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制定车间作业计划是一项非常重要的工作,其实质就是把上层生产计划层层分解、具体落实,是上层生产计划的具体执行计划。目前关于作业车间调度的文献大多数只考虑传统制造环境下的情况,而本文所述的是在网络化制造环境下对作业计划的调度模型的研究。
1 问题描述
在网络化制造的环境下,就是要通过整合成员企业的核心资源来达到非常好的效能。这意味着联盟企业的生产任务要优化分配给成员企业,其整体优势才能发挥出来,因此作业计划的制订显得尤为重要。而作业计划问题实际上是一个组合优化问题,就是在一定的已知条件和约束条件下得出问题的非常受欢迎的解决方案。
2 网络化制造环境下作业计划的影响因素
对于每道工序所分配的加工设备,要充分考虑车间的工厂日历和设备状态等冈素,并且每道工序的加工设备并不是唯一的,它可以在某个设备组内依据一定的指标进行选取。在整个作业计划当中,应该使尽可能多的任务在规定的交货期内完成,尽量减少超期的加工任务。
在网络化制造的环境中,生产任务的情况非常复杂,在进行作业计划调度时,不仅要考虑产品的品种,产品的功能结构和工艺特点,生产成本与产品价格,产品的交货期,还要考虑盟员企业生产工艺上的可行性及生产优势,在一定时期内综合考虑各项因素后,决定怎样分配。综合来看,产品的交货期、产品的生产成本标价、盟员企业一定时期可得的生产能力是联盟企业作业计划调度要考虑的主要因素。
3 作业计划调度模型
联盟企业将主生产任务划分为若干个子作业计划,假设存在r1个单元MES可以完成某个特定的子作业计划,同时将交货期等影响因素作为对单元MES评价的目标准则,假设共有111个,则用于评价各单元MES哪个更适合完成这项子作业计划的调度模型可以表示为:
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式中:V为第i单元MES的总评分分数;V1为第i单元MES在第i个目标准则下的评分分数;为评价第i单元MES时第i个目标准则的相对重要性,即权重。在评价不同的单元MES时,可对各目标准则采用不同的权值。可见,在评价过程中要解决两方面的问题:一是确定各目标准则的权重;二是确定各单元MES在各目标准则下的评分分数。
对某个特殊的任务,各目标准则的相对重要性(或权重)是不同的。另外,各目标准则的性质也是有区别的,这些准则可以被分为两大类:增益目标准则和损益目标准则,分别使用ak,bn表示,其中k=1,...,K,h=1,...,日,K+H=mn在增益目标准则下,评分分数与各单元MES的评分成正比;在损益目标准则下,评分分数与各单元MES的评分成反比。将第个单元MES表示为S(i=1...,...n),Wk。和Wh。表示目标准则ak和bn的权重,则
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本文使用层次分析法(111e Analytic Hierarchy Process,AHP)获得各目标准则的权。它的基本原理是将待评价的各因素两两比较相对重要性,然后进行排序。具体步骤如F:步骤1:明确问题,总目标是完成某个特定任务,总目标下有m个子目标,其中包括K个增益目标和日个损益目标,即K+H=mn在目标下有n个可选方案,即有n个单元MES可以完成该特定任务,建立系统的层次分析结构如图1所示。
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图1 层次分析结构图
步骤2:构造判断矩阵。首先要得到各目标准则丽两之间的权重的比值,这些比值可以构成一个mxm的判断矩阵R:
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其中判断矩阵的元素“表示目标口和b的权重比值,具有三条性质:
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各目标准则两两之间的权重比值可以由专家小组使用常用的九分位表给出,如表1所示。
表1 专家小组常用的九分位表
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步骤3:求解各目标准则的权。对于判断矩阵尺,计算满足RW=A。,W的特征根A一和对应的特征向量形,对特征向量进行标准化,即使特征向量的和为1,则可将此标准化后的特征向量近似作为相对应的各目标准则的权。定义单元MES在at、“下的报价与评分分数分别表
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这样就能很容易的通过vi的大小选择出最合适的执行单元。
4 结束语
作业计划制定的是一项非常重要的工作,直接影响车间的生产能否协调进行,影响到是否能按时交货。本文是在网络化制造的环境下对作业计划进行了研究,分析了网络化制造环境下作业计划的影响因素,并使用层次分析法给出了网络化制造环境下作业计划的调度模型。