运筹优化——生产排程问题简介

【摘要】生产排程问题简介：生产排程问题源于工业生产，具有重要的实际意义和经济价值；由于实际情况复杂、限制条件多变，相关问题种类繁多；求解方法和思路众多，以启发式方法为主

基本概念

定义：

企业资源计划（ERP）是企业的信息中枢，高级计划与排程（APS）作为 ERP 的补充，用于协调物流、开发瓶颈资源和保证交货日期。APS 包括需求和供应计划、运输和生产计划排程等各种供应链计划模块。排程做为其中重要的一环，是对生产过程或制造过程中的工作和工作量进行安排、控制和优化的过程。排程可以用来分配生产原料、生产设备和生产过程。

目的：

生成一个详细的生产计划，指明了计划范围内各项产品的生产时间、生产顺序、所需资源等信息，以达到优化指定目标，通常是最短生产时间和最小化成本。

应用场景：

广泛应用于工业生产的各个领域，例如钢铁、汽车、电子、饮料、食品等。

下面是一个饮料工厂的生产流程：从浓缩液制备，再到饮料灌装，最后完成存储。在这一过程中，需要根据原材料数量、浓缩液数量、生产工序、生产时间、设备的启用代价等确定生产计划，使得生产成本和时间尽量减少。

问题分类

根据不同角度可以将生产排程进行分类如下：

产品数量、层级

-单项产品或者多项产品

-多项产品之间是否存在父子层级关系

时间

-离散时间、连续时间模型

-大批量、小批量

需求

-静态、动态

-确定性随机性

-是否必须满足

-产品可否替代

-可否延迟交货

-是否存在价格影响

-是否存在时间窗要求

产能资源限制

-库存、原料、机器

设置成本、设置时间

-是否存在设置成本、设置时间

-是否考虑各项产品生产时的前后关系：carry-overs、sequence-dependent、family

交付周期

-有限、无限

产能

-产能不足时，可否加班、分包或延期

回收再生产、质量问题

目标要求

-单目标、多目标

下面是一个考虑容量限制和交付时间的多层级批量生产问题模型。

建模和求解方法

对应于问题类型的不同，可以针对性地采取不同模型进行求解：

而对应的求解方法则可以分为以下几类：

总结

下面对生产排程问题做一个简要的总结：

一、生产排程问题源于工业生产，具有重要的实际意义和经济价值；

二、由于实际情况复杂、限制条件多变，相关问题种类繁多；

三、求解方法和思路众多，以启发式方法为主。

参考文献

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