一种基于场景机会约束规划的闭环制造生产决策优化方法技术

一种基于场景机会约束规划的闭环制造生产决策优化方法，通过建立具有混合整数变量的闭环制造生产决策优化模型，实现正向过程进行生产制造，逆向过程进行回收加工处理，经过回收过程的材料在下一周期进行运输，运输到正向过程进行再利用；建立闭环制造生产决策优化模型，包括计算确定最小生产成本的目标函数、计算确定生产制造约束条件、根据产品需求对闭环制造的生产决策进行求解计算三个分步骤。本发明专利技术能实现“可持续发展”的理念和对于生态环境的保护，可以制定更加合理、有效的生产调度规划方案，通过在大规模的生产规划中优化正向逆向物流网络，能有效的驱动循环过程，降低企业的生产成本，进一步提高制造公司的利润和市场竞争力。竞争力。竞争力。

【技术实现步骤摘要】
一种基于场景机会约束规划的闭环制造生产决策优化方法


[0001]本专利技术涉及生产管理
，特别是一种基于场景机会约束规划的闭环制造生产决策优化方法。

技术介绍

[0002]在制造业中，可以将回收、再处理和报废纳入制造系统中，形成一种可循环的闭环制造系统，这样更有利于实现资源的高利用效率和环境的保护。但是目前受到技术限制，市场上对于生产优化问题的考虑在闭环制造系统中的应用是相对匮乏的。实际上，闭环系统中的再处理环节如果计划得当，在社会层面，可以提高制造业的生产力和应对环境可持续发展的挑战；在企业层面，可以通过回收旧产品重新获得产品价值、扩大产品的生命周期，在减少资源的耗费等方面节约生产成本。因此，提供一种合适的闭环制造生产调度优化方法可以进一步提高制造公司的利润和市场竞争力。

技术实现思路

[0003]为了克服现有技术中，由于技术限制，无法有效实现闭环制造生产调度优化的弊端，本专利技术提供了结合生产中涉及到的制造、回收、再处理、报废等因素，在相关步骤及计算方法共同作用下，形成等多环节、多周期、多产品闭环制造系统，能有效驱动生产循环过程，对“可持续发展”理念和生态环境保护起到了有利技术支持的一种基于场景机会约束规划的闭环制造生产决策优化方法。
[0004]本专利技术解决其技术问题所采用的方案是：
[0005]一种基于场景机会约束规划的闭环制造生产决策优化方法，其特征在于，通过建立具有混合整数变量的闭环制造生产决策优化模型，实现正向过程进行生产制造，逆向过程进行回收加工处理，经过回收过程的材料在下一周期进行运输，运输到正向过程进行再利用；所述建立闭环制造生产决策优化模型中，根据变量类型，将闭环制造生产决策优化模型中涉及到的变量分为决策变量和随机变量，并终得到闭环制造生产决策优化模型的在给定置信水平下的最优解；所述建立闭环制造生产决策优化模型，包括计算确定最小生产成本的目标函数、计算确定生产制造约束条件、根据产品需求对闭环制造的生产决策进行求解计算三个分步骤；所述建立闭环制造生产决策优化模型中，随机变量为闭环制造生产决策优化模型中所涉及到的不确定参数，不同的不确定参数分别在各自的区间范围内连续浮动，会导致闭环制造生产决策优化模型约束的不确定性，将涉及到不确定参数的约束赋予机会约束的形式，并设定一个给定的低水平的约束违反概率能实现高的置信水平，如果这个概率得到满足，则认为原模型中的不确定约束得到成立，然后将机会约束中的连续不确定参数进行离散化，抽样为N个场景的参数，将机会约束转换成具有N个场景的确定性约束，用顺序优化算法来求解具有N场景的确定性约束可以得到一组解，即为原闭环制造生产决策优化模型的在给定置信水平下的最优解。
[0006]进一步地，所述计算确定最小生产成本的目标函数中，采用的公式如下：
[0007]式中，PC表示原材料采购成本、MC表示制造成本、RC表示再制造的制造成本、SC表示库存成本，表示运输成本，代表目标函数。
[0008]进一步地，所述原材料采购成本中，包括供应商提供原材料的单位价格、在周期内从供应处购买的原材料的数量数据。
[0009]进一步地，所述制造成本中，包括制造单元制造产品的单位成本、制造单元在周期内生产产品的数量数据。
[0010]进一步地，所述再制造的制造成本中，包括再加工单元处理材料的单位成本、周期内再加工单元处理材料的数量数据。
[0011]进一步地，所述库存成本中，包括材料的单位储存成本、周期内仓库中材料的存储量、材料在回收单元中的单位储存成本、周期内回收单元中材料的存储量数据。
[0012]进一步地，所述运输成本包括仓库与制造单元之间的运输成本、制造单元到回收单元的模糊运输成本、回收单元与再加工单元之间的运输成本、再加工单元与仓库之间的运输成本、再加工单元与废弃单元之间的运输成本数据；仓库与制造单元之间的运输成本包括制造单元到仓库之间的单位运输成本、周期内由制造单元运输至仓库的材料的数量数据。
[0013]进一步地，所述计算确定生产制造约束条件中，包括如下约束条件数据：任一周期的材料购买量不能超出供应商的供货量范围、且供应商开始供货后不能更换；制造单元在周期内的制造量不能超过其产能上限；再加工单元在周期内接收的回收材料数量不得超过其处理能力上限；制造单元在周期内制造的合格产品将被运输到对应仓库，不合格品将被运输到回收单元；制造单元所需要的原材料的数量、需要按照对应比例由仓库运输至制造单元；库存量约束；再加工单元在周期内对回收的成品与半成品进行处理后，所得的合格材料被运回对应仓库，废弃材料将被运往废弃单元进行报废处理；再加工单元将材料运往废弃单元的运输量和运往仓库的运输量之间的数量关系；在周期内回收单元运输至再制造单元的产品全部被加工；所有决策变量均为非负变量。
[0014]进一步地，所述计算确定生产制造约束条件中，根据产品需求对闭环制造的生产决策进行求解计算，将原问题中涉及到不确定参数的约束赋予机会约束的形式，并设定一个给定的较低水平的约束违反概率。
[0015]本专利技术有益效果是：本专利技术为制造行业中提供了一种将制造、回收、再处理、报废等多环节同时考虑在内的多周期多产品闭环制造系统，在整个生产过程中进行对于资源的重复利用，能实现“可持续发展”的理念和对于生态环境的保护。将基于场景的机会约束优化思想引入到现实的闭环制造生产规划中，与传统的直接管理方法相比较，可以制定更加合理、有效的生产调度规划方案，特别的，通过在大规模的生产规划中优化正向逆向物流网络，可以有效的驱动循环过程，降低企业的生产成本，进一步提高制造公司的利润和市场竞争力。基于上述，本专利技术具有好的应用前景。
附图说明
[0016]图1是本专利技术所揭示的电子装配的闭环制造循环系统示意图。
[0017]图2是本专利技术采用的多周期内对不同成品的需求示意图。
[0018]图3是求解生产决策的采购方案表格示意图。
[0019]图4是与直接求解方法的生产成本对比表格示意图。
具体实施方式
[0020]图1所示，一种基于场景机会约束规划的闭环制造生产决策优化方法，通过建立具有混合整数变量的闭环制造生产决策优化模型，实现正向过程进行生产制造，逆向过程进行回收加工处理，经过回收过程的材料在下一周期进行运输，运输到正向过程进行再利用；建立闭环制造生产决策优化模型中，根据变量类型，将闭环制造生产决策优化模型中涉及到的变量分为决策变量和随机变量，并终得到闭环制造生产决策优化模型的在给定置信水平下的最优解；所述建立闭环制造生产决策优化模型，包括计算确定最小生产成本的目标函数、计算确定生产制造约束条件、根据产品需求对闭环制造的生产决策进行求解计算三个分步骤；建立闭环制造生产决策优化模型中，随机变量为闭环制造生产决策优化模型中所涉及到的不确定参数，不同的不确定参数分别在各自的区间范围内连续浮动，会导致闭环制造生产决策优化模型约束的不确定性，将涉及到不确定参数的约束赋予机会约束的形式，并设定一个给定的低水平的约束违反概率能实现高的置信水平本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于场景机会约束规划的闭环制造生产决策优化方法，其特征在于，通过建立具有混合整数变量的闭环制造生产决策优化模型，实现正向过程进行生产制造，逆向过程进行回收加工处理，经过回收过程的材料在下一周期进行运输，运输到正向过程进行再利用；所述建立闭环制造生产决策优化模型中，根据变量类型，将闭环制造生产决策优化模型中涉及到的变量分为决策变量和随机变量，并终得到闭环制造生产决策优化模型的在给定置信水平下的最优解；所述建立闭环制造生产决策优化模型，包括计算确定最小生产成本的目标函数、计算确定生产制造约束条件、根据产品需求对闭环制造的生产决策进行求解计算三个分步骤；所述建立闭环制造生产决策优化模型中，随机变量为闭环制造生产决策优化模型中所涉及到的不确定参数，不同的不确定参数分别在各自的区间范围内连续浮动，会导致闭环制造生产决策优化模型约束的不确定性，将涉及到不确定参数的约束赋予机会约束的形式，并设定一个给定的低水平的约束违反概率能实现高的置信水平，如果这个概率得到满足，则认为原模型中的不确定约束得到成立，然后将机会约束中的连续不确定参数进行离散化，抽样为N个场景的参数，将机会约束转换成具有N个场景的确定性约束，用顺序优化算法来求解具有N场景的确定性约束可以得到一组解，即为原闭环制造生产决策优化模型的在给定置信水平下的最优解。2.根据权利要求1所述的一种基于场景机会约束规划的闭环制造生产决策优化方法，其特征在于，计算确定最小生产成本的目标函数中，采用的公式如下：式中，PC表示原材料采购成本、MC表示制造成本、RC表示再制造的制造成本、SC表示库存成本，表示运输成本，代表目标函数。3.根据权利要求2所述的一种基于场景机会约束规划的闭环制造生产决策优化方法，其特征在于，原材料采购成本中，包括供应商提供原材料的单位价格、在周期内从供应处购买的原材料的数量数据。4.根据权利要求2所述的一种基于场景机会约束规划的闭环制造生产决策优化方法，其特征在于，制造成本中，包括制造单元制造产品的单位成本、制造单元在周期内生产产品的数量数据。5.根据权利要求2所述的一种基...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢山，王高龙，李新超，谢森，楼志江，
申请(专利权)人：深圳职业技术学院，
类型：发明
国别省市：