计划控制的核心,目标在于降低在制品库存,最小化车间通过时间,缩短交货提前期,降低库存成本,提高生产柔性,提升交货期的表现。在企业生产管理过程中,车间调度是其中的重要活动,生产任务的顺利进行依赖于合理的车间调度。车间调度中派工法则的选取对于车间作业也有着巨大的影响。
本次研究,主要考虑几种不同的订单投放策略与车间派工法则的组合控制,观察各个组合在不同的目标函数下的表现情况,诸如车间生产时间、总生产时间、平均加工时长、提前完工时间、延迟完工时间等。最终采用规划总成本进行比较,从而选择更加经济有效的投放策略及派工法则组合,以保证企业的竞争力,以在激烈竞争的市场中抢得先机。
1.3国内外研究现状
为了满足企业生存需要,我们应尽可能地满足订单完成的要求,所以在订单投放中,我们是根据生产提前期及交货期倒推计算投放日期,即根据承诺交货期确定“预计投放时间”,从而安排投放以保证交货期前完成生产的。对于此,国内外学者对于订单投放时间、投放方式的选择也做了方法的讲解和重大研究。关于现有订单投放的基本原理,Bergamaschi对其进行描述后,考虑了8个主要维度并对其进行了总给[1]。对于订单投放机制(Order release mechanism),Hans Corsten[2]等将其分为负荷驱动(load limited)和时间驱动(time phased)两类。
同时,通过Shimoyashiro(1984)[3]等用仿真方法研究 job shop 的生产,我们可以得知生产提前期的准确性依赖于稳定的负荷,那么负荷的稳定及其计算方式也是十分关键的,国内外研究学者对于负荷的计算有Bechte的概率统计方法的计算、Hendry 和 Kingsman的集成统计方法的计算以及Tatsiopoulos 的车间统计方法的计算等。
订单投放时间的确定,大多数情况下是基于负荷控制来进行研究的。宋莉波,徐学军[4]等研究负荷控制理论下使用内生(internal)交货期的估算方法,考虑系统内各层次负荷,及订单过程数据来推算计划投放时间(Planned Release Date,PRD)。严浩云[5]等考虑负荷控制技术对订单进程的影响,使用基于能力计划的方法来确定订单的交货期,根据到达订单的加工负荷以及生产系统的生产能力(未考虑系统的实时生产状态和负荷情况),确定订单的可能投放时间。
车间调度,是企业生产管理过程中的重要活动,生产任务能否顺利进行并完成都需依靠合理的车间调度来保证。它研究的是如何利用车间现有的资源进行配置,合理安排加工过程,减少加工准备、等待时间,从而缩短总加工时间,提高设备利用率,降低生产成本。合理的车间调度可以保证作业计划顺利实施,平衡生产加工过程,降低库存,减少资金占用等。