【正文】 數相等 。 非標準形式 在我們的現實生活當中 ， 遇到的問題往往不是標準形式的，而是工作人員數 量不等于工作數量，或者某個工作人員可以做更多的工作等形式 。作為可行解，矩陣 中的 每列各元素中都有且只有一個 1，以滿足 每項工作必由且只有一個工作人員去完成 ；每行各元素都有且只有一個 1，以滿足 每個工作人員完成且只完成一項工作 。 建立標準指派問題的數學模型 之前 ， 首先 定義如下 ： ? ?n,2,1,i01i ?????? jji jix j 項工作個工作人員完成第若不指派第 項工作個工作人員完成第若指派第 然后 ， 建立 標準指派問題 的數學模型 如下： ??? ?? ni nj ijij xcz 1 1m in （ 21） ? ?? ?? ????????????????????njxnixnjxtsijnjijnij,2,1,i01,2,11,2,11..11i???或 （ 22） 第 2 章 相關理論 及概念 9 模型中， 式 (22)依次 表示 每 項工作 必由且只有一個 工作人員去完成 ； 表示 每個工作人員完成且只完成一項工作 ；若是 1ij?x 則表示分配成功，若 0ij?x 則表示分配失敗 。 而在實際應用時，則 根據 ijc 的 現實 含 義， 給予 矩陣 C 不同的定義 ，如 成本、 費用、時間等。 標準形式 標準形式的指派問題為 ：有 n 個 工作人員 和 n 項工作 ，已知 ：第 j 項工作 由 第i 個 工作人員完成的 費用為 ijc （ i,j=1,2,…,n ），要求給出 指派方案 ：使得這 n 個工作人員和這 n 項工作一一對應 ， 并且要求 這 n 個工作人員完成 這 n 項工作 的總費用最少。例如：有幾班級需要安排幾個教室上課 ； 有幾項工作需要指派給幾個人來完成； 有 幾 項合同需要選擇 幾個投標者來承包等。最后采用對比分析法，對本文研究的產能分配方式所得結果與 GSK 公司之前的產能分配 方式所得結果，以及本文所研究的生產方式與 GSK 公司之前的生產方式進行對比 ，體現本文研究內容的價值。 研究的主要方法 本文采用禁忌搜索算法對 GSK 公司的多生產系統(tǒng)的產能進行分配，為了使得初第一章 緒 論 7 始解具備更高的質量，利用匈牙利算法求得初始解，再 應用 Matlab 求得最優(yōu)解。 最后，本文也為其它類型相似的制造型企業(yè)就如何合理分配產能以及如何提升企業(yè)根據顧客多樣化、少批量的需求而及時生產的柔性生產能力 給出建議 ，并且就先進 生產方式的實戰(zhàn)應用方面 給出了一些切實可行的建議和意見。 其次，對各個生產系統(tǒng)的 工廠布局、管理 、生產效率 等 生產 現狀 進行了解，并且分析其現有的生產方式 所 存在的弊病，并針對此問題的改善策略進行研究。 研究 的主要 內容及 方法 研究的主要內容 本文 的 主要研究內容是 GSK 公司下屬的多生產系統(tǒng)在面對客戶多樣化、不定量、更新周期短的需求情況下的產能分配，以及根據分配后的各生產系統(tǒng)對應的產能 ， 通過 轉變 生產方式 來 提高各個生產 系統(tǒng)生產效率 。這一研究成果 可以從根本 上消除企業(yè) 在日后實際生產 當中的浪費， 也就避免了企業(yè)在出現問題后才進行改善而產生的浪費 [24]。 2021 年， 張弛和張永嘉 等 合著 的 《精益六西格瑪 精益生產與六西格瑪的完美整合》 一 書中 ，介紹了精益 六西格瑪可以 同時 改善企業(yè) 運營的 速度、成本和質量，這就 意味著 生產 企業(yè)可以 以更高的效率 地生產出 讓 顧客滿意的產 品， 并且 總結出 將精益生產與六西格瑪 進行結合的模型 [22]； 2021 年， 楊建宏和殷衛(wèi)民等 合著《精益生產實戰(zhàn)應用》書中從精益生產方式的 5 個原則出發(fā)，介紹了精益生產方式的實戰(zhàn)應用程序 [23]。 2021 年， 顧新建，曹韻紅 等研究對比了 大批量定制生產與精益生產方式 ，并且指出了精益生產方式較大量生產方式的諸多優(yōu)勢 [19]； 2021 年， 王頻教授 研究 提出 了精益生產的房屋結構 的新概念，分 為 精益生產 是房屋結構的屋頂 ； 而 準時化生產、柔性自動化生產、 全面質量管理和專業(yè)化協(xié)作生產 則分別為房屋結構的支柱 ；并行工程和小組工作方式 則是房屋結構的地基部分 。隨著市場的不斷變化，客戶需求的多樣化，大量生產方式已經不能完全勝任制造 業(yè)生產的主流 生產方式。 國內研究現狀 （ 1） 產能規(guī)劃 陶星等 的研究 通過算例驗證了 DCAP 機制在高等級需求超過自身保護產能條件下是低效的 [9]； 路健等 的 研究 是在 供應鏈環(huán)境下 ,對 產能優(yōu)化配置問題 進行研究 ,在研究時運用了 混合粒子群算法 來分析產能優(yōu)化分配 [10]； 郭永輝等 的 研究 則從戰(zhàn)略的高度，對供應 鏈的 產能規(guī)劃 如何 決策 進行了 研究 ，并且給出應用思路 [11]； 董紹輝等 的 研究 則基于安全多方計算對 供應鏈產能分配機制 進行探討研究，并且從理論角度設定出相應的分配機制 [12]； 楊挺等 的 研究 則 基于有向加權網絡 ，對于多品種、少批量生產模式的 混流生產線 進行研究，尋找最合適的 產能規(guī)劃方法 [13]；陶星 ，王其文等研究的 訂單驅動生產系統(tǒng)中的收益管理 —— 對動態(tài)產能分配機制改進 [14]； 耿娜等 的研究則 對用于晶圓制造產能規(guī)劃優(yōu)化決策的改進隨機規(guī)劃方法進行了研究 [15]； 譚勇等對空調企業(yè)庫存管理與產能分配模型的實證進行了研究 [16]； 郭永第一章 緒 論 5 輝對基于瓶頸思想的供應鏈多階多廠產能規(guī)劃 [17]； 鄧小華等對基于模具企業(yè)需求預測的設備規(guī)劃進行了研究 [18]。 美國麻省理工學院的 Jame 和 Daniel 教授 (1990)在《改變世界的機器》一書分析認為：日本經濟 之所以能夠 快速恢復、崛起以及 快速發(fā)展 歸功 于他們 首 創(chuàng) 的精益生產方式，精益生產不僅對制造業(yè)甚至對人類社會產生巨大的影響 。 精益生產 方式 源于日本豐田公司的 豐田 生產方式 (TPS — Toyota Production System)， 精益生產方式這一概念 首先 由美國麻省理工學院的專家教授提出來的，他們 通過 對豐田公司的生產方式進行大量 實地考察 研究， 并且 總結、 歸納 而得。 大量生產方式源于 20 世紀初的美國福特汽車公司，當時的福特創(chuàng)造了歷史的第一條汽車生產流水線，實現了通過大量生產方式來降低生產成本、提高生產效率的目的。 它的基本特征包括：組織結構分散，通常以家庭式商鋪形式存在； 對于作業(yè)員要求高，并且技術水平良莠不齊，也沒有一個定量的衡量標準，作業(yè)時間長，并且作業(yè)成本高；生產產量很低，由于每一個產品只是由一個員工完成所有的作業(yè)工序，所以生產周期長；生產穩(wěn)定性差，產品品質不穩(wěn) 燕山大學工程碩士學位論文 定。 （ 2） 生產方式 單件生產方式是一種生產制造業(yè)伊始就已經 存在 的生產方式，一直延續(xù)至今。此后 ， 學者們從不同角度對產能分配問題進行了研究 ， 并提出相應的分配機制 [1]； Cachon 和 Larivie 根據訂貨時零售商夸大自己的需求以獲得更多的分配額度 ，從而影響供應鏈效率的現象 ， 鑒于此， 提出了線性的和按比例的產能分配機制 ， 具體是指：在產能分配過程中，根據實際銷售量按照相關比例進行分配， 以保證零售商按照真實需求進行訂貨 ，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 對電子市場中的產能分配問題進行了研究 ， 研究指出 供應商的價格 和 產能函數以及購買者在不同 的零售商之間購買產品 的情況下獲得 成本 最小化 的方法[3]； Korpel 提 出了供應商根據顧客的戰(zhàn)略重要性和有關風險進行產能分配的分配機制，即從戰(zhàn)略的高度進行顧客的劃分及選擇，并且將重點放在這種選擇分析的區(qū)分識別和規(guī)避上，以此為基礎而研究出相應的產能分配機制 [4]； Haynsworth 和 Price及 Ha 則研究主要 針對不同等級顧客的有限產能分配問題，在產能分配之前，首先根據對客戶的分析將客戶分為不同的等級，然后針對這些不同等級的客戶分配相應的產能的一種產能分配機制 [5]； Balakrishman 等 則對時裝業(yè)中兩 等級產品的生產系統(tǒng)進行研究 ， 提出了在隨機需求下的單周期啟發(fā)式產能分配流程 [6]； Barut 和 Sridharan 在此基礎上探討了短周期多產品模型。 本 文 研究內容 將為 GSK 公司根據客戶多樣化需求、不定量需求、交貨周期短等諸多疑難問題提 供一種合理的產能分配 方式 及 先進的 生產方式 ，將有效提升企業(yè)的訂單反應處理能力，提高企業(yè)的 生產效率及 競爭力，對于同類中小企業(yè)及其他 類似公司均具有參考價值。 可以得出結論，產能分配結果的優(yōu)劣不僅影響各生產系統(tǒng)的利益，而且會影響到整個公司的整體利益。 另一方面， 當生產系統(tǒng)的生產能力總是低于需求訂 單時 ， 在生產過程中就會出現超負荷運轉，從而導致 品質不良， 員工長期加班而降低員工士氣， 企業(yè)無法 快速滿足 客戶 多樣化的 需求。 對于 公司 下 屬 的多生產系統(tǒng)來說， 長期 獲得 高于或者低于產能 的 訂單 都將 對 生產系統(tǒng) 產生極為不利的影響。 然后針對生產系統(tǒng)本身，根據以上分配方式得到 的分配結果， 將該分配結果作為 轉變 生產方式實現拉動生產的動力源頭，從而實現按照客戶的需求拉動生產現場進行生產，最終使得各個生產系統(tǒng)能夠達到 滿足客戶多樣化、少批量、短周期的要求。所以本論文所研究的內容 不局限于單個生產系統(tǒng)的產能分析 。通過 轉變 思想 和 生產方式以及 引進 系統(tǒng)性生產管理 工具，可以提高各生產系統(tǒng)的生產能力， 降低各個生產系統(tǒng)的生產成本以及縮短其交貨期， 即更好的滿足客戶多樣化 、 小批量 的需求 ，最終提高各生產系統(tǒng)的生產效率 。 對于該 類 公司來說，產能分配的合理與否不僅決定了各個生產系統(tǒng)的利益而且決定了 公司 的整體利益。一方面，一部分 生產 子公司因產能過剩而導致產能浪費；另一方面，一部分 生產 子公司則因產能不足而超負荷運行，從而導致不能及時交貨或者不能保證產品品質。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、遮陽板、立柱等汽車內飾 研發(fā)生產公司，主要為國內 外 多家汽車廠商提供不同功能、型號、檔次的汽車座椅 、門板、遮陽板、立柱等汽車內飾 。 公司 下屬 20 多 家生產子公司，一家研發(fā) 子 公司， 其中 20 多 家生產子公司分布在全國各地，而且他們所具備的生產能力各不相同，各個生產系統(tǒng) 各自為政， 應 對大量多樣化的訂單卻沒有統(tǒng)一的處理機制，而是隨機分配 、 不分地域甚至惡性競爭。 各個生產系統(tǒng)的 工廠 仍 延續(xù)著傳統(tǒng)的大批量生產方式，并且這種生產思維方式根深蒂固 ，雖然引進一些 先進 的生產 管理 工具，例如 5S 管理 、可視化管理、看板系統(tǒng)等，但是并沒有以此作為引進 先進 生產方式的蹺板，而只是將這些系統(tǒng) 性工具作為單純的工具 結合大量生產方式進行 使用 ， 并 沒有發(fā)揮其真正的價值，當然也 就 不具備針對客戶多樣化需求的 生產 柔性 ，整體的生產效率低下 。本文根 據實際情況，提出 采用 禁忌搜索算法 ， 建立模型 進行產能分配，使得產能得到合理分配，并且將分配好的產能作為各個工廠進行 及時生產的動力源，從而拉動其生產。 研究 意義 本論文 區(qū)別于 傳統(tǒng)的生產能力 分配 的 研究 ， 不僅研究生產系統(tǒng)自身的生產能力，并且通過生產方式的轉變來提高其生產能力；而且從 統(tǒng)籌 多生產系統(tǒng)的高度， 在訂 燕山大學工程碩士學位論文 單分配時 考慮生產系統(tǒng)的生產能力，分配其力所能及的訂單。首先對于多生產系統(tǒng)的產能分配，通過 引進禁忌搜索算法這種最優(yōu)組合算法，進行多生產系統(tǒng)的產能與訂單的最優(yōu)組合，禁忌搜索算法的初始解的優(yōu)劣決定了最優(yōu)解的優(yōu)劣，所以筆者又應用指派問題建立模型，并且應用匈牙利算法進行求解，從而得到較優(yōu)的初始解。 從兩個方面對生產系統(tǒng)進行研究，對于公司來說，可以同時內外兼修，不僅提高了單個生產系統(tǒng)的生產能力、生產效率，而且提高了整個集團的 整體實力、競爭力 。 一方面， 當 生產系統(tǒng)的 生產能力 總是高于需求訂單時 ，說明該生產系統(tǒng)的營銷能力不足；該生產系統(tǒng)的 固定資產 投入 了 多于實際 的 需求 ，即投資戰(zhàn)略有問題 ； 相應的為了 進行 全面生產維護 ， 需要聘請 更 多的 工作 人員 。這在當前 瞬息萬變的 市場環(huán)境 ,毫無疑問 將 極 大 的 削弱企業(yè)的市場競爭力。而 產能分配之后， 生產方式的轉變 對于各個生產系統(tǒng)應對多樣化 、少批量 需求有著至關重要的影響，并且可以獲得提高產品質量、降低生產成本、縮短交貨期等諸多優(yōu)勢。 國內外研究現狀 國外研究現狀 （ 1） 產能規(guī)劃 第一章 緒 論 3 對于多個生產系統(tǒng)的 產能分配機制的研究起源于 Hwang 和 Valeriano 對煙堿市場的觀察 ， 在考察過程中 他們發(fā)現在該市場上供應商是按照銷售歷史和市場位置進行產能分配的 ，也就是說在產能分