[发明专利]一种面向日化行业个性化生产模式的生产优化调度方法

说明书

本发明涉及一种面向日化行业个性化生产模式的生产优化调度方法，该方法以企业订单为驱动进行建模和优化调度。首先针对企业的所有产品进行产品模型，并将收到的订单进行拆分。以最大化企业效益为目标，构建了包含产品销售价、产品原料成本、产线运行时间费用、产线切换费用、延迟交货补偿费用等信息的优化调度函数，并考虑原料库存限制、交货期限制，订单约束和加工顺序约束等约束条件。在使用人工蜂群算法进行优化求解的过程中，本发明依据日化行业的生产特点给出了编码、适应度函数、初始化可行解以及邻域操作的定义及构建方法。本发明有效地解决了企业以订单为驱动进行产品建模、订单建模以及优化调度建模等问题，得到订单的选择性接受结果、订单排产顺序，从而最大化企业收益。

技术领域

本发明涉及面向日化行业生产，具体地说是一种面向日化行业个性化生产模式的生产优化调度方法。

背景技术

随着制造技术、信息化技术的飞速发展和人们生活水平的提高，人们对柔性产品的需求越来越高，传统大规模生产模式已不能满足产品柔性和多样性的需求。面向柔性生产的智能工厂可实现“大规模定制生产”，既有大规模生产高效率、低成本的特点，又能满足消费者柔性需求。同时还可以保障企业低成本、高效率的特性，使得企业在新的竞争环境下能够适时灵活地转变运营模式，从而在激烈的市场竞争下不断进步、不断创新。

以日化行业为例，近几年行业中以宝洁、强生、欧莱雅为首的国际日化行业巨头，已经连续3年出现净利润下滑。究其原因主要是企业产品的同质化严重，而用户的需求呈现更多的多样性和个性化，两者之间的矛盾要求企业新产品研发、生产和推向市场的速度越来越快，整个行业之前的大规模流水线生产模式已经不能满足市场需求。越来越多的企业开始探索面向用户个性化需求的智能工厂模式。日化类产品设计复杂、产品形态多样化，传统的柔性生产方式虽然在部分行业能满足市场需求，但基本都为单种设备单工艺制造，产品形态和产量等均有限制，缺少多设备、多工艺、多产品的大规模定制应用；随着柔性生产需求的日趋旺盛，迫切需要建立一种全新的能够适应不同客户多品种、多工艺、小批量柔性需求的智能工厂模式，以实现消费品行业的柔性快速制造。

企业要实现智能化生产，必须解决原有大规模生产中的产品建模和生产过程快速重构等工艺问题，依此打通多样化和个性化订单与生产流程之间的快速衔接问题。日化企业是典型的流程制造和离散制造相结合的混合制造工艺，其中流程制造过程中的配发管理和复杂业务的例程管控技术是实现产品快速定义的关键。在产品后道灌装、包装和仓储等环节则为典型的离散制造工艺。相比于离散制造工艺，流程制造的生产过程一般具有非线性、随机性等多种特征，在数学上呈现出高度耦合，求解非常困难。同时，由于生产物流的连续性，缓冲余地小，对资源调度的实时性、协调性和可靠性等提出了更高的要求。

发明内容

本专利主要针对日化行业个性化生产模式的生产优化调度问题，对产品信息、订单信息以及优化调度优化模型进行建模，并采用人工蜂群算法进行优化求解，在求解过程中，本专利依据日化行业的生产特点给出了编码、适应度函数、初始化可行解以及邻域操作的定义及构建方法。

实现本发明所采用的技术方案是：一种面向日化行业个性化生产模式的生产优化调度方法，包括以下步骤：

步骤一：建立产品模型，模型信息包括产品销售单价、每种产品的原料用量、原料单价；

步骤二：根据产品种类将企业收到的订单拆分成子订单并保存，子订单信息包括拆分后的订单总数、每个订单的产品数量以及相应的交货期；

步骤三：以企业效益最大为生产目标构建优化函数和约束条件，优化函数包括产品销售价、产品原料成本、产线运行时间费用、产线切换费用、延迟交货补偿费用；

步骤四：以矢量形式定义订单优化解的编码，定义适应度函数，蜜源的适应度函数为考虑蜜源订单数的优化函数。

步骤五：根据订单的产品类别、交货期以及约束条件构建问题的初始可行解；