论文研究-APS系统中基于改进的遗传算法的分布式排产研究.pdf
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收稿日期: 2004-04-12; 修返日期: 2004-06-30
APS 系 统中基 于改进 的遗传 算法的 分布式 排产研 究
谭 辉, 张洪伟, 朱 丽
( 四川 大学 计 算机 学院 , 四川 成 都 610064)
摘 要: 探 讨了 在分 布式 生产 模式 下, 解决 生产 排 程问 题 的 新技 术 ———APS( Advanced Planning and Scheduling)
系统 。系统 利 用 PowerBuilder 作 为开 发 工 具。 实 践证 明, 在 APS 的计划模型下, 改进 的 遗 传算 法 在 解决 分 布 式
生产 排程 问题 上具有 良好 的算 法性 能, 并在 某大 型制 药厂 的实 施中 取得 成功。
关键 词: 高 级排 产技 术; 改进 的遗 传算法 ; 分 布式 生产
中图 法分 类号 : TP311. 5 文献 标识 码: A 文章 编号 : 1001-3695( 2005) 06-0076-04
Research of Distributed Scheduling Based on Modified GA in APS
TAN Hui, ZHANG Hong-wei, ZHU Li
( Dept. of Computer Science, Sichuan University, Chengdu Sichuan 610064, China)
Abstract: A new technology: the Advanced Planningand Scheduling( APS) is discussed to resolve the scheduling problemin
the distributed manufacturing environment. The systemis designed by the PowerBuider and demonstratesthatthe modified ge-
netic algorithmbased on the APS scheduling model has good performance in dealing with the distributed scheduling problem
and has been successfully realized in a large pharmaceutical corporation.
Key words: Advanced Planning and Scheduling; Modified Genetic Algorithm; Distributed Manufacturing
自 20 世纪 60 年代开始, 制造业逐步地广泛采用制造 资源
计划软件进行库存、采购 和财务 的管理; 编制 和控制 生产进 度
计划等繁重工作 都依赖 于 MRP-MRPⅡ-ERP 的集 成和 精确 的
处理能力。但是 一些 企 业发 现, 单靠 企 业自 身 生产 过程 的 优
化、改进企业内部的管理所获得的收效变得越来越有限。随着
商品市场的国际化和竞争的加剧, 形成了产品用户化和交付期
多变的环境, 某些大型制造企业改进管理的焦点转移到相关的
独立企业之间的协调和企业外 部的物 流与信 息流的 集成及 优
化。
一方面, ERP 仅仅是 多数 企业 应用 的制 造资 源 计划 MRP
Ⅱ而已, 推出 ERP的术 语是 为了 反映当 时的 系统 比原 来有 所
进步。ERP 虽然增强了客户与供应商之间的业务交互和 Inter-
net能力, 但无论在计划技 术基础 或功能 方面都 不具备 协调 多
个企业间资源的 观念 和 能力, ERP 仍旧 是面 向 企业 内部 的 事
务处理系统。另一方面, ERP 计划 模型落 后在 于 ERP 计划 管
理的模型仍然是 MRPⅡ, 其编制计划的方 法仍然 采用 MRP 和
MPS计算物料的需求、发 布补充 订单等。但 是 MRP 方法存 在
着以下弱点: MRP算法假定提前期是已知 的固定值; 系统要 求
固定的工艺路线; 仅仅根据交付周期或日期来安排生产的优先
次序; 所有工作都是在假 定无限 能力的 前提下 进行; 重复计 划
过程要花费相当多的时间, 而相关计划的更改十分困难。多年
来 MRP 的这些缺陷 虽然不断有些 技巧性的改 进, ERP 系统 在
进行生产计划时也考虑了能力资源的约束, 但仍旧是一种串行
过程的校验处理, 始终没有实质性的改变
[ 1]
。
在国际化多变的市 场面 前, MRP 的上述 缺 点显 得愈 加 突
出, 传 统 ERP 的计划 模型 越 来越 不 能适 应企 业 变化 的 需求。
对于行业领先的大企业 和重要 的国际 化制造 商, 替 代 MRP 和
扩展 ERP是势在必行的。寻求克服 ERP缺点的努力的成果就
是高 级 计 划 与 排 产 技 术 ( Advanced Planning and Scheduling,
APS) 的 实 用 化 和 供 应 链 管 理 ( Supply Chain Management,
SCM)
[ 2]
。
1 APS 概述
APS是 SCM 的 核心。APS 作为 一个 计划 排程 软件 包, 能
高效地帮助企业控制生产计划。它能产生现在与将来的, 通过
各种规则及需求约束自动产生的, 可视的详细计划。生产计划
能对延迟订单进行控制, 管理整个资源。更重要的是它能快速
响应意外的结果。总之, 它能产生更精确、更实际的计划
[ 3]
。
APS与传统的企业资源计划不同, 它试图在直接考虑潜 在
瓶颈的同时, 找 到跨 越整 个供 应链 的可行 最优 ( 或近 似最 优)
计划。在企业及企业间的生产计划方面, APS的出现是生产 计
划排程技术的一 个飞 跃, 它 在分 析 了众 多的 约 束条 件的 基 础
上, 产生优化的生产计划。
1. 1 基于约束的计划
基于企业面临的各种约束而 产生计划是 APS系 统的一 个
主要特征。制约企业生产经营情况的约束很多, 在分布式生产
环境下, 将出现一些传统生产方式下没有的约束。APS通过 供
应链的具体设置物理约束如供应链地点、工厂、分销中心、外加
工厂、客户、供 应 商 及 物 料 清 单 ( Bill of Materials) 、工 艺 路 径
( Bill of Routings) 、分销路径( Bill of Distribution) 、提前期( Lead
Time) , 以及每一个供应链经 营的成 本; 还 包括非 物理约 束, 如
客户或优先区域( 自动分配有 限的供货) 、安全库 存、批 量。结
合供应链中所有的需求如销 售预测, 客户 订单、补充 订单和 供
·67· 计算机应用研究 2005 年
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