1.5 单件小批量生产研究状况与主要问题

1.5.1 单件小批量生产研究

(1)单件小批量产品的开发。

通常情况下,产品开发与生产制造属于两个相对独立的环节,但是对于面向MTO或ETO的单件企业而言,这两个环节联系密切。单件企业将产品开发提前期的概念看成是从开始定义产品到最终交付的总时间XIE S,TU Y.Rapid one-of-a-kind product development:Strategies,Algorithms and Tools[M].London:Springer,2011:3-6.,这其中必然包含生产环节。所以为了更全面地梳理单件小批量生产相关的研究文献,本书将单件小批量产品开发部分也纳入综述范畴。

为了快速开发单件小批量产品,Xie等分析了基于网络产品设计与制造系统的现有技术,提出一个基于网络的集成了产品开发系统的参考架构XIE S Q,TU Y L,FUNG R Y K,et al.Rapid one-of-a-kind product development via the Inter-net:a literature review of the state-of-the-art and a proposed platform[J].International Journal of Pro-duction Research,2003,41(18):4257-4298.。朱芳等提出了基于网络的模具产品快速开发系统框架朱芳,李刚炎.OKP产品开发模式特征分析及实现方法研究[J].现代制造工程,2011(8):5.。Li等从产品知识角度讨论了如何基于知识库系统快速进行单件小批量产品的开发,他们尤其关注单件小批量产品开发过程中产品知识的识别、获取、表达和重用LI B M,XIE S Q,XU X.Recent development of knowledge-based systems,methods and tools for One-of-a-Kind Production[J].Knowledge-Based Systems,2011,24(7):1108-1119.。针对单件产品概念设计问题,Li等提出一种新的案例检索处理与权重分布评价方法LI B M,XIE S Q.Product similarity assessment for conceptual one-of-a-kind product design:A weight distribution approach[J].Computers in Industry,2013,64(6):720-731.。在云制造背景下,Zheng等提出了在单件小批量产品规划阶段基于云端的系统框架来辅助产品设计问题的设想ZHENG P,LU Y,XU X,et al.A system framework for OKP product planning in a cloud-based design environment[J].Robotics and Computer-Integrated Manufacturing,2017,45:73-85.

(2)单件小批量生产车间调度。

钟守义等以原杭州汽轮机厂为例,研究了6种零件加工调度策略钟守义,祁国宁.单件小批量生产系统仿真研究[J].管理工程学报,1990,4(1):11.。Tu提出了一种用于单件小批量车间生产同步的算法,对ASAP(as soon as possible)与JIT两种调度目标进行了讨论,并认为JIT方式是单件制造商生产定制化产品最经济的方式TU Y.Real-time scheduling and control of one-of-a kind production[J].Production Planning&Control,1997,8(7):701-710.。常会友等研究了单件小批量生产环境下job shop调度问题,并提出了一种基于加工效率函数的调度及调节算法常会友,刘丕娥,张淑丽,et al.基于效率函数求解的单件车间调度问题的算法[J].计算机集成制造系统,1998,4(4):6.。Choi等关注单件小批量生产车间动态调度排队规则的性能,并提出了一个基于仿真的动态调度框架CHOI B K,YOU N K.Dispatching rules for dynamic scheduling of one-of-a-kind production[J].International Journal of Computer Integrated Manufacturing,2006,19(4):383-392.。Li等提出了与闭环反馈控制结构相集成的状态空间启发算法,并将该算法用于提高流水车间生产效率LI W,NAULT B R,XUE D,et al.An efficient heuristic for adaptive production scheduling and control in one-of-a-kind production[J].Computers& Operations Research,2011,38(1):267-276.。任明乐研究了混合流水车间的单件小批量调度问题,并基于粒子群算法进行求解任明乐.单件小批量生产调度问题研究[D].南京:南京理工大学,2013.。Li等研究了单件小批量装配生产的交货期分配与动态调度问题,提出了两种基于关键路径的排队规则LI M,YAO L,YANG J,et al.Due date assignment and dynamic scheduling of one-of-a-kind assembly production with uncertain processing time[J].International Journal of Computer Integrated Manu-facturing,2015,28(6):616-627.。黄文杰等提出一种启发式动态调度算法以缩短单件生产系统中产品的平均逗留时间黄文杰,汪峥.单件生产系统的启发式动态调度算法[J].工业控制计算机,2015(4):2.

(3)单件小批量资源配置与计划制定。

姜思杰等研究了大型单件小批量生产计划与控制问题,提出一种将网络计划与MRP结合的资源平衡算法姜思杰,徐晓飞.大型单件小批生产模式下资源平衡问题的一种实用算法[J].中国机械工程,2002,13(8):3.。Luo等讨论了单件小批量生产中人力配置问题,对人力配置计划进行数学建模,并用分支定界算法求解LUO X,LI W,TU Y,et al.Operator allocation planning for reconfigurable production line in one-of-a-kind production[J].International Journal of Production Research,2011,49(3):689-705.。Mei等对大型单件小批量生产的劳动力分配与工时优化问题进行了研究MEI Y,ZENG Z,FENG D,et al.A method for man hour optimisation and workforce allocation problem with discrete and non-numerical constraints in large-scale one-of-a-kind production[J].Inter-national Journal of Production Research,2016,54(3):864-877.

吴志良等分析了负荷不均与产能变动大对单件企业生产计划制定的影响,提出关键资源计划法来解决这类企业的生产计划问题吴志良,潘家轺.单件小批订货型企业生产计划体系的设计[J].管理工程学报,1996,10(4):257-260.。王核成等以提高经济效益为目标,研究了单件小批量订单接受决策与计划优化的问题王核成,孙浩泉.单件小批生产的接受订货决策与计划优化[J].管理工程学报,1996,10(2):7.。马玉芳研究了CIMS条件下单件小批量生产作业计划的编制方法马玉芳.CIMS条件下,单件小批生产的生产作业计划的编制方法及实证分析[J].中国管理科学,1999,7(1):36-41.。Wang等指出,在单件制造系统中许多客户使用的交期具有模糊性,客户对于交货期有不同的满意度,因此他们针对性地提出了一个用于制订具有模糊交货期的JIT生产计划的算法Wang W,Wang D,Ip W H.JIT production planning approach with fuzzy due date for OKP manu-facturing systems[J].International Journal of Production Economics,1999,58(2):209-215.

苏翔等提出,采用产品工艺数据管理技术来解决大型单件小批量生产企业的制造BOM增量接受问题苏翔,潘燕华,宁宣熙.基于大型单件小批生产的MBOM增量接收研究[J].中国管理科学,2004,12(2):73-77.。周金宏等以最小化提前/拖期费用、生产成本、产品运输费用之和为优化目标,提出了求解分布式多工厂单件制造业提前/拖期生产计划问题的算法周金宏,汪定伟.软计算求解分布式多工厂单件制造业的提前/拖期生产计划问题[J].控制理论与应用,2002,19(2):4.。针对中小单件企业,Liu等构建了一个具有动态产能规划的外包模型,并使用动态规划技术求最优解LIU X,TU Y L.Capacitated production planning with outsourcing in an OKP company[J].In-ternational Journal of Production Research,2008,46(20):5781-5795.。Mei等通过构建影响因子体系,将基于熵的具有主观与客观权重的网络分析法用于单件企业多准则生产方案评价MEI Y,YE J,ZENG Z.Entropy-weighted ANP fuzzy comprehensive evaluation of interim product production schemes in one-of-a-kind production[J].Computers & Industrial Engineering,2016,100(4):144-152.

(4)单件小批量生产计划与控制系统的构建。

Tu深入讨论了虚拟单件企业的生产计划与控制的实践问题,提出了用于构建虚拟单件小批量生产车间的调度与控制系统参考模型TU Y.Production planning and control in a virtual One-of-a-Kind Production company[J].Computers in Industry,1997,34(3):271-283.。黄敏等提出一种单元—框架生产线柔性组合方法,基于该方法构建了单件小批量生产管理与控制系统黄敏,刘晓,汪定伟.OKP企业生产线柔性组合方法的研究[J].系统工程学报,2001,16(3):7.。另外,信息系统被认为是中小型单件企业实现大规模定制的重要技术手段DEAN P R,TU Y L,XUE D.An information system for one-of-a-kind production[J].Interna-tional Journal of Production Research,2009,47(4):1071-1087.,另外一些研究人员将信息技术用于单件小批量生产相关的各类计划与控制系统的开发王磊.OKP企业分散式项目计划与调度优化方法研究[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学,2013.刘小青.面向单件生产方式的计划与排程系统的研究与开发[D].南昌:南昌大学,2011.王文耀.面向单件生产模式的调度系统研究[D].南昌:南昌大学,2009.李小阳.单件小批MES静态作业计划与调度优化算法的研究[D].哈尔滨:哈尔滨理工大学,2017.