基于管理审计视角下SERU生产系统调度优化研究

当前,我国制造业发展不平衡不充分的问题凸显,生产效率低下的问题亟待解决。因此研究了学习曲线效应下的SERU生产系统的调度优化问题,提出一种通用的解法将SERU生产系统的调度优化问题转换为指派问题,得出SERU生产系统调度优化可行方案和最优方案,并通过具体算例验证了该方法的有效性。最后基于管理审计的视角,对SERU生产系统的的未来发展进行合理规划与展望。

基于改进黏菌优化算法的混合Seru生产调度研究

随着定制化生产的市场需求日趋显著,Seru生产系统(seru production system,SPS)应运而生,并逐渐成为生产研究领域的热点。文章针对混合Seru生产系统的构建以及调度问题进行研究,即在短生产线生产场景下,基于巡回式Seru单元,建立混合Seru生产系统的数学模型,并以最大完工时间以及总工时建立双优化目标,决策混合Seru的构建顺序。先基于黏菌优化算法,针对其初始化效率低的局限性,引入Tent混沌映射以及精英反向学习策略,得到混沌精英黏菌(chaoticeliteslimemouldalgorithm,CESMA)算法。最后,通过实验,验证了混合Seru生产系统中,混沌精英黏菌算法对于混合Seru生产系统构建实例的优越性。

需求波动驱动下混合Seru生产系统研究

在经济高速发展的影响下,市场需求趋于小批量、多样化特点,Seru生产系统结合了流水线装配系统的高效率和单元生产系统的响应力,能够很好地适应多样化、小批量的市场需求。在需求波动的场景下,文中基于分区式Seru单元,建立混合Seru系统生产系统的数学模型,并以完工时间期望值和方差为优化目标,使用非支配排序遗传算法(NSGA-II)通过两阶段解决问题。通过数值试验,结果表明,在基于分区式单元的混合Seru生产系统中,单元数和多能工的数量增加,能够提升混合Seru生产系统的性能和稳定性。

Seru生产系统中面向公平性的多能工-批次-作业分配联合决策研究

多能工的灵活分配对Seru生产系统实现柔性生产至关重要,而现有研究多集中于提高生产效率,易造成工作量分配不公平,影响工人对生产计划接受度。因此从Seru生产系统中多能工工作量公平分配角度出发,选取Min-Max类型优化指标,以最小化最大工人工作量为决策目标,研究了多能工-批次-作业分配联合决策问题,构建了一个公平性导向混合整数非线性规划模型。通过与传统的最小化总劳动时间为目标的效率导向模型进行对比,验证了公平性导向模型的有效性。基于多能工算例和全能工算例的精确解结果显示,与效率导向模型相比,公平性导向模型可以维持较高的生产效率,同时实现多能工间工作量公平分配。

Seru系统调度优化的知识引导协同进化算法

作为一种新型的生产模式, Seru系统能够兼顾柔性和效率且快速响应市场,已在装配企业得到广泛应用.为了实现实际生产过程生产效率和劳动效率的协同优化,本文研究以最小化最大完工时间和工人总劳动时间为目标的Seru系统多目标调度问题,提出一种知识引导的协同进化算法.首先,将问题分解为Seru构造和Seru调度,构造两个种群分别优化子问题.同时,设计种群规模的调整策略,通过为有潜力的种群分配更多个体来提高协同搜索的效率.进而,通过分析问题的性质,提炼规则性知识用于设计有效的搜索算子和重生成规则,指导精英个体执行知识驱动的增强搜索,从而进一步提升算法的局部开发能力.通过数值仿真和统计性能对比,验证了算法各设计环节的有效性,并取得了显著优于现有最新算法的多目标调度优化性能.

赛汝(SERU)生产与经典生产方式的比较与仿真分析

赛汝(SE RU)生产是源于日本电子装配制造企业生产现场的新型生产管理方式,可解决多品种小批量、变品种变批量市场环境下流水线方式的柔性不足和丰田生产方式的低效率问题,已在佳能、索尼等日本电子装配企业广泛采用并取得很好的效果,也因此引起了学术界的广泛关注和研究。本文在分析赛汝生产方式的产生背景与特点的基础上,从理论上多维度比较分析了赛汝生产与流水线生产、单元制造和丰田生产方式的本质区别和优势。构建随机环境下SERU系统性能的评价指标,包括效率指标、成本指标和稳定性指标;基于A R E NA的仿真比较分析系统,从计算仿真的角度在统计意义上比较分析赛汝生产方式与流水线方式在产品波动型、批量波动型、共同波动型场景下的性能指标。研究发现SERU生产方式比流水生产方式在生产效率、生产成本和稳定性方面均有较大的提升,生产效率明显提升。

SERU系统构建的理论框架

不断加剧的内、外部制造环境变化,迫使制造业的竞争逐渐从效率和质量转向对制造环境的响应能力,这促进了SERU生产方式的出现与发展.SERU系统构建是实现SERU生产方式的关键环节,也是SERU系统运作管理要解决的核心决策问题,由此引起了学术界的广泛关注.本文基于现有文献与企业实践,探讨SERU系统构建决策的基础性问题,包括SERU系统构建决策的影响因素、现实场景和决策内容、性能评价指标和构建策略;从系统构建决策的层次角度,将SERU系统构建分为SERU系统的结构设计和能力设计,分别对应SERU系统的结构柔性和重组柔性,并重点阐述了结构设计和能力设计决策的适用场景、内容和评价指标;建立了SERU系统构建的基本理论框架,并利用该框架讨论了若干重要的未来研究方向.该理论框架有助于系统地理解SERU系统构建,为构建和优化SERU系统提供理论基础和建模框架,也为企业构建SERU生产线提供指导和参考.

考虑E/T惩罚的产品SERU数量优化

当前世界经济环境下,企业所面临的客户需求具有极端的多变性以及快速性。日本式单元制造模式(SERU)最初是日本电子企业(如:松下Panasonic、东芝Toshiba、佳能Canon、NEC显示器等)为顺应复杂多变的市场环境而采取的一种新颖的生产方式。SERU生产方式使得企业能够快速频繁地构建、修改、拆卸和重组产品生产单元,有效应对不稳定的商业环境(产品生产周期短、产品类型不确定和生产量不确定)。SERU是完整的产品生产单元,无需跨单元进行产品加工。采用混合鸡群-教与学算法对考虑E/T惩罚的产品SERU数量优化问题进行研究,通过算例验证了混合算法比基本鸡群和教与学算法效果更好,在最好解、解平均值和平均计算时间方面都体现出优势。

团队型文化对赛汝(SERU)生产及运营绩效的影响:中国制造业的实证分析

SERU生产是以人为中心的、基于社会-技术实践交互作用的复杂生产系统.适配的组织文化可以为SERU生产的成功实施提供重要支持.本文构建了团队型文化、SERU生产与企业运营绩效之间关系的概念模型,并探讨了环境不确定性的调节效应.基于357份来自中国制造企业的调研数据进行实证检验,研究发现团队型文化对SERU生产有显著正向影响,是SERU生产实施的重要前因.环境不确定性对团队型文化与SERU生产之间的关系,以及SERU生产与运营绩效之间的关系有显著调节效应.特别地,环境不确定性强化了团队型文化与SERU生产的多能工运用的关系,以及多能工运用与运营绩效之间的关系.这些结论不仅丰富了SERU生产理论,也为企业实施SERU生产提供了理论指导.

考虑多重属性匹配的订单指派问题研究

近年来被日本电子产品制造企业广泛采用的Seru生产是一种兼具柔性和效率的生产方式。订单指派决策直接影响着Seru生产系统的柔性水平和生产能力利用率。基于对Seru生产系统性能评价指标和Seru生产系统下订单指派问题特征的分析,通过识别订单指派问题中影响柔性和生产能力利用率的4种属性,即品种、时间、质量、成本,分别用以上4种属性来描述Seru和订单的特征,构建Seru生产系统下考虑多重属性匹配的订单指派问题的数学模型,设计启发式算法对模型进行求解,并通过算例证明模型和算法的有效性。

基于仿真集成的遗传算法在单元制造系统中的人机调度问题优化

单元生产是成组技术和精益生产融合发展的一种生产方式。其中加工机器与技术人员共同调度是单元生产中一个重要的问题,因此本文结合了Seru生产方式的优点与单元制造系统中的独立作业优势,设计了一个同时考虑人机共同加工零件的单元调度的模型,多能工的加入,使得整个系统的生产更加快速,以实现最小化完工时间。为了求解这个模型,本文提出了离散仿真集成的遗传算法,计算结果表明,离散仿真集成的遗传算法在合理的时间内表现良好,并对比了蚁群优化算法,在求解本文问题上得到了良好的结果。

基于IPO系统观的SERU系统柔性的分析框架

不断加剧的市场动荡和环境复杂性,使得柔性成为制造企业的一项关键性能.制造企业对柔性的追求,促进了SERU生产方式的产生和发展.如何认识和发挥SERU系统的高柔性特征,已成为制造企业亟需解决的问题.然而,现有文献缺乏对SERU系统柔性的研究,造成理论与实践的脱节.本文聚焦于SERU系统柔性,提出了基于Input-Process-Output(简称IPO)系统观的SERU系统柔性理论框架,分析了SERU系统面对可变性时的柔性来源要素及形成机制,建立了不同需求变化场景下提升系统柔性的能力重组方式模型.研究发现:SERU系统柔性的实现是“系统构建-能力重组”动态交互的结果,多能工和柔性的设备及工作台是其重要的来源要素,系统构建和能力重组是其过程要素,分别对应结构柔性和重组柔性.研究结果揭示了SERU生产方式高柔性特征的内在机理,以结构柔性作为满足大多数需求的主要策略,用重组柔性作为捕获期望外需求的辅助手段,其本质是保持变化与稳定之间的平衡.

技能组合可选择的赛汝生产系统多能工配置问题

作为以人为中心的赛汝生产系统,如何合理地配置多能工是系统构建的主要问题.针对赛汝生产系统构建的基本问题,考虑工人技能组合的可选择性和工人技能水平的差异性,以最小化最大完工时间和最小化工人工作时间差异为目标,建立赛汝生产系统多能工配置的多目标优化模型.针对模型和解空间的特征,开发并采用基于NSGA-II的多目标优化算法进行求解.通过数值实验验证模型和算法的准确性和有效性,并分析工人标准工序数与工人效率系数的差异对系统最大完工时间、工人工作时间差异、工人人均掌握技能数和构建单元数量的影响.