訂單式生產人工作業(yè)系統(tǒng)組織與計劃決策.pdf

1、改革開放三十多年來，我國中小型制造企業(yè)數(shù)目不斷增加、規(guī)模不斷擴大，成為推動國民經濟快速發(fā)展、解決社會就業(yè)問題的關鍵力量之一。在競爭日趨激烈、需求復雜多變的國內外市場環(huán)境下，訂單式生產(MTO-MakeToOrder)已成為我國中小型制造企業(yè)應對市場風險、提升競爭力的主要運作模式，而人工作業(yè)系統(tǒng)(MOS-ManualOperationSystem)是我國中小型制造企業(yè)生產系統(tǒng)降低生產成本、提高系統(tǒng)柔性、滿足客戶訂單需求的主要結構模式。然而

2、，隨著全球金融危機影響的繼續(xù)蔓延及國際政治對經濟的不利影響，我國出口貿易總體形勢嚴峻，且顧客個性化、復雜化、快速交貨的要求更加顯著，使得企業(yè)加速產品創(chuàng)新、縮短產品周期、改善運營管理的壓力更大，技術的不斷革新、市場的瞬息萬變也使得同行業(yè)競爭更為激烈，再加上國內招工難、勞動力成本上升、資源價格上漲的現(xiàn)實狀況及人民幣匯率上升、通貨膨脹等經濟問題的困擾，我國中小制造企業(yè)的生存與發(fā)展正面臨前所未有的挑戰(zhàn)。從企業(yè)內部生產運營的角度，由于眾多因素的影

3、響，我國中小制造企業(yè)也存在較多問題。
　　 本文以我國中小型制造企業(yè)MTO/MOS實際問題為導向，把實踐問題總結、提煉并歸納為理論問題，研究和探索適應訂單式生產環(huán)境的MOS組織和管理模式，建立針對訂單需求量和交貨期的計劃決策模型，為降低我國中小制造企業(yè)生產運營成本、提升其競爭力并有效應對客戶需求提供理論和方法支持。具體內容如下:
　　 一、以“一線員工”為自治實體的MOS自組織、自適應機理及狀態(tài)演化研究:分析MTO運作模

4、式下MOS的概念、特點、外部環(huán)境、構成要素、內部關系、結構、功能及自組織特性，探討MTO/MOS訂單要求及任務的復雜變化、系統(tǒng)績效或目標、一線員工狀態(tài)變量、控制參數(shù)及隨機擾動因素，以此為基礎構建MTO/MOS自組織、自適應機理，對系統(tǒng)目標、員工狀態(tài)、控制參數(shù)及隨機擾動因素的內部關系及相互作用進行解析。以上述機理為基礎，建立基于協(xié)同動力學的MOS一線員工行為狀態(tài)演化模型，通過序參量分析及對模型的求解，得出隨機漲落力為零時的MOS不穩(wěn)定態(tài)及

5、穩(wěn)定態(tài)解，并對解的實際意義進行了說明，在此基礎上分析MOS達到及維持穩(wěn)定態(tài)所需的條件。
　　 二、明確了MTO/MOS自組織、自適應運作機理及狀態(tài)演化規(guī)律后，進一步研究影響MOS員工狀態(tài)的控制參數(shù)之一——組織模式。當訂單品種、任務量（即計劃投產量）及交貨期等復雜變化時，分析并構建基于自組織、自適應機理的動態(tài)組織模式。具體內容是:分析MTO/MOS組織模式的影響因素、特點及表現(xiàn)形式，計算各靜態(tài)作業(yè)模式計劃期內的產量并予以比較，畫出

6、動態(tài)組織模式下基于新訂單任務、生產進度失衡及緊急插單任務三種情形的流程圖，并介紹了MTO/MOS實施動態(tài)組織模式的原則及條件?；趩T工的能動性及多技能，采用多Agent建模的方法對MOS動態(tài)組織模式的機制和體系進行研究，提出了協(xié)調Agent、重組Agent、任務Agent、虛擬工作中心Agent、員工Agent的概念，在自治與協(xié)調機制下，建立了基于多Agent的MTO/MOS動態(tài)組織模式控制架構圖，在架構圖的基礎上分析了各Agent的運

7、作關系及功能。
　　 三、由二可知，訂單任務量的復雜變化是影響MOS動態(tài)組織模式的因素之一，而任務量即針對訂單需求量的計劃投產量。考慮在隨機合格品率、質量學習率、不確定返工有效率等條件下，分別對單階段及多生產階段下的MTO/MOS最優(yōu)計劃投產量進行決策。具體內容是:一）在生產實際問題描述的基礎上，建立了僅考慮隨機合格品率及綜合考慮質量學習率與合格品率的單生產階段計劃投產量模型，通過算例分析對模型進行應用和驗證，并對合格品率均值及

8、標準差、初始不合格概率及質量學習系數(shù)進行敏感性分析，得出有關結論。二）綜合考慮當合格品率服從連續(xù)隨機分布及返工有效率服從離散隨機分布時，對單階段計劃投產量進行建模及優(yōu)化決策。通過算例分析驗證了模型的有效性、得出了相關規(guī)律，并對合格品率均值及標準差進行了敏感性分析。三）針對多階段生產系統(tǒng)，考慮當各階段的合格率分別為常數(shù)、服從離散隨機分布、服從連續(xù)隨機分布時，對其計劃投產量及生產成本進行建模、求解及優(yōu)化決策，并進行了理論推導及算例分析，得出

9、了有關結論。
　　 四、針對影響MTO/MOS組織模式的另一重要因素——訂單交貨期復雜變化，對正式投產前的最佳訂購日期及正式投產后的完工期預測及最優(yōu)承諾交貨期決策進行研究，具體內容如下:一）對于物料訂購時間決策，考慮原材料訂購種類為一種或多種、完工期確定或隨機及是否考慮返工的八種情形，對每種情形建立了模型，并主要采用古典數(shù)學方法中的極值法、拉格朗日乘子法、內點障礙罰函數(shù)法等方法對模型進行分析及求解，通過算例分析驗證了模型的有效性

10、和適用性。二）當物料供應及生產準備工作完成后，將對訂單安排生產。針對影響完工期的各類因素，基于統(tǒng)計分析對完工期進行預測，建立區(qū)間預測模型、進行數(shù)值仿真，并對完工期均值進行敏感性分析，提出了控制完工期影響因素的措施。三）依據(jù)有關假設建立客戶要求交貨期模型，在相關原則指導下，確立生產企業(yè)承諾交貨期及價格決策模型，并進行了算例分析。
　　 全文緊緊圍繞MTO/MOS的四大核心績效（成本、質量、數(shù)量、交貨期）進行研究，其中第一部分內容為