【正文】 對(duì)于多個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的 產(chǎn)能分配機(jī)制的研究起源于 Hwang 和 Valeriano 對(duì)煙堿市場(chǎng)的觀察 ， 在考察過(guò)程中 他們發(fā)現(xiàn)在該市場(chǎng)上供應(yīng)商是按照銷售歷史和市場(chǎng)位置進(jìn)行產(chǎn)能分配的 ，也就是說(shuō)在產(chǎn)能分配過(guò)程中有兩個(gè)參考指標(biāo)決定產(chǎn)能的配比：一個(gè)是該生產(chǎn)系統(tǒng)的歷史銷售數(shù)據(jù)，即多銷多得，少銷少得；另一個(gè)則是該生產(chǎn)系統(tǒng) 的市場(chǎng)位置，這個(gè)方面限于行業(yè)的特殊性 。這在當(dāng)前 瞬息萬(wàn)變的 市場(chǎng)環(huán)境 ,毫無(wú)疑問(wèn) 將 極 大 的 削弱企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。 從兩個(gè)方面對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行研究，對(duì)于公司來(lái)說(shuō)，可以同時(shí)內(nèi)外兼修，不僅提高了單個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的生產(chǎn)能力、生產(chǎn)效率，而且提高了整個(gè)集團(tuán)的 整體實(shí)力、競(jìng)爭(zhēng)力 。 研究 意義 本論文 區(qū)別于 傳統(tǒng)的生產(chǎn)能力 分配 的 研究 ， 不僅研究生產(chǎn)系統(tǒng)自身的生產(chǎn)能力，并且通過(guò)生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變來(lái)提高其生產(chǎn)能力；而且從 統(tǒng)籌 多生產(chǎn)系統(tǒng)的高度， 在訂 燕山大學(xué)工程碩士學(xué)位論文 單分配時(shí) 考慮生產(chǎn)系統(tǒng)的生產(chǎn)能力，分配其力所能及的訂單。 各個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的 工廠 仍 延續(xù)著傳統(tǒng)的大批量生產(chǎn)方式，并且這種生產(chǎn)思維方式根深蒂固 ，雖然引進(jìn)一些 先進(jìn) 的生產(chǎn) 管理 工具，例如 5S 管理 、可視化管理、看板系統(tǒng)等，但是并沒(méi)有以此作為引進(jìn) 先進(jìn) 生產(chǎn)方式的蹺板，而只是將這些系統(tǒng) 性工具作為單純的工具 結(jié)合大量生產(chǎn)方式進(jìn)行 使用 ， 并 沒(méi)有發(fā)揮其真正的價(jià)值，當(dāng)然也 就 不具備針對(duì)客戶多樣化需求的 生產(chǎn) 柔性 ，整體的生產(chǎn)效率低下 。第一章 緒 論 1 第 1 章 緒 論 選題 背景及 研究 意義 選題 背景 GSK 公司是一家汽車座椅 、門板、遮陽(yáng)板、立柱等汽車內(nèi)飾 研發(fā)生產(chǎn)公司，主要為國(guó)內(nèi) 外 多家汽車廠商提供不同功能、型號(hào)、檔次的汽車座椅 、門板、遮陽(yáng)板、立柱等汽車內(nèi)飾 。 對(duì)于該 類 公司來(lái)說(shuō)，產(chǎn)能分配的合理與否不僅決定了各個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的利益而且決定了 公司 的整體利益。所以本論文所研究的內(nèi)容 不局限于單個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的產(chǎn)能分析 。 對(duì)于 公司 下 屬 的多生產(chǎn)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)， 長(zhǎng)期 獲得 高于或者低于產(chǎn)能 的 訂單 都將 對(duì) 生產(chǎn)系統(tǒng) 產(chǎn)生極為不利的影響。 可以得出結(jié)論，產(chǎn)能分配結(jié)果的優(yōu)劣不僅影響各生產(chǎn)系統(tǒng)的利益，而且會(huì)影響到整個(gè)公司的整體利益。此后 ， 學(xué)者們從不同角度對(duì)產(chǎn)能分配問(wèn)題進(jìn)行了研究 ， 并提出相應(yīng)的分配機(jī)制 [1]； Cachon 和 Larivie 根據(jù)訂貨時(shí)零售商夸大自己的需求以獲得更多的分配額度 ，從而影響供應(yīng)鏈效率的現(xiàn)象 ， 鑒于此， 提出了線性的和按比例的產(chǎn)能分配機(jī)制 ， 具體是指：在產(chǎn)能分配過(guò)程中，根據(jù)實(shí)際銷售量按照相關(guān)比例進(jìn)行分配， 以保證零售商按照真實(shí)需求進(jìn)行訂貨 ，而不是只是從自身利益考慮盡可能多的得到配比 [2]；Hazra 等 則 對(duì)電子市場(chǎng)中的產(chǎn)能分配問(wèn)題進(jìn)行了研究 ， 研究指出 供應(yīng)商的價(jià)格 和 產(chǎn)能函數(shù)以及購(gòu)買者在不同 的零售商之間購(gòu)買產(chǎn)品 的情況下獲得 成本 最小化 的方法[3]； Korpel 提 出了供應(yīng)商根據(jù)顧客的戰(zhàn)略重要性和有關(guān)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行產(chǎn)能分配的分配機(jī)制，即從戰(zhàn)略的高度進(jìn)行顧客的劃分及選擇，并且將重點(diǎn)放在這種選擇分析的區(qū)分識(shí)別和規(guī)避上，以此為基礎(chǔ)而研究出相應(yīng)的產(chǎn)能分配機(jī)制 [4]； Haynsworth 和 Price及 Ha 則研究主要 針對(duì)不同等級(jí)顧客的有限產(chǎn)能分配問(wèn)題，在產(chǎn)能分配之前，首先根據(jù)對(duì)客戶的分析將客戶分為不同的等級(jí)，然后針對(duì)這些不同等級(jí)的客戶分配相應(yīng)的產(chǎn)能的一種產(chǎn)能分配機(jī)制 [5]； Balakrishman 等 則對(duì)時(shí)裝業(yè)中兩 等級(jí)產(chǎn)品的生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行研究 ， 提出了在隨機(jī)需求下的單周期啟發(fā)式產(chǎn)能分配流程 [6]； Barut 和 Sridharan 在此基礎(chǔ)上探討了短周期多產(chǎn)品模型。 它的基本特征包括：組織結(jié)構(gòu)分散，通常以家庭式商鋪形式存在； 對(duì)于作業(yè)員要求高，并且技術(shù)水平良莠不齊，也沒(méi)有一個(gè)定量的衡量標(biāo)準(zhǔn)，作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)，并且作業(yè)成本高；生產(chǎn)產(chǎn)量很低，由于每一個(gè)產(chǎn)品只是由一個(gè)員工完成所有的作業(yè)工序，所以生產(chǎn)周期長(zhǎng)；生產(chǎn)穩(wěn)定性差，產(chǎn)品品質(zhì)不穩(wěn) 燕山大學(xué)工程碩士學(xué)位論文 定。 精益生產(chǎn) 方式 源于日本豐田公司的 豐田 生產(chǎn)方式 (TPS — Toyota Production System)， 精益生產(chǎn)方式這一概念 首先 由美國(guó)麻省理工學(xué)院的專家教授提出來(lái)的，他們 通過(guò) 對(duì)豐田公司的生產(chǎn)方式進(jìn)行大量 實(shí)地考察 研究， 并且 總結(jié)、 歸納 而得。 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀 （ 1） 產(chǎn)能規(guī)劃 陶星等 的研究 通過(guò)算例驗(yàn)證了 DCAP 機(jī)制在高等級(jí)需求超過(guò)自身保護(hù)產(chǎn)能條件下是低效的 [9]； 路健等 的 研究 是在 供應(yīng)鏈環(huán)境下 ,對(duì) 產(chǎn)能優(yōu)化配置問(wèn)題 進(jìn)行研究 ,在研究時(shí)運(yùn)用了 混合粒子群算法 來(lái)分析產(chǎn)能優(yōu)化分配 [10]； 郭永輝等 的 研究 則從戰(zhàn)略的高度，對(duì)供應(yīng) 鏈的 產(chǎn)能規(guī)劃 如何 決策 進(jìn)行了 研究 ，并且給出應(yīng)用思路 [11]； 董紹輝等 的 研究 則基于安全多方計(jì)算對(duì) 供應(yīng)鏈產(chǎn)能分配機(jī)制 進(jìn)行探討研究，并且從理論角度設(shè)定出相應(yīng)的分配機(jī)制 [12]； 楊挺等 的 研究 則 基于有向加權(quán)網(wǎng)絡(luò) ，對(duì)于多品種、少批量生產(chǎn)模式的 混流生產(chǎn)線 進(jìn)行研究，尋找最合適的 產(chǎn)能規(guī)劃方法 [13]；陶星 ，王其文等研究的 訂單驅(qū)動(dòng)生產(chǎn)系統(tǒng)中的收益管理 —— 對(duì)動(dòng)態(tài)產(chǎn)能分配機(jī)制改進(jìn) [14]； 耿娜等 的研究則 對(duì)用于晶圓制造產(chǎn)能規(guī)劃優(yōu)化決策的改進(jìn)隨機(jī)規(guī)劃方法進(jìn)行了研究 [15]； 譚勇等對(duì)空調(diào)企業(yè)庫(kù)存管理與產(chǎn)能分配模型的實(shí)證進(jìn)行了研究 [16]； 郭永第一章 緒 論 5 輝對(duì)基于瓶頸思想的供應(yīng)鏈多階多廠產(chǎn)能規(guī)劃 [17]； 鄧小華等對(duì)基于模具企業(yè)需求預(yù)測(cè)的設(shè)備規(guī)劃進(jìn)行了研究 [18]。 2021 年， 顧新建，曹韻紅 等研究對(duì)比了 大批量定制生產(chǎn)與精益生產(chǎn)方式 ，并且指出了精益生產(chǎn)方式較大量生產(chǎn)方式的諸多優(yōu)勢(shì) [19]； 2021 年， 王頻教授 研究 提出 了精益生產(chǎn)的房屋結(jié)構(gòu) 的新概念，分 為 精益生產(chǎn) 是房屋結(jié)構(gòu)的屋頂 ； 而 準(zhǔn)時(shí)化生產(chǎn)、柔性自動(dòng)化生產(chǎn)、 全面質(zhì)量管理和專業(yè)化協(xié)作生產(chǎn) 則分別為房屋結(jié)構(gòu)的支柱 ；并行工程和小組工作方式 則是房屋結(jié)構(gòu)的地基部分 。這一研究成果 可以從根本 上消除企業(yè) 在日后實(shí)際生產(chǎn) 當(dāng)中的浪費(fèi)， 也就避免了企業(yè)在出現(xiàn)問(wèn)題后才進(jìn)行改善而產(chǎn)生的浪費(fèi) [24]。 其次，對(duì)各個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的 工廠布局、管理 、生產(chǎn)效率 等 生產(chǎn) 現(xiàn)狀 進(jìn)行了解，并且分析其現(xiàn)有的生產(chǎn)方式 所 存在的弊病，并針對(duì)此問(wèn)題的改善策略進(jìn)行研究。 研究的主要方法 本文采用禁忌搜索算法對(duì) GSK 公司的多生產(chǎn)系統(tǒng)的產(chǎn)能進(jìn)行分配，為了使得初第一章 緒 論 7 始解具備更高的質(zhì)量，利用匈牙利算法求得初始解，再 應(yīng)用 Matlab 求得最優(yōu)解。例如：有幾班級(jí)需要安排幾個(gè)教室上課 ； 有幾項(xiàng)工作需要指派給幾個(gè)人來(lái)完成； 有 幾 項(xiàng)合同需要選擇 幾個(gè)投標(biāo)者來(lái)承包等。 而在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，則 根據(jù) ijc 的 現(xiàn)實(shí) 含 義， 給予 矩陣 C 不同的定義 ，如 成本、 費(fèi)用、時(shí)間等。作為可行解，矩陣 中的 每列各元素中都有且只有一個(gè) 1，以滿足 每項(xiàng)工作必由且只有一個(gè)工作人員去完成 ；每行各元素都有且只有一個(gè) 1，以滿足 每個(gè)工作人員完成且只完成一項(xiàng)工作 。 （ 1） 工作人員數(shù)和工作數(shù) 不 相 等 的情況下 的指派問(wèn)題 ：一種情況為 工作人員數(shù)少于工作數(shù) ， 解決辦法為在系數(shù)矩陣添加虛擬的“人員 ” 使得工作人員數(shù)與工作數(shù)相等 。 當(dāng)然 添加的這幾個(gè)工作人員完成同一項(xiàng)工作的費(fèi)用相同 ，從而轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)形式 。 而 燕山大學(xué)工程碩士學(xué)位論文 1955 年，庫(kù)恩 先生 利用 獨(dú)立零元素的定理 ，提出 求解指派問(wèn)題的一種算法 ， 因?yàn)檫@種獨(dú)立零元素定理源于匈牙利數(shù)學(xué)家康尼格的研究成果，所以 我們 習(xí)慣上稱之為匈牙利解法 ，具體如下： 利用 匈牙利解法 求解標(biāo)準(zhǔn)形式指派問(wèn)題實(shí)際上是 利用了 矩陣 的一個(gè)重要的 性質(zhì)：從矩陣 中的某行或者某列的 各元素 均 減去一個(gè)常數(shù) n，得到一個(gè)新的矩陣 ， 則這兩個(gè)矩陣擁 有相同的最優(yōu)解 ，即這種變化不影響矩陣的解 。具體操作為：首先找各行、各列元素中的最小元素，然后分別讓各行、各列均減 去之前找出的最小元素可得滿足以上條件的新矩陣。根據(jù)定義和規(guī)定在矩陣中尋找。這樣就可以使得矩陣出現(xiàn) n 個(gè)獨(dú)立零元素。 在 確定獨(dú)立零元素 的過(guò)程中，為了能夠區(qū)分不同行、列的零元素 ， 可以通過(guò)一些標(biāo)記 手段：只有一個(gè)零元素的行、列 中加圈 ，即將零元素圈起來(lái) ， 不是已經(jīng)做了第 2 章 相關(guān)理論 及概念 11 指派 。此時(shí)， 令系數(shù)矩陣中的已經(jīng)確定了的獨(dú)立零元素為 1，因此同時(shí)將矩陣中其他因素設(shè)為 0， 從而 得最優(yōu)解矩陣。 禁忌搜索 算法 思想 局部領(lǐng)域搜索 算法 是在 當(dāng)前解的領(lǐng)域中持續(xù) 不斷 地進(jìn)行搜索， 雖然 算法 通俗易懂，也容易實(shí)現(xiàn) ，但 也有其缺點(diǎn)： 搜索 結(jié)果 的優(yōu)劣 完全依賴于領(lǐng)域結(jié)構(gòu)和初始解 的優(yōu)劣，即領(lǐng)域結(jié)構(gòu)及初始解選擇的優(yōu)劣會(huì) 很大程度 決定 了 搜索結(jié)果的優(yōu)劣 ， 特別 容易陷入局部極小而 失去全局最優(yōu) 性。 禁忌搜索 算法的基本思想是： 首先， 通過(guò)隨機(jī)選取或者利用某種算法給定或者 燕山大學(xué)工程碩士學(xué)位論文 求得 一個(gè)當(dāng)前解 作為初始解 ；然后設(shè)定 一種領(lǐng)域 規(guī)則 ， 并 在 已選的 當(dāng)前解的領(lǐng)域中確定若干 個(gè) 較優(yōu)解為 候選解，將候選解一一代入目標(biāo)函數(shù)， 若 所得 的目標(biāo) 函數(shù) 值優(yōu)于 目前最好的 狀態(tài)，則忽略其禁忌特性 將其從禁忌表中釋放出來(lái) ，用其代替當(dāng)前解和 目前最好的 狀態(tài)， 與此同時(shí) 將相應(yīng)的對(duì)象加入禁 忌表 ， 如果 不存在上述候選解，則在候選解中選擇非禁忌 的最佳狀態(tài)為新的當(dāng)前解，而 忽略 它的優(yōu)劣 性 ，同時(shí)將相應(yīng)的對(duì)象加入禁忌表 ；如此重復(fù)上述搜索過(guò)程，直至尋找 到 滿意的最優(yōu)解則停止，或者規(guī)定最大迭代次數(shù) 。 由于 禁忌搜索 算法具有靈活的記憶功能和藐視準(zhǔn)則，并且在搜索過(guò)程中可以接受劣解 ,所以 可以避免對(duì)局部最優(yōu)解的反復(fù)搜索 ，轉(zhuǎn)向 未被搜索到的 其他區(qū)域，從而 更好的搜索到最優(yōu)解 ，所以 禁忌搜索 算法是一種局部搜索能力很強(qiáng)的全局迭代尋第 2 章 相關(guān)理論 及概念 13 優(yōu)算法 [27]。總部 在臺(tái)灣，集團(tuán)總部 既包括研發(fā)、生產(chǎn)，同時(shí)統(tǒng)籌規(guī)劃大陸各子公司的發(fā)展?fàn)顩r， 根據(jù)宏觀的經(jīng)濟(jì)政策、經(jīng)濟(jì)形勢(shì)制定整個(gè)公司的發(fā)展戰(zhàn)略，根據(jù)資源（原材料、人力資源等）配置、市場(chǎng)分配以及客戶 需求建設(shè)工廠，并且協(xié)調(diào)、調(diào)度各分廠的各種資源，以達(dá)到均衡發(fā)展、共同進(jìn)步的目的。 第 3 章 GSK 公司簡(jiǎn)介 15 分布在全國(guó)各地的關(guān)系企業(yè)與 研發(fā)中心聯(lián)系最為緊密的，他們作為獨(dú)立的企業(yè)同樣配備相應(yīng)的業(yè)務(wù)部、市場(chǎng)部、開(kāi)發(fā)部、生產(chǎn)部等。 集團(tuán)總部模具廠 市場(chǎng)部 研發(fā)中心 生產(chǎn)廠 1 生產(chǎn)廠 2 … 生產(chǎn)廠 40各生產(chǎn)廠之必須模具研發(fā)生產(chǎn)及前期試模市場(chǎng)開(kāi)拓（隸屬生產(chǎn)廠）業(yè)務(wù)部 產(chǎn)設(shè)課 研管課 試驗(yàn)課 管理課與各關(guān)系企業(yè)聯(lián)系業(yè)務(wù)根據(jù)客戶需求進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā) 規(guī)劃產(chǎn)品開(kāi)發(fā) 前期規(guī)劃直接對(duì)應(yīng)主機(jī)廠，將客戶對(duì)產(chǎn)品的要求發(fā)包給研發(fā)中心，待設(shè)計(jì)完成由生產(chǎn)廠進(jìn)行生產(chǎn)交貨產(chǎn)品驗(yàn)證根據(jù)客戶需求進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì) 圖 31 GSK 公 司組織構(gòu)架 20 燕山大學(xué)工程碩士學(xué)位論文 GSK 公司的 運(yùn)行 模式 GSK 公司結(jié)合自身的實(shí)際狀況量身打造一套流程加表單的運(yùn)行模式 —— APQP體系。 流程 三、 外觀要求 第 3 章 GSK 公司簡(jiǎn)介 17 外觀評(píng)價(jià)基準(zhǔn)表： 由研發(fā)中心的產(chǎn)品設(shè)計(jì)課對(duì)顧客能看到的、觸摸到的、聽(tīng)到的、聞到的、使用到的進(jìn)行評(píng)價(jià)，以達(dá)到滿足顧客需求的目的。 流程 七、分包商 APQP 日程表 為了便于管理，不僅要在公司內(nèi)部實(shí)行 APQP 流程管理，也要求分包商按照該流程進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)劃生產(chǎn)，以達(dá)到能夠及時(shí)提供滿足品質(zhì)要求的貨物 ，一切按流程計(jì)劃進(jìn)行 。 流程 十一、圖面及規(guī)格 2D 圖面：由研發(fā)中心產(chǎn)品設(shè)計(jì)課就 3D 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為相關(guān)生產(chǎn)部門進(jìn)行 生產(chǎn)的依據(jù)的 2D 圖面 ，并且如期發(fā)行 。 流程 十五、量測(cè)系統(tǒng)評(píng)價(jià) 量測(cè) 系統(tǒng)評(píng)價(jià)：由關(guān)系企業(yè)品保課評(píng)估量測(cè)系統(tǒng)的變差。 流程 十九、生產(chǎn)試作 （ 1） 周邊設(shè)備規(guī)劃：由關(guān)系企業(yè)生產(chǎn)制造部門結(jié)合研發(fā)中心的生產(chǎn)準(zhǔn)備規(guī)劃和生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)踐情況以及 產(chǎn)品特點(diǎn)等進(jìn)行周邊設(shè)備規(guī)劃，以便能提高生產(chǎn)效率； （ 2） 試生產(chǎn)計(jì)劃：由關(guān)系企業(yè)生產(chǎn)制造部門根據(jù)客戶的交貨要求制定 試生產(chǎn)計(jì)劃，包括：數(shù)量、種類、時(shí)間間距、人力需求等， 并 且 執(zhí)行。試驗(yàn)報(bào)告：由研發(fā)中心試驗(yàn)課根 據(jù)客戶要求、相關(guān)法規(guī)等對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)并以報(bào)告形式呈現(xiàn) ，作為半成品、產(chǎn)品是否符合客戶及相關(guān)法規(guī)要求的重要憑證 。該公司是一家臺(tái)灣企業(yè)，下屬一家研發(fā)公司位于廊坊 — 全興工業(yè)研發(fā)（廊坊）有限公司，以及 20 多家生產(chǎn)企業(yè)分別位于大陸的各大城市：鄭州、開(kāi)封、武漢、南京、九江、長(zhǎng)春、廊坊、重慶、成都等地，以及一家模具開(kāi)發(fā)公司位于黃巖。還有， 若 是因?yàn)檫@個(gè)小的訂單的生產(chǎn)，而不得不放棄與此同時(shí)而來(lái)的較大的訂單，而失去 更重要的 客戶 ，往往因小失大 ；另一方面，則又常常接到的訂單遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其生產(chǎn)能力，造成其超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)， 經(jīng)常超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)不僅會(huì)減少設(shè)備的壽命，也會(huì)讓員工感到筋疲力盡而失去工作的興趣，還會(huì)造成品質(zhì)得不