基于大规模定制的重调度

前言／1

第一篇总论

第一章大规模定制研究综述／3

第一节大规模定制的历史回顾／3

第二节大规模定制文献综述／5

第三节柔性问题研究进展／12

第四节调度问题研究进展／19

第五节学术前沿／35

第二篇大规模定制的理论架构

第二章大规模定制基本理论／39

第一节大规模定制的内涵／39

第二节大规模定制的特点／40

第三节大规模定制的原则／49

第四节大规模定制的分类／52

第五节大规模定制的约束条件／56

第六节大规模定制的组织依托／60

第三章大规模定制下的生产管理／63

第一节大规模定制的技术依托／63

第二节快速设计／70

第三节延迟技术／76

第四节面向订单的制造／82

第五节柔性生产技术／89

第六节准时生产／92

第七节快速调度／93

第四章大规模定制下的供应链管理／96

第一节耦合性分析／97

第二节大规模定制模式下供应链的特点与必要性／103

第三节绩效的影响因素分析／107

第四节组织设计分析／109

第五节大规模定制模式下供应链的重构／118

第六节动态调度模型分析／121

第五章大规模定制的柔性分析／129

第一节柔性度量的研究基础／129

第二节大规模定制下柔性的特殊性／132

第三节柔性度量模型／137

第四节提升柔性能力／141

第五节柔性环境下大规模定制生产调度的特殊性／149

第三篇大规模定制模式下的重调度模型研究

第六章基于网络最大流的瓶颈分析／155

第一节生产能力的配置／156

第二节研究基础／165

第三节规范相关概念／166

第四节网络最大流的瓶颈类型／169

第五节求解算法／171

第六节两类瓶颈的存在性／176

第七节第二类瓶颈存在瓶颈裕度／177

第八节灵敏度分析／178

第九节算例研究／185

第七章基于最小费用最大流的瓶颈分析／189

第一节最小费用最大流问题的数学描述／189

第二节最小费用最大流的瓶颈分析／193

第三节第二类和第四类瓶颈存在瓶颈裕度／196

第四节灵敏度分析／198

第五节算例研究／210

第八章缓冲模型／214

第一节传统理论的局限性／215

第二节时间缓冲容量模型／218

第三节优化缓冲容量／222

第四节评价模型／225

第五节炼钢厂的时间缓冲模型／228

第六节算例分析／232

第九章无限缓冲的重调度模型／234

第一节研究基础／235

第二节n／3f／Lmax无限缓冲的重调度模型／237

第三节n／3f／Lmax算例研究／245

第十章有限缓冲的重调度模型／249

第一节研究基础／249

第二节生产变动事件／251

第三节重调度问题分析／254

第四节启用重调度的判断矩阵模型／258

第五节重调度策略／260

第四篇实证分析

第十一章炼钢厂的重调度问题研究／271

第一节钢铁企业生产模式的转变／271

第二节钢铁企业重调度问题的特点／276

第三节炼钢厂生产约束分析／278

第四节重调度的搜索域／281

第五节重调度策略及算法／282

第六节评价模型／287

第七节算例研究／289

第八节优化重调度的措施建议／292

参考文献／295

后记／310

　　本书在探讨大规模定制模式下生产组织的生产管理、供应链管理以及柔性管理特征的基础上，提出了大规模定制模式下重调度应围绕生产组织的瓶颈开展的观点，并给出降低重调度启用频率的缓冲容量模型。本书论证了生产组织启用重调度的临界值模型和重调度决策模型。本书初步构建了大规模定制模式下重调度系统的理论框架，使大规模定制模式下生产组织的重调度有章可循、有的放矢，从而增强了生产组织应对21世纪市场竞争的适应性和主动性。　　大规模定制是符合21世纪市场竞争特点的先进生产模式。随着市场竞争对竞争主体敏捷性、多样化要求的提高，大规模定制逐渐成为主流生产模式。然而，这种生产模式是一把“双刃剑”，它在低成本、敏捷、高效地响应客户定制化需求的同时，不确定性事件更加频繁发生，严重干扰生产运营的正常进行，倘若缺乏灵活的机制和措施，则不仅大规模定制的竞争优势难以发挥，而且会使生产系统混乱。所以，大规模定制模式下生产系统中亟待解决的问题之一是有效地进行重调度。可是，仅仅依靠传统的优化算法远不能达到重调度经济性和适应性并重的要求。本书在分析大规模定制模式特殊性的基础上，围绕大规模定制模式下的生产网络瓶颈，就是否具有有限缓冲的flowshop系统重调度问题分别进行研究，在下述四方面取得进展。　　一是建立了基于网络最大流的瓶颈分析模型体系。相关文献没有系统地区分瓶颈的差异和作用。本书论证了在最大流和最小费用最大流问题中分别存在两类和四类瓶颈，给出求解瓶颈的算法和瓶颈裕度模型。在灵敏度分析中，论证了不同类型瓶颈对改进网络性能所起作用的差异，并提出基于瓶颈的网络改进策略。　　二是建立了时间缓冲容量模型。时间缓冲能够有效地保护瓶颈，降低重调度的启动频率。现有的如剪切一粘贴法、试误法等确定时间缓冲容量的方法较为粗放和滞后。本书论证了一般的时间缓冲容量模型，并证明了存在最佳缓冲容量点。在算例分析中，以连铸为瓶颈，提出炼钢厂的时间缓冲模型。该模型将工艺约束、经济合理性因素纳入其中，为炼钢厂成功采用直接热装(DHCR)、直接轧制(HDR)等先进生产技术提供了理论支持。　　三是围绕瓶颈给出了无限缓冲n／3f/L系统启用重调度的临界值模型和延迟时间模型。把握适当的“度”(临界值)是成功重调度的关键。相关文献更多地关注重调度的优化算法，对“度”的研究不系统。本书围绕瓶颈提出并证明了在上述系统中考虑“重调度延迟临界值”与“重调度启用临界值”的总完工时间模型和总延迟时间模型。该模型使决策者的重调度有章可循。　　四是围绕瓶颈论证了有限缓冲flowshop系统启用重调度的可达矩阵模型和重调度策略模型。给出了上述系统中启动重调度的“度”可达矩阵，并借助滚动窗口提出围绕瓶颈的重调度策略模型。在实证分析中，针对在制品不稳定、实施大规模定制的流程型企业，以典型的流程型企业炼钢厂为例，给出重调度的策略和算法。炼钢厂传统的重调度依赖于员工经验，主观随意性强。本书围绕炼钢厂的瓶颈，将其重调度集成为整浇次受阻和半浇次受阻重调度，并给出在窗口工件集中快速寻优的重调度策略及算法。该策略既沿用了静态调度的优化结果，又最大限度地发挥机器的生产能力，同时还能确保高优先级工件准时开工。该策略及算法为保障炼钢厂顺利实施DHCR和HDR一体化先进生产技术提供了理论支持。【作者简介】　　刘文涛，1972年4月生于山东省蓬莱市。管理学博士，讲师。近五年来，在国内外会议、核心期刊上发表论文10篇；主持或参与完成6项课题；参编教材1部。