訂單式生產(chǎn)人工作業(yè)系統(tǒng)組織與計(jì)劃決策.pdf

1、改革開(kāi)放三十多年來(lái)，我國(guó)中小型制造企業(yè)數(shù)目不斷增加、規(guī)模不斷擴(kuò)大，成為推動(dòng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展、解決社會(huì)就業(yè)問(wèn)題的關(guān)鍵力量之一。在競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈、需求復(fù)雜多變的國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)環(huán)境下，訂單式生產(chǎn)(MTO-MakeToOrder)已成為我國(guó)中小型制造企業(yè)應(yīng)對(duì)市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)、提升競(jìng)爭(zhēng)力的主要運(yùn)作模式，而人工作業(yè)系統(tǒng)(MOS-ManualOperationSystem)是我國(guó)中小型制造企業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)降低生產(chǎn)成本、提高系統(tǒng)柔性、滿(mǎn)足客戶(hù)訂單需求的主要結(jié)構(gòu)模式。然而

2、，隨著全球金融危機(jī)影響的繼續(xù)蔓延及國(guó)際政治對(duì)經(jīng)濟(jì)的不利影響，我國(guó)出口貿(mào)易總體形勢(shì)嚴(yán)峻，且顧客個(gè)性化、復(fù)雜化、快速交貨的要求更加顯著，使得企業(yè)加速產(chǎn)品創(chuàng)新、縮短產(chǎn)品周期、改善運(yùn)營(yíng)管理的壓力更大，技術(shù)的不斷革新、市場(chǎng)的瞬息萬(wàn)變也使得同行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)更為激烈，再加上國(guó)內(nèi)招工難、勞動(dòng)力成本上升、資源價(jià)格上漲的現(xiàn)實(shí)狀況及人民幣匯率上升、通貨膨脹等經(jīng)濟(jì)問(wèn)題的困擾，我國(guó)中小制造企業(yè)的生存與發(fā)展正面臨前所未有的挑戰(zhàn)。從企業(yè)內(nèi)部生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)的角度，由于眾多因素的影

3、響，我國(guó)中小制造企業(yè)也存在較多問(wèn)題。
　　 本文以我國(guó)中小型制造企業(yè)MTO/MOS實(shí)際問(wèn)題為導(dǎo)向，把實(shí)踐問(wèn)題總結(jié)、提煉并歸納為理論問(wèn)題，研究和探索適應(yīng)訂單式生產(chǎn)環(huán)境的MOS組織和管理模式，建立針對(duì)訂單需求量和交貨期的計(jì)劃決策模型，為降低我國(guó)中小制造企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)成本、提升其競(jìng)爭(zhēng)力并有效應(yīng)對(duì)客戶(hù)需求提供理論和方法支持。具體內(nèi)容如下:
　　 一、以“一線員工”為自治實(shí)體的MOS自組織、自適應(yīng)機(jī)理及狀態(tài)演化研究:分析MTO運(yùn)作模

4、式下MOS的概念、特點(diǎn)、外部環(huán)境、構(gòu)成要素、內(nèi)部關(guān)系、結(jié)構(gòu)、功能及自組織特性，探討MTO/MOS訂單要求及任務(wù)的復(fù)雜變化、系統(tǒng)績(jī)效或目標(biāo)、一線員工狀態(tài)變量、控制參數(shù)及隨機(jī)擾動(dòng)因素，以此為基礎(chǔ)構(gòu)建MTO/MOS自組織、自適應(yīng)機(jī)理，對(duì)系統(tǒng)目標(biāo)、員工狀態(tài)、控制參數(shù)及隨機(jī)擾動(dòng)因素的內(nèi)部關(guān)系及相互作用進(jìn)行解析。以上述機(jī)理為基礎(chǔ)，建立基于協(xié)同動(dòng)力學(xué)的MOS一線員工行為狀態(tài)演化模型，通過(guò)序參量分析及對(duì)模型的求解，得出隨機(jī)漲落力為零時(shí)的MOS不穩(wěn)定態(tài)及

5、穩(wěn)定態(tài)解，并對(duì)解的實(shí)際意義進(jìn)行了說(shuō)明，在此基礎(chǔ)上分析MOS達(dá)到及維持穩(wěn)定態(tài)所需的條件。
　　 二、明確了MTO/MOS自組織、自適應(yīng)運(yùn)作機(jī)理及狀態(tài)演化規(guī)律后，進(jìn)一步研究影響MOS員工狀態(tài)的控制參數(shù)之一——組織模式。當(dāng)訂單品種、任務(wù)量（即計(jì)劃投產(chǎn)量）及交貨期等復(fù)雜變化時(shí)，分析并構(gòu)建基于自組織、自適應(yīng)機(jī)理的動(dòng)態(tài)組織模式。具體內(nèi)容是:分析MTO/MOS組織模式的影響因素、特點(diǎn)及表現(xiàn)形式，計(jì)算各靜態(tài)作業(yè)模式計(jì)劃期內(nèi)的產(chǎn)量并予以比較，畫(huà)出

6、動(dòng)態(tài)組織模式下基于新訂單任務(wù)、生產(chǎn)進(jìn)度失衡及緊急插單任務(wù)三種情形的流程圖，并介紹了MTO/MOS實(shí)施動(dòng)態(tài)組織模式的原則及條件。基于員工的能動(dòng)性及多技能，采用多Agent建模的方法對(duì)MOS動(dòng)態(tài)組織模式的機(jī)制和體系進(jìn)行研究，提出了協(xié)調(diào)Agent、重組Agent、任務(wù)Agent、虛擬工作中心Agent、員工Agent的概念，在自治與協(xié)調(diào)機(jī)制下，建立了基于多Agent的MTO/MOS動(dòng)態(tài)組織模式控制架構(gòu)圖，在架構(gòu)圖的基礎(chǔ)上分析了各Agent的運(yùn)

7、作關(guān)系及功能。
　　 三、由二可知，訂單任務(wù)量的復(fù)雜變化是影響MOS動(dòng)態(tài)組織模式的因素之一，而任務(wù)量即針對(duì)訂單需求量的計(jì)劃投產(chǎn)量?？紤]在隨機(jī)合格品率、質(zhì)量學(xué)習(xí)率、不確定返工有效率等條件下，分別對(duì)單階段及多生產(chǎn)階段下的MTO/MOS最優(yōu)計(jì)劃投產(chǎn)量進(jìn)行決策。具體內(nèi)容是:一）在生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題描述的基礎(chǔ)上，建立了僅考慮隨機(jī)合格品率及綜合考慮質(zhì)量學(xué)習(xí)率與合格品率的單生產(chǎn)階段計(jì)劃投產(chǎn)量模型，通過(guò)算例分析對(duì)模型進(jìn)行應(yīng)用和驗(yàn)證，并對(duì)合格品率均值及

8、標(biāo)準(zhǔn)差、初始不合格概率及質(zhì)量學(xué)習(xí)系數(shù)進(jìn)行敏感性分析，得出有關(guān)結(jié)論。二）綜合考慮當(dāng)合格品率服從連續(xù)隨機(jī)分布及返工有效率服從離散隨機(jī)分布時(shí)，對(duì)單階段計(jì)劃投產(chǎn)量進(jìn)行建模及優(yōu)化決策。通過(guò)算例分析驗(yàn)證了模型的有效性、得出了相關(guān)規(guī)律，并對(duì)合格品率均值及標(biāo)準(zhǔn)差進(jìn)行了敏感性分析。三）針對(duì)多階段生產(chǎn)系統(tǒng)，考慮當(dāng)各階段的合格率分別為常數(shù)、服從離散隨機(jī)分布、服從連續(xù)隨機(jī)分布時(shí)，對(duì)其計(jì)劃投產(chǎn)量及生產(chǎn)成本進(jìn)行建模、求解及優(yōu)化決策，并進(jìn)行了理論推導(dǎo)及算例分析，得出

9、了有關(guān)結(jié)論。
　　 四、針對(duì)影響MTO/MOS組織模式的另一重要因素——訂單交貨期復(fù)雜變化，對(duì)正式投產(chǎn)前的最佳訂購(gòu)日期及正式投產(chǎn)后的完工期預(yù)測(cè)及最優(yōu)承諾交貨期決策進(jìn)行研究，具體內(nèi)容如下:一）對(duì)于物料訂購(gòu)時(shí)間決策，考慮原材料訂購(gòu)種類(lèi)為一種或多種、完工期確定或隨機(jī)及是否考慮返工的八種情形，對(duì)每種情形建立了模型，并主要采用古典數(shù)學(xué)方法中的極值法、拉格朗日乘子法、內(nèi)點(diǎn)障礙罰函數(shù)法等方法對(duì)模型進(jìn)行分析及求解，通過(guò)算例分析驗(yàn)證了模型的有效性

10、和適用性。二）當(dāng)物料供應(yīng)及生產(chǎn)準(zhǔn)備工作完成后，將對(duì)訂單安排生產(chǎn)。針對(duì)影響完工期的各類(lèi)因素，基于統(tǒng)計(jì)分析對(duì)完工期進(jìn)行預(yù)測(cè)，建立區(qū)間預(yù)測(cè)模型、進(jìn)行數(shù)值仿真，并對(duì)完工期均值進(jìn)行敏感性分析，提出了控制完工期影響因素的措施。三）依據(jù)有關(guān)假設(shè)建立客戶(hù)要求交貨期模型，在相關(guān)原則指導(dǎo)下，確立生產(chǎn)企業(yè)承諾交貨期及價(jià)格決策模型，并進(jìn)行了算例分析。
　　 全文緊緊圍繞MTO/MOS的四大核心績(jī)效（成本、質(zhì)量、數(shù)量、交貨期）進(jìn)行研究，其中第一部分內(nèi)容為