云制造模式下的再制造企业生产调度研究

针对多重不确定因素影响下再制造企业如何高效合理进行再制造生产调度决策问题,提出了一种云制造模式下包含回收产品质量、再制造时间、再制造成本以及再制造处理方法等多种不确定因素的再制造生产调度模型。首先,对回收产品通过模糊层次聚类分析法进行质量等级划分;然后,根据划分结果采用不同的再制造处理方法;最后,通过NSGA-Ⅱ算法求解模型得到再制造生产调度方案。通过实验验证了该模型的可行性,并对比了进行质量划分与否对再制造生产过程中再制造时间和成本不确定的影响,结果表明进行质量等级划分能够有效减少再制造生产调度过程中再制造时间和加工成本不确定的影响。

考虑外包和生产能力约束的制造/再制造混合批量决策

制造/再制造集成系统是当今制造业发展的趋势。安排不同计划期下考虑生产能力、外包和库存要素的制造/再制造综合生产计划,能够降低再制造过程不确定性和提高企业生产的收益。从原设备生产厂商角度出发,考虑生产能力约束下的批量制造和批量再制造,分别构建以企业期望利润最大化为目标,回收产品到达与市场需求均服从泊松分布,回收产品可利用率服从均匀分布的随机综合制造/再制造混合批量决策模型。具体分为3种情形:无外包和有外包,以及外包下外包再制造能力有限与外包再制造能力无限。其中,市场需求由批量制造和批量再制造来满足。利用随机数学理论(启发式遗传算法)求解单产品下的混合决策模型,研究了回收产品质量可利用率和外包生产能力对批量决策的影响,并通过算例来证实算法的有效性。

基于改进策略的混合型制造/再制造系统分析

在制造和再制造并存的混合型系统中,制造商需要同时协调新产品生产过程和旧产品再制造过程,这种双向物流的集成运作使得传统的生产规划和库存管理方式不再适用,如何构建一种有效的控制策略来协调生产过程和再制造过程就显得十分关键。本文在优化库存信息的基础上提出了一种适用于混合系统的改进策略,同时考虑到系统复杂性,主要采用控制理论中的传递函数技术构建了系统模型。仿真结果表明,本文提出的改进策略不仅可以有效协调新产品生产过程和旧产品再制造过程,而且还可以显著改善系统性能。

基于Internet网的再制造产品关键信息管理

再制造是一项能够充分利用废旧品的先进生产方式 ,但由于其原料具有的不确定性使得生产管理比传统制造复杂许多 ,同时也直接影响再制造的效率和效益。本文分析了影响产品再制造的各类信息 ,提出了基于Internet网的产品再制造信息管理方法 ;通过产品信息的网络数据库能够低成本和有效地收集产品整个生命周期中的数据 。

基于多智能体的制造系统生产控制建模研究

为提高制造系统生产控制的性能,建立了基于多智能体系统的混合控制模型。该模型把生产控制系统分为管理智能体层、单元智能体层和执行智能体层。管理智能体层负责调度和协调各单元智能体,并对所有智能体进行管理;单元智能体层中的各单元智能体间通过公用数据库相互协作;执行智能体对制造系统内的硬件负责,它们根据局部的本地资源信息及当前状态,接收发布的任务,并对其求解。同一层次的智能体之间是分布式结构。采用基于多智能体的混合控制模式,提高了制造系统生产控制的实时性和灵活性。通过激光拼焊生产系统中的试验,验证了该模型的有效性。

考虑资金约束的再制造企业生产与融资综合决策研究

在生产预算资金短缺的情形下,对再制造企业生产决策和融资决策进行了综合研究。首先,分析了再制造企业无资金约束时的制造/再制造生产决策,另外用非线性规划中的Kuhn-Tucker条件分析了存在资金约束但不选择融资时的生产决策,通过对比,探讨了自有资金量对再制造企业生产决策的影响,并得出了不同资金短缺程度下的生产决策;其次,分析了再制造企业存在资金约束,选择融资时的生产决策和融资决策,研究表明:在生产预算资金短缺的情形下,再制造企业是否选择融资,取决于融资年利率的大小,并且融资后两种产品的最优生产量与自有资金无关,只与融资年利率的大小有关;最后,通过数值分析对研究结论进行了验证和说明。

一种推拉结合的生产计划与调度模型

通过分析混合流程企业生产计划管理的实际需求特点,提出生产工艺流程图和一种推拉结合的生产计划与调度模型。模型以订单、库存和预投为综合需求起点,以拉式补货的方式制订有限产能的主生产计划,依据工艺流程图分解生成可行的流程作业计划和离散作业计划,以及车间级物料需求计划等。在生产执行中则结合工序流转卡等方式进行推式生产,以保证生产过程的良好连续性和均衡性。本模型在生产管理系统软件中得以应用,并已在企业实施。

混合型制造/再制造系统建模及仿真研究

利用z变换技术建立了混合型制造/再制造系统的传递函数模型,并根据三种不同场景对传统系统和混合系统进行了仿真对比分析.研究结果表明,混合系统的性能与制造提前期和再制造提前期之间的差异密切相关.当两个提前期差异较小时,混合系统的性能要优于传统系统;而当两个提前期差异较大时,混合系统的性能会劣于传统系统.此外,研究还表明,随着生产成本、处置成本的升高或者回收成本、再制造成本的降低,混合系统的经济价值将逐渐增强.

考虑旧产品质量和企业服务水平的混合系统批量模型

对一类考虑旧产品质量和服务水平的混合系统进行研究。产品使用后从顾客处返回,但只有满足质量要求的部分旧产品用于再制造,其余的被处置。在一个模型周期里,可再制造品被存储起来,并在期末成批转入生产车间,在需要时用于再制造。需求确定且由制造新品和再制造品来满足,二者构成了服务性产品库存,可再制造品库存由生产车间和旧产品仓库的可再制造品组成。延迟交货是允许的,但缺货量受到企业服务水平的制约。对一次制造准备和至少一次再制造准备的策略与至少一次制造准备和一次再制造准备的策略分别进行研究,提出了准备次数为整数的最优制造批量、再制造批量等的求解方法。本文是对文[11]、文[12]、文[13]研究的进一步推广。

绿色再制造运作模式分析

绿色再制造是实现环境可持续和经济可持续发展目标的一种新生产方法,它不只关注物料的回收,更关注产品的增值回收。但是,不同于传统的大规模生产、精益生产与敏捷制造生产方式,这种生产在产品生命周期、生产理念、资源内涵、空间范围、竞争要素、核心思想、理论基础和生产方式方面存在明显差异。同时,认为绿色再制造的生产计划与控制具有如下的特征:“原材料”的可获得性、拆卸工序的难易性、再制造加工路线和加工时间不确定性、综合计划的难编制性和生产计划和控制的动态性。

基于结构耦合矩阵的主动再制造优化设计

在再制造设计阶段,由于零件结构间的相互耦合,片面优化局部结构而导致零件整体性能劣化的现象时有发生。为解决这一问题,提出结构耦合矩阵的概念,建立了结构耦合函数矩阵来表征结构强度与结构特征参数的映射关系,并建立了结构影响因子矩阵来反映结构强度受结构特征参数的影响程度。给出基于结构耦合矩阵的再制造优化设计方法,以零件整体强度优化为目标进行参数优化设计,实现了零件整体性能提升。以6L240型号柴油机曲轴为例,验证了该方法的有效性和可行性。

制造与再制造系统混合库存分析与研究

针对再制造系统库存的局限性,提出了制造与再制造系统混合库存模型,通过分析构成混合库存成本的因素,建立了单位周期内平均库存总成本与经济订货批量和再制造周期之间的变化关系,并通过数值分析得出,在保证不发生缺货的条件下,降低单位周期内平均库存总成本行之有效的措施是缩短再制造周期。

考虑处置和服务水平影响的混合系统库存决策

为确定最优的制造与再制造策略,对混合系统进行了研究。在该系统中,因再制造能力不足,返回的旧产品仅有一部分用于再制造,其余的被处置。用于再制造的旧产品构成了可翻新品库存。顾客需求恒定且由服务性产品库存来满足,该库存由制造新品与再制造品组成。顾客允许延迟交货,但企业的最大缺货量受其服务水平制约。在两类策略下分别构建了库存决策模型,即一次制造准备和至少一次再制造准备策略与至少一次制造准备和一次再制造准备策略,并利用消元思想和差分函数对模型求解,得到了最优的制造与再制造批量等求解公式。结果表明,能找到最优的制造与再制造策略,并存在一个最优的服务水平控制点。

混合遗传算法求解退役工程机械回收及再制造系统中的碳排放问题

对退役产品进行回收及再制造能够降低二氧化碳的排放量,但尚没有一个定量模型对退役产品的整个回收及再制造过程的碳排放进行评估。针对这种现状,以工程机械退役产品为对象,对回收及再制造过程中的"碳足迹"进行深入研究,建立了工程机械产品回收及再制造过程的碳排放评估模型;并采用改进的混合遗传算法对模型进行了求解,该算法将遗传算法和模拟退火算法相结合以克服它们各自在局部搜索和全局搜索方面的缺陷,引入了竞争机制和自适应机制来进一步抑制算法的早熟,实现了对复杂回收及再制造网络系统的高效处理。实例结果表明,该模型能够有效地解决退役产品回收及再制造系统的碳排放计算问题。

集成精益生产和敏捷制造的混合供应链

探讨和比较了精益生产和敏捷制造模式 ,强调了相似和不同之处 .通过考虑这两种生产模式之间的不同点 ,发现它们不应该被孤立发展 .在供应链中集成精益生产和敏捷制造往往是合适的 ,因为精益生产需要层级调度 ,敏捷制造最适合于满足波动需求 .这种混合供应链能够考虑市场知识和解耦点的定位 ,能够更快捷地响应和满足客户的需求 .通过一个实例示范 ,说明了精益生产和敏捷制造是如何被成功地结合在供应链里的 .

基于混合遗传算法的协同制造系统调度研究

研究由多个加工站、一个集中物料存储区和一台自动引导小车(AGV)组成的协同制造系统调度问题。针对该调度问题,建立了工件和AGV调度集成的数学模型。提出一种改进的混合遗传算法,在标准遗传算法的基础上引入模拟退火算法的Boltzmann生存机制,加快了算法收敛速度,克服了遗传算法过早收敛的缺陷,同时对算法的变异、交叉算子和更新机制进行了改进。仿真实验表明,改进的混合遗传算法能有效优化作业顺序和AGV行走路径,为具有AGV约束的柔性生产调度提供一种有效的实践途径。

混合量子算法在生产调度中的应用

针对生产调度领域中的置换Flow Shop调度问题,在量子进化算法思想的基础上,进行了解码、最佳模式设计,并融入了优化方法,形成了混合量子算法(HQA).经过对多个算例的测试,证明HQA在生产调度领域能够提供良好的决策方案和依据.

再制造能力有限的多产品混合系统库存决策

为确定各产品的制造与再制造策略,对再制造能力有限的多产品混合系统进行研究。在系统中,对多种产品进行制造和再制造。每种产品在顾客使用后都会以恒定速率返回,但因再制造能力有限,有些产品无法用于再制造而被处置。每种产品需求恒定且由服务性产品来满足,服务性产品由制造品和再制造品组成,不允许缺货。在一次制造准备和至少一次再制造准备策略下构建了库存决策模型,利用拉格朗日乘数法和贪婪算法分别确定了各产品的再制造顺序和再制造比率。并当再制造比率一定时,给出了再制造准备次数为正整数时各产品制造与再制造策略的求解程序,得到了各产品制造和再制造批量、再制造准备次数等求解公式。最后,应用算例对模型及求解方法进行了验证。

机电制造业回收再制造系统

回收再制造是机电制造业实施可持续发展的重要途径。探讨了面向环境的拆卸与回收设计的涵义,分析了设计原则与方法,提出了绿色循环经济闭环系统和机电制造业的回收再制造系统,机电制造业的回收使用方式可按产品废旧程度分为重用、再加工、高级回收、中级回收、初级回收及最终处理。实施回收再制造工程,可充分利用资源,有效节约能源,减少废弃产品对环境的负面影响,以促进绿色循环经济的可持续发展。

考虑回收能力不足与回收品质量不确定的再制造成本优化

文章针对再制造混合生产条件下的产品生产/再制造成本优化问题,考虑实际的回收能力不足和回收品质量的不确定性2种情况,建立了新的产品生产/再制造流程系统模型及相应的生产成本函数,推导出单位时间产品生产/再制造总成本关于时间和再制造比例的函数关系,并对其最优解情形进行理论分析和模拟验证,实现了逆向物流中的产品生产/再制造成本优化。将回收品质量的不确定性定义为回收品质量分布函数的不确定性,引入不确定性函数来衡量某个质量等级的概率,并对成本函数最优解特性进行理论分析和模拟实验,表明引入的质量不确定性函数可以更准确地描述回收品质量的不确定性所带来的成本函数变化。