考虑随机返工与紧急插单的可抢占设计项目群调度

鉴于多项目并行以及因随机返工和紧急插单而导致的任务抢占特征,使设计项目群调度问题难以求解,而传统随机动态规划方法因维数灾难只能获得小规模问题的最优策略,为构造面向大规模问题的高效近似方法,提出将原随机调度问题近似分解为各个状态下的确定性调度子问题,从而获得原问题的次优策略。建立了确定性调度子问题的混合整数规划模型,并提出基于元启发式算法和优先规则的求解方法。基于标准测试集PSPLIB设计了多组计算实验,在不同调度环境下验证了所构建模型和算法的有效性。实验结果表明,元启发式算法不但在单项目平均拖期比目标下较最优规则提升了12%以上,而且具有较高的计算效率,能够满足实际决策需求。

具有随机返工且可中断的设计任务调度

随机返工和可中断特征使得设计任务调度问题异常复杂。针对该问题,采用马尔可夫决策过程理论建模,并利用动态规划方法求解使得加权拖期总成本期望最小的最优调度策略。为了应对传统动态规划面临的维数灾,引入多规则组合算法来限制每个状态下的可选行动数量,从而高效获得次优调度策略。实验结果表明,传统动态规划仅能够求解小规模问题,而所提出的多规则组合方法则有效权衡了优化效果和求解效率,更具实用价值。

物料价格随时间波动且考虑返工率的MTO订购决策

对于订单式生产(Make-To-Order,MTO)中小型制造企业,物料供应不及时及生产过程产生的不合格品导致生产返工都是影响交货期的主要因素。因物料订购成本占总生产成本的比重较大,当物料价格不稳定时,订购决策人员须综合考虑物料价格的变化趋势以及返工对交货期的影响程度,从而做出成本最低的订购决策。以订单式生产中小制造企业物料订购及不合格品返工为研究对象,考虑物料为多种、物料价格随时间波动且返工率随机时,从提早或延期交货成本角度进行建模与优化以得到最佳订购日期。针对上述问题,构建了有约束条件的多决策变量非线性优化模型,并采用内点障碍罚函数法求解。研究结论表明,在订单式生产模式下,为使与交货期有关的成本最低,物料订购日期不能太早也不能太晚,存在理想值。

具有一般工期与返工的耦合设计任务评审策略分析

为了有效评价具有一般工期与随机返工的耦合设计任务评审策略,基于相型分布和连续时间马尔可夫链构建了项目完工时间概率分布估算解析模型。分析了两种基于平方变异系数的一般分布近似方法,选择其中一种更高效的方法对任务常规工期和返工工期进行近似,将任务执行相位视为虚拟任务进行项目网络转换;利用连续时间马尔可夫链描述转换网络的执行状态转移过程,并利用相型分布计算项目完工时间概率分布。以一类典型模具设计项目为例进行计算实验,分析多种项目环境参数对评审策略表现的影响,并通过模具设计项目案例分析验证了模型和方法的有效性。

MTO模式下基于随机不合格品返工的计划投产量决策

在订单式生产模式下,客户下单后明确提出产成品关于原材料、质量、数量及交货期等方面的要求。对于服装、皮革、文具等众多传统行业,人工操作的工序较多,生产过程中易产生不合格品,为了控制物料成本,须对不合格品进行返工,实际中,合格率和返工成功率具有随机不确定性。以满足产品需求数量及交货期为前提,以总生产成本最小化为目标,综合考虑初次投产成本,返工成本,过量合格品折价收益,再次投产成本以及废品收益等,构建最优计划投产量决策模型,证明总生产成本函数为凸函数,并对模型进行推导及讨论分析。算例表明,在可行域内,随着计划投产量的增加,总生产成本先下降后上升,合格品过量成本先上升后下降,合格品不足成本及总失配成本不断下降。在算例分析的基础上对各参数进行敏感性分析,通过图表揭示了各参数与最优计划投产量及总生产成本的变化规律。最后得出有关结论并提出成本控制策略。