订单式生产人工作业系统(MTO/MOS)组织与优化研究

订单式生产(MTO)人工作业系统(MOS)是我国中小制造企业广泛采用的生产系统模式.面对复杂多变的市场环境,MOS具有灵活性、适应性和低成本的优势,基于我国丰富的劳动力资源,MOS具有广阔的生存和发展空间。与一般生产系统相比,MTO/MOS呈现出一系列不同的运作特征和要求。项目在研究MTO/MOS结构和运行规律基础上,研究MOS自组织和自适应功能激发要素和激发条件；在系统目标、准则和规程框架内的自组织和自适应MOS组织和结构模式,提升MOS自组织和自适应功能的途径和方法；MOS随机因素扰动控制和提升MOS抗扰动能力的途径和方法；面向MTO/MOS特有问题的优化决策建模:基于随机不合格品率和质量学习效应的计划投产量决策模型;随机需求下的最优产能决策模型和产能动态平衡方法;基于员工学习率的作业组织模式决策模型; 随机返工率下的交货期决策模型.目标是构建本土化MOS组织与优化控制理论体系。

订单式生产(MTO)人工作业系统(MOS)是我国中小制造企业广泛采用的生产系统组织模式。由于全球金融危机的不利影响，市场竞争日益激烈、需求复杂多变，我国中小制造企业正面临前所未有的压力和挑战。项目“订单式生产人工作业系统(MTO/MOS)组织与优化研究”以申报书所述研究目标和内容为框架，以珠三角典型中小制造企业实践问题为背景，理论与实践结合开展研究，取得了一系列研究成果。具体如下：分析了MTO/MOS结构、功能、运行特点，研究了MTO/MOS自组织机理和要求，提出了MOS自组织和自适应功能激发要素和激发条件，从生产系统组织模式、员工组织等角度研究了MOS自组织模式和优化策略；在考虑需求复杂性、员工学习率、随机不确定等要素的基础上，以完工期、资源利用率和运营成本等为目标，采用改进遗传算法等智能优化算法，研究了MTO/MOS任务排序、单元配置及资源调度等问题；在分析典型生产线运行特征、收集订单和生产数据的基础上，研究了MOS的流程和组织模式，采用WITNESS、CPN Tools、MATLAB等建模与仿真工具进行MTO/MOS的分析与研究，并对MOS各种组织形式进行比较及流程优化；采用Multi-agent建模方法对MOS动态组织模式的控制体系进行研究，分析了MTO/MOS的运行规律、组织结构和优化方法；针对MTO/MOS所处复杂需求环境及随机不确定特征派生出的一系列问题，提出了MTO/MOS组织与优化控制理论与方法，如：针对订单需求量，在综合考虑随机合格品率、质量学习率、返工有效率的基础上，进行计划投产量决策建模与优化；针对订单交货期，考虑完工期确定或随机、是否允许返工等条件下的物料订购日期决策方法；在考虑完工期影响因素的基础上，采用BP神经网络法等，结合MATLAB仿真对完工期进行预测，并进行承诺交货期决策研究；针对市场需求的季节性变化，提出固定产能、分段调整产能策、动态调整产能等三种产能决策；对于计划期内各生产周期的需求波动，采用动态规划算法确定计划期初正式工人数及各周期临时工人数、加班总工时及外包数量，从而实现产能的动态平衡。研究成果包括发表核心期刊以上学术论文共35篇，其中三大索引收录17篇；编著《生产运营管理》特色教材一部；培养博士10名，其中6人已取得博士学位(2人为合作培养）；培养硕士10名，其中6人取得硕士学位。研究成果达到了申报书所提出的目标和要求。