基于时间槽模型的批处理短期调度的研究与应用

论文摘要

面对全球化的经济危机和日益激烈的市场竞争环境,我国的印染行业只有通过实施信息化建设,降低生产成本、提高产品及服务质量和缩短市场响应时间,才能获得更好的经济效益,在竞争中立于不败之地。近些年来,随着相关建模方法和求解技术的发展及计算能力的提高,批处理短期调度方法的研究取得了很大的进步。但该领域的大部分研究成果只涉及到冶金、化工等少数几个行业,在印染行业的研究还处在起步阶段,本文的目的就是在这方面做一些探索。相对于连续生产过程,印染批处理生产过程的自动化和生产管理比较复杂,所以还有很多问题尚未得到解决。同时由于多品种、多规格、小批量的市场需求越来越明显,相应的批处理生产在整个印染行业的份额逐渐增大,因此对于印染行业批处理短期调度问题的研究不仅具有学术意义,还具有经济效益。目前,对这方面的研究已成为自动化领域的一个热点问题,并在不断取得新的研究成果。本文研究的内容主要有以下几个方面:1.回顾了生产调度的研究历史与现状,综述了生产调度问题的特征和研究方法以及未来发展趋势。2.在对调度问题总体分析的基础上,详细介绍了批处理调度问题的分类和优化模型的描述方法,重点讨论了在连续时间域上基于时间槽的MILP模型的建模方法。3.以浙江美欣达印染企业的车间生产过程为研究背景,分析了印染行业的生产特点,建立了符合印染生产需求的优化调度模型,即在连续时间域上基于时间槽的MILP模型。4.定义美欣达印染企业实际生产调度模型的参数和决策变量以及约束描述和目标函数,并在ILOG OPL Studio中对基于时间槽的MILP数学模型进行OPL语义实现。5.以美欣达印染企业生产车间的实际调度数据为例,根据求解的结果集绘制相应的甘特图,论证本文所建立的优化调度模型的有效性和可行性。6.最后总结全文,展望有待进一步研究和解决的问题。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 生产调度的研究概况
• 1.2.1 生产调度的研究历史与现状
• 1.2.2 生产调度的总体分析
• 1.2.3 批处理调度问题的研究
• 1.2.4 生产调度研究的发展趋势
• 1.3 本课题研究目的和意义
• 1.4 论文的研究思路与主要内容
• 第2章 批处理调度方法的研究
• 2.1 引言
• 2.2 批处理调度问题的分类
• 2.3 批处理调度优化模型的描述
• 2.3.1 时间表示法
• 2.3.2 物料平衡
• 2.3.3 事件表示法
• 2.3.4 目标函数法
• 2.4 批处理调度建模方法
• 2.4.1 离散时间方法
• 2.4.2 连续时间方法
• 2.5 批处理调度MILP 建模的方法分析
• 2.5.1 MILP 建模的优越性
• 2.5.2 MILP 模型的调度过程描述
• 2.5.3 批处理过程的MILP 调度
• 2.5.4 基于时间槽建模
• 2.6 本章小结
• 第3章 印染企业生产调度数学模型的设计
• 3.1 引言
• 3.2 印染生产调度特点分析
• 3.2.1 印染生产工艺描述
• 3.2.2 印染生产不同产品的工艺流程
• 3.2.3 印染生产车间的加工设备信息
• 3.2.4 印染生产调度存在的问题
• 3.2.5 印染生产调度目标
• 3.3 印染生产优化调度模型建模
• 3.3.1 印染生产调度问题建模分析
• 3.3.2 印染生产调度问题建模假设
• 3.3.3 模型参数定义
• 3.3.4 模型变量定义
• 3.3.5 模型约束描述
• 3.3.6 模型目标函数
• 3.4 本章小结
• 第4章 印染生产调度案例的实现与求解
• 4.1 引言
• 4.2 ILOG OPL Studio 开发基础
• 4.3 模型文件和数据文件设计
• 4.4 实例仿真验证
• 4.4.1 软硬件仿真环境
• 4.4.2 实例设计运行
• 4.4.3 实例结果仿真与分析
• 4.5 本章小结
• 第5章 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 模型文件和数据文件
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• 详细摘要