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| 編輯推薦： |
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对于石油、化工、冶金、造纸、药剂、制糖、食用油和饮用品等众多流程工业生产企业，在由过去单一品种大量大批生产方式转向多品种成批轮番生产时，其生产计划、调度与控制上面临着诸多比以往更加复杂而又急需解决的新难题，迫切需要有相应的理论方法提供支持，但连续性和流程式成批生产的计划与调度却是制造性生产管理研究上迄今为止探索较少的一个领域。本书的出版给相关领域很好的借鉴和启发，是顺应社会发展的需要。
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| 內容簡介： |
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本书基于笔者对流程工业生产实际所做调研，并凝练博士论文有关研究工作、发表的学术论文和科研立项课题成果，构建了流程工业多品种成批生产计划与调度的理论方法体系，提出了不同流程情形下成批生产计划与调度模型，以及离散时间和连续时间表示下流程式成批轮番生产计划与调度模型，并给出了这些计划调度模型的求解和智能计算方法。本书不仅在流程工业多品种成批生产计划与调度理论方法上有创新，对拓展完善生产运作管理研究领域及其理论方法体系具有重要学术价值和理论意义，而且可为流程工业企业多品种成批生产的计划、调度及优化提供支持，具有重要的实际应用价值和广泛的应用前景。同时，该著作对高校教师和研究生的有关研究与教学亦有重要参考价值。
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| 關於作者： |
唐琦，沈阳工业大学，毕业于东北大学系统工程专业，从事企业生产系统运作与管理教学和科研工作至今。
主持教育部人文社科项目“基于最优化的化工间歇生产批量计划及调度研究”（项目编号：13YJC630146）
国家自然科学基金项目“具有竞争特征的新型多代理调度问题研究”（项目编号：71001074）
辽宁省教育厅科研项目“基于工件高温特征的新型生产与物流调度问题研究”（项目编号：W2010302）
近5年以第一作者发表论文多篇，其中EI检索4篇
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| 目錄：
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第1章绪论
1.1研究背景与问题的提出
1.2研究的主要内容和基本思路
1.2.1研究内容
1.2.2研究思路
1.3研究的创新之处
1.3.1流程工业多品种轮番生产过程
1.3.2流程工业间歇生产过程
1.4研究的作用和意义
第2章生产过程描述
2.1生产过程管理
2.1.1现代生产运作管理上的难点和新要求
2.1.2生产运作系统中的动态流
2.1.3提高生产运作系统应变能力的方式
2.1.4优先生产顺序
2.1.5OPT优化技术
2.1.6产品出产计划编制的方法
2.2合理组织生产的基本要求
2.3工艺连接与作业特点
2.4工艺描述方法
2.5时间表示方式
2.6粒子群算法
第3章问题分类
3.1单阶段问题
3.2流水车间问题
3.3单件车间问题
第4章单台处理机
4.1合同分批决策
4.2带优先级的批调度
4.3问题描述与模型建立
4.3.1前提假设
4.3.2符号描写
4.3.3数学模型
4.4基于邻域搜索粒子群算法
4.4.1邻域搜索
4.4.2编码方法
4.4.3调度生成策略
4.4.4算法框架
4.5算例验证分析
4.5.1实验设计
4.5.2预备实验
4.5.3实验结果与分析
第5章流水车间
5.1连接关系连续时间建模
5.1.1建模思想
5.1.2模型性质分析
5.1.3连接关系连续时间模型
5.2事件驱动连续时间建模
5.2.1建模思想
5.2.2事件驱动连续时间模型
5.3启发式粒子群算法
5.3.1编码方法
5.3.2基于双向搜索的改进粒子群算法设计
5.3.3初始种群的产生
5.3.4约束处理机制
5.3.5算法框架
5.4算例验证分析
5.4.1实验设计
5.4.2实验结果与分析
第6章混合流水车间
6.1问题背景与数学模型
6.1.1前提假设和问题描述
6.1.2实际问题背景
6.2问题性质分析
6.3与单纯形搜索混合的粒子群算法
6.3.1单纯形搜索
6.3.2编码方法
6.3.3粒子位置修复策略
6.3.4带时间窗口的资源约束项目调度方法
6.3.5与单纯形搜索混合的粒子群算法框架
6.4算例验证分析
6.4.1实验设计
6.4.2实验结果与分析
第7章单件车间
7.1经典问题描述
7.2问题性质分析
7.3数学符号与模型
7.4量子进化的粒子群算法
7.4.1量子进化算法
7.4.2编码方法
7.4.3批分离策略
7.4.4调度生成方法
7.4.5量子进化的粒子群算法框架
7.5算例验证分析
第8章动态调度与预测控制
8.1动态单机调度
8.1.1问题描述
8.1.2问题性质分析
8.1.3与差分算法结合的粒子群算法
8.1.4实验结果
8.2动态并行机调度
8.3预测控制调度
8.3.1问题描述
8.3.2量子行为的粒子群算法
8.3.3结果分析
参考文献
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| 內容試閱：
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研究的创新之处
（1）流程工业多品种轮番生产随着市场需求多样化和个性化出现的新的生产类型，以往流程生产是单品种和多批次，现在产品品种翻番，而每种产品产量相对较少，甚至顾客有定制产品的需求，所以冶炼、化工、医药和食品等流程工业企业已由过去单一品种大批大量生产这种方式转向了多品种成批轮番生产方式，以适应市场多元化和多样化需求。流程型成批轮番生产计划与调度是急需研究解决的新课题。长期以来，人们对离散性装配型生产计划与调度做了大量的研究工作，其理论和方法体系都比较成熟，在实践上也有经过反复验证的计划调度方式方法和手段，可是迄今为止，国内外对流程式生产的计划调度研究主要集中在单一品种或少品种大量生产，而对多品种轮番生产计划调度研究不多，刚刚起步，还有多方面问题急待解决。本文提出了流程型成批轮番生产计划与调度一套理论，给出了离散时间和连续时间表示的计划调度模型以及智能计算方法。在研究流程型成批轮番生产企业实际运作基础上，提出求解流程型成批生产的不同流程的模型和智能算法，不仅在理论方法上有创新，而且在炼钢、炼油、化工、食品等流程型工业具有指导生产实践作用和提高管理水平和运营效率效益的使用价值以及广泛推广的价值。目前，针对流程型轮番生产没有教材，本研究对以石油化工、医药、炼钢、制药、制糖等学校教学和学生培养具有重要的参考价值。
（2）流程工业间歇生产过程的分批计划和调度问题是十分复杂的组合优化问题，随着问题规模的增大，变量数量呈指数增加。目前文献中的优化方法主要为构造启发式和建立混合整数规划模型，但是随着问题的复杂程度和实际问题规模加大，效果不很理想。因此，分析问题的最优性，降低问题的求解规模，构造变量较少的混合整数线性规划模型和求解效率高的智能优化算法是解决实际流程工业计划和调度问题的重点之一。对于流程工业间歇过程的生产企业，设备中批之间的调整时间、中间储罐的设置、多产品、多阶段这些特点增加计划、调度模型和算法的复杂性。分析这些特点的性质，研究描述方式和数学表示可以有效地降低问题求解规模，减少协调和管理的难度，提高计划和调度系统的品质。因此，研究流程工业间歇过程生产中不同生产特点的描述方式和调度策略也是本课题要解决重点之一。流程工业企业生产环境中经常存在着大量的不确定因素，研究模型和智能算法在不确定条件下的滚动式和反馈式策略是本课题所要解决重点之一。
研究的作用和意义
（1）市场需求越来越多样化和个性化。随着居民收入和消费水平的提高，社会购买力增强，以及社会生产发展、基础设施建设项目增多和生产服务业领域的不断延伸，市场需求已由过去的单一趋向复杂，变得越来越多样化和个性化。多品种中小批生产方式成为主流。伴随顾客需求呈现出的多元化和个性化，现代生产已由过去单一品种大量大批生产方式转向广泛采用多品种生产方式，企业生产正朝着多样化、个性化的生产方向发展，产品品种翻番和每种产品产量相对减少是当今企业生产运作及其管理上的一个显著特征。目前，我国多品种中小批生产企业已占企业总数的95﹪。流程型成批轮番生产计划与调度针对流程工业过程的复杂性、动态不确定性以及数学模型的大规模等特点，可以将工艺限制条件、数学模型和优化求解方法结合起来考虑，实现科学地确定和执行各种设施设备资源使用的分批计划和调度，从而能够达到产品指标的同时减少生产运作时间，降低原材料、中间产品、产成品品的储存量，降低运营成本和各种费用支出。所以，针对从流程工业的实际生产管理中提炼出的批量计划与调度优化方面的实际和理论问题的系统深入的研究是十分必要的，具有指导企业实践、提高管理水平的重要作用。
（2）柔性化和敏捷化生产运作及管理的发展趋势。顾客需求的日益多样化和个性化，全球性的竞争，新技术和新产品的不断涌现，使企业面临的是持续多变、快变的市场环境。当今世界唯一不变的就是变化。21世纪是“即时满足顾客个性化需求”的网络经济时代，企业不但要能灵活地满足顾客对产品（服务）个性化的需求，而且还要能对需求做出即时响应，及时快捷地满足顾客对产品（服务）时效性的需求。急剧变化的时代背景，使应变能力和响应时间成为取得竞争成功的最重要因素。生产柔性即是应对多样化和个性化需求、品种变动和兼容生产新产品的能力；敏捷性则是对需求变化和市场机遇做出快速响应的能力。实际上，半个多世纪以来，人们一直在关注生产运作的柔性化，一直在追求柔性和效率的统一，试图在满足多样化需求的同时使生产效率不受生产类型的影响。例如，从20世纪50年代中期世界上诞生第一台数控机床开始，相继出现了多对象流水线、柔性自动线、柔性制造系统（FMS）、计算机集成制造（CIM）、计算机集成制造系统（CIMS）、可重组制造系统和可重组企业等，从而在不断提高生产效率的同时，逐步实现了工序柔性、生产线柔性、车间生产柔性、制造系统柔性和企业系统整体柔性。近20年来，随着时间成为竞争上的焦点，敏捷化又成为现代生产运作及管理的一个重要发展特征。在基于时间竞争的战略指导下，各种先进的生产方式和制造模式都具有相应的快速响应策略，如精益生产和并行工程从生产过程的优化着手缩短产品生产周期和交货期；敏捷制造则通过企业动态联盟、虚拟企业而实现跨企业优化利用资源来快速响应市场；虚拟制造模式借助于计算机模拟仿真减少设计和制造的返工，加快产品上市时间；计算机辅助后勤支持系统（CALS），从后勤供应的角度减少不必要的时间和信息浪费，做到准时准量；大量定制是采用大批大量生产和定制生产相结合的混合模式来高效、短周期地完成多样化的订单生产，从而做到即时满足顾客个性化需求。为了减少资源和能源消耗，提高产品竞争力，实现生产管理的合理化、信息化与集成化非常必要。合理有效地制定分批计划与调度是企业生产管理信息系统的重要部分。
（3）实际上，在市场需求种类繁多的产品中，有的需要量很大，有的需要量不大或很少，即使是市场需要量很大的产品，企业也不一定就能够做到组织大量生产，因为生产同种产品的企业可能不只是一家或少数几家。而且，随着国民经济建设、社会发展、科技进步、市场需求的多样化和个性化，还会涌现出更多的新品种，其中除一部分产品需要大量生产外，仍有相当多的产品需要进行成批生产和单件生产。成批生产介于大量生产与单件生产之间，其生产的品种较多，每种产品都有一定批量，生产有一定的重复性，但不如大量生产的重复程度那样高，因而在生产中形成多品种轮番生产，生产的专业化程度较低。成批生产具有一定的生产稳定性和重复性，虽然它不如大量生产那样高，但仍然可以保持定期或不定期的重复轮番生产。这种轮番生产的特点，既表现在产品之间的安排上，是每种产品按批量进行分期分批地组织生产，不同种产品之间形成轮番交替，也反映在设备和工作地的作业安排上，使每台设备（工作地）要承担加工较多种类的零件，各种零件之间实行按一定的数量分期分批地组织生产。在成批生产中，每台设备承担加工的零件种类和工序数目较多，当每批不同的产品或零件轮番投入生产时，设备就需要重新进行调整，固定在设备上的加工对象种类和工序数目越多，设备调整地次数和所占用的时间就越多。成批生产的品种较多，产量大小变化范围又较大，它不可能像大量生产那样采用较多的流水线、自动线及专用设备和专用工艺装备，而是要根据产量的大小和工艺难易程度，在采用通用的设备和工艺装备的同时，部分地采用自动化、半自动化的机床及专用的设备和工装。成批生产具有的这些特点，使得它与大量生产相比，生产周期较长，生产效率和劳动生产率较低，资金周转较慢，生产成本较高，但适应产品品种变化的能力较强。成批生产的产品，由于各批的数量大小不一，企业在计划内生产的产品种类必然比较多。目前，对流程式多品种轮番生产计划调度研究有多方面问题急待解决。
（4）流程工业涉及资源勘探、开采、精选、化学反应、以及成材的工业部门，是重要的原材料工业部门，也是经济发展的物质基础。经济发展要求流程工业提供多品种、多规格和高质量产品，间歇式的批生产过程由于能够实现在同一套生产装置上的设备、时间、原料和能量等方面的资源共享，可以方便灵活地生产不同的产品类型或同一产品类型的不同牌号，满足用户的个性化需求、缩短产品的生产周期和提高产品的质量。流程工业的企业大多数是技术密集型的，运行中工艺、设备、质量、物料平衡、公用工程等方面的问题和矛盾层出不穷，生产调度部门没有相当的权威组织指挥，企业生产将无法进行。例如，正常时全厂运行两台空压机，突然一台故障停机，造成全厂供风不足，如果生产调度没有权威，各车间只顾保证自己的装置用风而不顾全厂生产大局争相抢用，造成重要装置停工严重时甚至造成全厂生产瘫痪，这样势必打乱全厂运行秩序，因此，保证企业生产顺利有序进行,分批计划与调度是必要的。
（5）基于对流程工业生产实际所做调研，构建了流程式多品种成批轮番生产计划与调度的理论方法体系，提出了不同流程情形下成批轮番生产计划与调度模型，以及离散时间和连续时间表示下流程式成批轮番生产计划与调度模型，并给出了这些计划调度模型的求解和智能计算方法。该著作成果不仅在流程式多品种成批生产计划与调度理论方法上具有创新，对于发展完善生产运作管理领域中流程式生产管理理论方法体系具有重要的理论意义，而且在石油、化工、冶金、制药等众多流程工业企业多品种成批轮番生产的计划、调度及优化上，具有重要的实际应用价值，并有推广应用前景。
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