生产管理与控制优化技术浅议

1、生产管理与控制优化技术浅议 企业信息化是指在企业业务流程和生产经营活动重组和优化的基础上，利用计算机技术、网络技术和数据库技术对企业进行集成化管理，实现企业内部、外部信息共享和信息资源的有效利用，以提高企业的经济效益和市场竞争能力。 企业信息化的目的是提高企业的竞争能力，提高经济效益和保证持续发展。 企业信息化主要涉及以下领域：.工程技术领域，一个现代企业在新产品的研究、设计、开发和工艺设计方面，为了缩短研发周期，保证设计一次成功，需采用现代信息技术和相应的管理方式，如cax、虚拟制造技术、网络技术、并行工程等。.生产运作领域，一个现代企业要求它的生产运作系统，对于多变的市场需求具有快捷的响应

2、能力和应变能力。因此制造企业须广泛采用数控技术、计算机集成技术，建立fmc、fms、物流储运系统和cims系统等。.企业管理领域，使各种管理业务实现集成化管理。而企业信息化是生产管理与掌握优化的基础和必要条件。 1生产管理与掌握技术的必要性 随着制造业竞争(competition)日趋激烈、变化(change)日新月异、顾客(customer)日渐成熟，以3c为特征的现代经营环境使机械制造企业临着前所未有的新挑战，如：金融危机导致的市场萎缩、原材料价格波动、产品结构日益复杂、市场需求日趋多样等问题。在这种背景下，单纯的添加制造设备、降低库存、削减生产成本等传统手段己收效甚微。如何将外部制造资源

3、纳入系统进行合理利用、整体配置，如何将生产管理的重点由节支转变为增收，如何查找新的生产管理技术已经成为制造业在激烈竞争中生存和发展的必由之路。 2生产管理与掌握的各种技术 企业通过各亲密相连环节的协同联动，通过有效的生产规划方法、优化技术与掌握策略，最终实现企业的生产目标。生产管理的科学量化以及最优规划是实现制造系统有条不紊、高效运转的核心所在。但是由于生产管理与掌握问题的复杂性、困难性和多变性等特点，目前的理论研究和生产实际仍存在较大差距。 一些生产管理与掌握技术，如制造资源计划(manufacturingresourceplanning，mrp)或企业资源计划(enterprisereso

4、ureeplanning，erp)、准时制生产(justintime，jit）、约束理论(theoryofconstraints，toc)等应运而生。它们是在不同的时代、不同的经济环境下依据不同的用户需求相继发展起来的。 jit变mrp注意设备利用率的推式生产为注意市场需求的拉式生产，toc变jit一味削减成本做法为力争有效产出(throughput，tp)的最大化，并允许合理库存(inventory，i)和运营费(operatingexpenses，oe)存在。这些生产管理技术在不同时期均发挥了不同的重要作用。 企业进行新产品开发、老产品改造、产品战略调整以及产品金融投资时，在如何在有限的资

5、源下调整产品组合，使企业能够充分利用现有资源能力，以投资收益最大化的问题； 企业在有限的资源限制下，如何权衡产品种类和数量，进一步确定企业主生产计划(masterproductionsehedule，mps)，以使企业整体效益最优； 在企业既定产品品种结构下，如何优化其组合使其可行(满意系统资源约)且整体效益最佳； 为了使市场需求满足度最好，面对企业内部资源的限制，如何充分利用外部资源能力，使企业内、外部资源得到优化合理配置，以最少的代价进行最少能力的拓展或提升，获得最佳的收益。 显见，产品组合问题是企业常见决策之一。它优化既定市场需求下满意资源能力约束的产品种类和相应数量，以使系统利润最大，

6、并且相应得到产品加工的优先次序和资源的占用/安排状况，这些将为企业产品战略调整、资源能力设计或能力调整、投资分析、mps优化等供应重要的数据支持和决策依据。 3生产管理与掌握优化技术 产品组合优化属于组合优化(combinatorialoptimization)问题，是运筹学(operationsreseareh，or)中的一个经典且重要的分支。它是典型的np困难问题，随着产品种类的增多、资源约束的增加，其求解难度呈指数递增，无法在合理时间内得到大规模产品组合的优化解。 产品组合优化可以使利润最大化、在制品库存水平降低，顾客满足度提高等。研究产品组合优化模型、构建合适算法，在合理时间内取得问题

7、的最优解是当前研究的热点之一。 4优化求解策略 产品组合求解策略依据是否依靠产品优先级分为:基于产品优先级和能力约束的产品组合优化和基于能力约束的产品组合优化。 (1)基于产品优先级和能力约束的产品组合优化 基于产品优先级排序的方法有两种: 无限能力约束下的产品优先级排序方法:先在不考虑能力约束状况下采用交付期最早优先(earliestduedate，edd)或延迟成本优先(apparenttardinesscost，atc)规则进行优先级排序，再依据产品优先级进行产品组合，使各瓶颈设备能力都能得到满意。因为产品优先级排序时只考虑市场的需求而不考虑其自身能力的约束，所以产品组合过程中需要不断地

8、进行能力平衡，工作量巨大。 有限能力约束下的产品优先级排序方法:toch法是典型的此种类型，它先识别瓶颈，再考虑产品的有效产出和系统自身能力的限制来排序产品的优先级，最终依据产品优先级得到满意瓶颈能力限制的产品组合。采用了类似toch法的运作规律，只不过产品优先级是以产品边际贡献、客户重要性和交货牢靠性三因素的乘积来代替toch瓶颈单位时间的有效产出”指标进行排序。显见，上述两种策略都是先排序产品优先级，再依据产品优先级确定产品组合。这两种策略均存在无法优化产品组合的可能。 这是因为:很可能因为“虚假沉颈的存在而误导产品的优先级。因为瓶颈的确定和产品组合过程亲密相关，假如仅考虑市场需求，很可能

9、得到“虚假”的瓶颈;即便瓶颈辨识无误，按已确定的产品优先级无法保证瓶颈资源的能力恰好被充分利用，若瓶颈资源上存在空闲时间，则得到的产品组合确定不是最优组合。 (2)基于能力约束的产品组合优化 mrp法先依据固定提前期进行无限能力倒排，再依据有限能力约束反复循环进行能力负荷平衡以确定产品的组合;mrp法由于其反复循环平衡，不分重点地对全部设备、全部产品的全部层次的全部计划根据整个流程全部运行一遍，不仅计算量大，而且很可能因为数据的不精确得到产品的非优化组合。因此，转变产品组合优化必需依靠产品优先级的思维定势，探索产品组合求解的优化策略是当前算法研究的另一个重点。 5生产管理与掌握优化技术的意义 生产管理与掌握优化技术作为新的生产管理哲理已在国外取得了相当可观的经济效益，其研究、应用快速升温，且已推广到不同的应用领域，如项目管理、成本掌握、供应链