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烟丝加工双机流水线生产调度与维护联合优化引言赵世雄,王丽亚,郑宇,笪佳敏虾=煌ù笱Щ涤攵こ萄г海虾摘要:首先将烟丝加工制程抽象为带缓冲的双机生产调度与设备维护联合优化数学模型。然后,基于烟丝加工制程的特点,给出并证明了其联合优化调度问题的若干最优解特性。在此基础上,提出了一个简洁、有效的算法用于求解该问题。最后,通过实际烟丝加工案例验证了该算法的有效性。关键词:生产调度;维护计划;联合优化;流水线;烟丝加工中图分类号:籘文献标识码:生产和设备维护是生产运营过程中两项最基本的活动,二者之间存在相互影响和制约关系,即设备维护会干扰生产调度进程,同时生产活动也会影响维护的执行=昀矗芯空呙侵鸾ト鲜兜降ザ对生产调度或维护进行决策不能很好地反映实际情况,也难以取得理想的效果,因此生产调度和维护的联合优化研究逐渐受到重视T缙谟写罅垦芯拷维护所造成的设备不可用时间以固定约束的形式引入生产调度模型中,仅进行生产作业排序决策庑┭芯吭谝欢ǔ潭上反映了维护作业对生产的干扰作用,但却忽略了实际中维护作业执行时间点的选择通常具有一定的柔性=暧醒д呖J汲⑹匝芯慷陨鞫群臀护进行同时决策、统筹优化,并取得了一些成果,主一—第卷第文章编号:———,以最小化最大完工时间为目标,建立了双机猰琖;工业工程与管理年琒,,.瓼,;;;—,.:瑆,.簆收稿日期:恍藁厝掌冢基金项目:上海市科学技术委员会资助项目;作者简介:赵世雄,湖南衡山人,硕士研究生,主要研究方向为制造系统生产组织和设备维护安排优化。
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弧,簧,#加工为工件琲,俄一,⋯,侍夥治鲇肽P徒一畉.∑R;一,琋∑R;一,琋烟丝加工问题分析带缓冲双机生产调度与维护联合优化建模\渌土一∑轨。要集中在单机与并行机领域攵訤等更复杂生产系统的研究较少A硪环矫妫于多数调度问题本身就是难题,加入维护决策后求解变得更为复杂。因此,目前此类问题基本依赖遗传算法、蚁群算法等元启发式算法求解。.但求解效果与效率不是非常理想。烟草制造业对我国的经济总量有一定贡献,如年国内烟草行业仅利税就达多亿,超过生产效率和质量影响很大,研究对二者进行优化具有重要意义。本文将烟草制造过程中最重要的烟丝加工环节抽象为带缓冲的双机化最大完工时间为目标,建立了带缓冲的双机生产调度与设备维护联合优化数学模型。随工情景下问题的数学特性,给出了有关其联合优化调度问题最优解特性的若干定理、推论及相应证明,烟草制丝按牌号桓雠坪叛桃吨卦工,加工完的烟丝进入储丝房存储,等每个加工牌号下所有烟丝的段前加工全部完成后,才能由储丝房将该牌号的烟丝投人段后加工流程。由于段前和段后内部加工环节的连续性对其品质有非常大的影响,因此无论是段前加工还是段后加工,其内部各环节间均不存在缓冲设备,烟丝在段前和段后内部环节的加工都是分别通过皮带机不间断进行。可见,烟丝牌号在段前加工流程和段后加工流程可等效看作两道大工序,而储丝房则可看作这两个工序之间的缓冲,整个烟丝加工流程可抽象为典型的带缓冲的两台机流水线肷⒓庸つJ剑缤工序。此外,为保障设备技术状态及加工品质,必须按规定要求对设备实施维护,如针对设备特定单元或机构的清洁和保养活动。烟丝加工对机台维护有一一烟丝加工流水线从特性上可以等效为两台机带缓冲的,现建立一般的带缓冲双机生产和设备维护作业调度联合优化模型,为研究进行烟丝加工生产调度和维护作业