基于DBR模型的生产排程研究.pdf

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1、基于DBR模型的生产排程研究口郑秋雁口钱静江南大学机械工程学院江苏无锡214122摘要：在有限资源条件下对企业生产进行计划，需要将重心聚焦在限制产能产出的资源上。在约束理论的基础上，将Drum—Buffer—Rope模型导八生产环节，基于约束资源进行生产排程，以最小化最大生产时间为目标，通过遗传算法得到最优解。仿真结果表明，在保证约束资源不停工的情况下，排程总时间为526rain，与实际情况进行对比后证明该方法切实可行。关键词：约束理论DBR模型约束资源遗传算法中图分类号：TH162文献标识码：A文章编号：1000—4998(2o14)o5—0045—04生产排程作为生产管理的

2、核心问题，一直受到广充分配合约束资源的生产节奏；④通过增加设备等方泛的关注，如何充分利用生产资源、提高生产效率，是式来提高约束资源的产能，使当前的约束资源变成非企业一直追求的目标。约束资源；⑤回到①，找出系统中新的约束资源。对于目前比较通用的生产管理技术，制造资源计通过合理控制生产现场的生产节奏、缓冲量和投划(ManufacturingResourcePlanning，MRP1I)旨在合理料节奏，增加系统有效产出、缩短生产前置时间并减少利用资源，降低库存，通过集中式的计划方式，按无限在制品库存，从而保证生产环节的顺利进行。能力编排各个工序的生产，追求能力的平衡。准时生产1．1找

3、出系统的约束资源方式(JustInTime，JIT)旨在消除一切浪费，通过看板控约束资源是指系统中实际生产能力小于或等于生制模式，以有限能力计划进行编排，后道工序传递生产产负荷的资源，这类资源限制了整个企业的产出。一般需求信息，上游工序按时按量向下游工序传递所需的确定约束资源是通过比较系统中所有工序的产能负荷产品，不考虑能力的平衡。】l2]。MRPⅡ和JIT在生产改比，产能负荷比值最大的工序为约束资源。设备的产能善方面均能达到很好的成效．但是对于生产系统中的负荷比为：所有资源都相同对待．不具有很强的针对性。约束理论XC／乙(TheoryofConstraints，TOC)将企业

4、在实现其目标的过CⅣfxAf(1)程中存在的限制因素称为约束资源，通过识别和消除L=∑(xDemartd~)这些约束，使企业更有效地实现目标，具有很强的针x,／式中：置为设备i的产能负荷比；C为设备i所能提供性和快速性。的产能；L为设备i的负荷；为设备i的数量；A为设备i的理论可用工时；为产品k在设备i上的实际1DBR模型的应用步骤加工时间；Demand~为经过设备i的产品k的需求量。T0C理论由EliyahuM．Goldratt博士于l986年创根据式(1)，产能负荷比最小的工序为系统的约束立，目前已广泛应用于各行业。T0C的基本思想源于资源，且同一时刻系统中只存在一个约束资

5、源，在挖“局部系统的最优不一定是全局最优”和“优化是一个尽、打破约束后，约束便会转移至其它工序．此时需要持续改善的过程”。进行新一轮的改善‘Drum—Buffer—Rope模型(简称DBR)是T0C理论1．2确定系统的缓冲区及缓冲量解决生产制造中的问题的一种方法E3]，具体操作流程：设定缓冲区是为了保护约束资源．避免系统中的(找出系统的约束资源．即生产中的产能制约资源不稳定因素影响到约束资源的利用和最大化系统的有(CapacityConstraintResources，CCR)；②为应对系统中效产出。缓冲区设置在约束资源和交期之前，分别称为的波动因素，需在约束资源之前设立一定的

6、缓冲约束缓冲和出货缓冲。缓冲时间的大小包含在制品的(Buffer)以保护生产顺利进行；③因约束资源决定整个加工和调整准备时间、系统的不稳定宽裕时间与高峰系统的有效产出，故约束资源的生产节奏(Drum)决定的宽裕时间等；为了简单估计，一般会设置与总加工时了系统的生产节奏，非约束资源需要通过绳子(Rope)间成某种比例的关系．比较稳定的系统可能只需一般总加32时间即可]。本文约束缓冲区长度设置为约束收稿日期：2013年11月机械制造52卷第597期2O14／5工序前加工时间的1／2，出货缓冲时间设置为约束工序(5)不考虑加工过程中的换线时间。至末道工序加工时间的1／2。基于DBR模

7、型的生产排程问题可表示为在满足1-3确定约束资源的生产节奏如上条件的情况下，求解最小化最大完丁时间在基于DBR模型排程时，最重要的是确定约束资2．2排程计算源的生产节奏。由于本文仿真的数据来自库存式生产2．2．1遗传算法流程企业，故需要确定适合于此类企业的生产排程计划。因遗传算法(GeneticAlgorithm，GA)仿效生物界中库存式生产不存在严格意义上的交货期问题。在排程的“物竞天择、确定实际问题参数集时重点考虑约束资源的利用率最大，并选择将最小化适者生存”的最大完工时间作为目标函数。