一種基于混合整數(shù)規(guī)劃的計量裝置生產(chǎn)計劃優(yōu)化方法制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種基于混合整數(shù)規(guī)劃的計量裝置生產(chǎn)計劃優(yōu)化方法，屬于計量生產(chǎn)計劃管理領(lǐng)域。本發(fā)明專利技術(shù)梳理了計量生產(chǎn)業(yè)務(wù)流程及全壽命周期管理要求，綜合考慮了需求預(yù)測、物料供應(yīng)周期、中心安全庫存、輪換上班制度、設(shè)備檢定能力及其檢修計劃、運輸?shù)扔绊懹媱澋纫蛩兀⒘嘶诨旌险麛?shù)規(guī)劃的計量生產(chǎn)計劃優(yōu)化模型，以成本和庫存最低為目標(biāo)函數(shù)，以每月的到貨計劃、檢定計劃、配送計劃為決策變量，并利用yalimp工具箱進行求解，并能根據(jù)計劃執(zhí)行情況和突發(fā)情況進行及時反饋修正，該方法有效規(guī)避了人工經(jīng)驗的不足，實現(xiàn)整個計量生產(chǎn)計劃的科學(xué)制定、高效執(zhí)行，不僅及時滿足供電單位及其站所(二級分庫和直配庫)的用表需求，大幅削減中心庫存和生產(chǎn)成本，為計量中心實現(xiàn)智能化運作提供強有力的支撐。

A production scheduling optimization method for metering devices based on mixed integer programming

The invention discloses a production schedule optimization method for metering devices based on mixed integer programming, which belongs to the field of metering production planning management. The present invention has combed the measurement requirements of production process and life cycle management, considering the demand forecast, material supply cycle, safety stock, rotation center system, test equipment and work ability maintenance plan, transportation plan influence factors, optimization model was established for measuring the production plan based on mixed integer programming, with low cost and inventory minimum as the objective function, the monthly delivery plan, test plan and distribution plan as decision variables, and solved by using the yalimp toolbox, and according to the implementation of the plan and emergency situations for timely feedback correction, effectively avoid the shortcomings of the method of artificial experience, realize the measurement of production plan scientific and efficient implementation. Not only to meet the power supply unit and station (two pools and direct distribution base) table for demand, slash Center Inventory and production cost provide strong support for intelligent operation of metering center.

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種基于混合整數(shù)規(guī)劃的計量裝置生產(chǎn)計劃優(yōu)化方法
本專利技術(shù)屬于計量生產(chǎn)
，涉及生產(chǎn)計劃管理領(lǐng)域，尤其是一種基于混合整數(shù)規(guī)劃的計量裝置生產(chǎn)計劃優(yōu)化方法。
技術(shù)介紹
作為國網(wǎng)公司“大營銷”計量體系建設(shè)的典型成果和示范，省級計量中心承擔(dān)著全省每年數(shù)百萬的計量設(shè)備的到貨、檢定及配送工作，生產(chǎn)計劃繁重且交錯影響，傳統(tǒng)的計量生產(chǎn)計劃以人工經(jīng)驗安排為主，具有庫存高、周轉(zhuǎn)率低、時效性差、交互困難、靈活性差等缺點，在此情況下，設(shè)計一種能綜合考慮到貨周期、安全庫存定和配送能力、需求優(yōu)先級等因素的計量生產(chǎn)計劃優(yōu)化方法，科學(xué)合理制定計量裝置的到貨、檢定及配送計劃，對于大幅削減中心庫存和生產(chǎn)成本，提升對供電企業(yè)的用表需求響應(yīng)效率和服務(wù)能力，具有重要意義。經(jīng)過檢索，在現(xiàn)有的已公開專利文獻中未發(fā)現(xiàn)與本專利申請相同的技術(shù)方案。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于提供一種基于混合整數(shù)規(guī)劃的計量裝置生產(chǎn)計劃優(yōu)化方法，建立檢測及配送的智能排程模型，為計量裝置檢測排程提供切實可效的模型方法。本專利技術(shù)解決其技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：一種基于混合整數(shù)規(guī)劃的計量裝置生產(chǎn)計劃優(yōu)化方法，其特征在于：包括下述步驟：S1：確定智能排程計劃的目標(biāo)，為總成本和庫存最低；S2：梳理電能計量裝置的生產(chǎn)流程，分析影響采購及到貨、檢測、倉儲和配送等環(huán)節(jié)的主要因素，包括：到貨時間和數(shù)量的穩(wěn)定性、檢測中檢修和加班對檢定能力的影響；S3：獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，包括：檢測設(shè)備的能力、庫存水平和配送車輛的裝載能力；S4：建立目標(biāo)函數(shù)為存儲費用及配送成本最小化的混合整數(shù)規(guī)劃模型；S5：利用yalimp工具箱進行求解；S6：判斷是否有解，若有，轉(zhuǎn)入步驟S7，否則，轉(zhuǎn)至步驟S8；S7:分析安全庫存以及調(diào)整，改變安全庫存量輸入模型，分析安全庫存量的變化對目標(biāo)函數(shù)的影響，并轉(zhuǎn)至S5；S8：輸出計算結(jié)果；S9：得到最優(yōu)計量生產(chǎn)計劃，指導(dǎo)實際生產(chǎn)。而且，所述步驟S4中的數(shù)學(xué)模型包括：智能排程的目標(biāo)函數(shù)和約束條件。而且，所述智能排程的目標(biāo)函數(shù)為：而且，所述排程優(yōu)化的約束條件包括：(A)到貨約束；(B)檢測約束；(C)庫存約束；(D)配送約束。而且，步驟S5所述的yalimp工具箱是一種定義和求解高級優(yōu)化問題的模塊語言，基于符號運算工具箱來編寫的專門用于混合整數(shù)規(guī)劃的工具箱。而且，步驟S7所述的分析安全庫存調(diào)整是指依次消減安全庫存量并作為固定輸入變量帶入計算。而且，步驟S8所述的模型計算結(jié)果有：采購到貨計劃表、生產(chǎn)檢定計劃表、庫存計劃表以及配送計劃表，檢測線工人可以根據(jù)輸出結(jié)果合理安排檢測時間和檢測工作量。本專利技術(shù)的優(yōu)點和積極效果是：本方法梳理了計量生產(chǎn)業(yè)務(wù)流程及全壽命周期管理要求，綜合考慮了需求預(yù)測、物料供應(yīng)周期、中心安全庫存、輪換上班制度、設(shè)備檢定能力及其檢修計劃、運輸?shù)扔绊懹媱澋纫蛩兀⒘嘶诨旌险麛?shù)規(guī)劃的計量生產(chǎn)計劃優(yōu)化模型，以成本和庫存最低為目標(biāo)函數(shù)，以每月的到貨計劃、檢定計劃、配送計劃為決策變量，并利用yalimp工具箱進行求解，并能根據(jù)計劃執(zhí)行情況和突發(fā)情況進行及時反饋修正，該方法有效規(guī)避了人工經(jīng)驗的不足，實現(xiàn)整個計量生產(chǎn)計劃的科學(xué)制定、高效執(zhí)行，不僅及時滿足供電單位及其站所(二級分庫和直配庫)的用表需求，大幅削減中心庫存和生產(chǎn)成本，為計量中心實現(xiàn)智能化運作提供強有力的支撐。附圖說明圖1為本專利技術(shù)提供的基于智能排程的計量裝置到貨、檢測及配送計劃流程圖。具體實施方式下面結(jié)合附圖并通過具體實施例對本專利技術(shù)作進一步詳述，以下實施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本專利技術(shù)的保護范圍。一種基于混合整數(shù)規(guī)劃的計量裝置生產(chǎn)計劃優(yōu)化方法，在本專利技術(shù)的實施例中，本項目依據(jù)高級排程理論(APS)，基于需求預(yù)測和計量器具檢測現(xiàn)狀和約束條件，采用運籌優(yōu)化方法，實現(xiàn)整個流程的智能排程，從而滿足下游站所(二級分庫和直配庫)的用表需求，同時保證成品的庫存周轉(zhuǎn)率滿足企業(yè)設(shè)置的額定值，并盡可能減少檢測線工人的加班時間，為實現(xiàn)智能化運作提供了強有力的支撐。如圖1所示，本專利技術(shù)提供的基于智能排程的計量裝置到貨、檢測及配送計劃方法包括按順序執(zhí)行的下列步驟：步驟1：確定智能排程計劃的目標(biāo)，即總成本和庫存最低。步驟2：梳理電能計量裝置的生產(chǎn)流程，分析影響采購及到貨、檢測、倉儲和配送等環(huán)節(jié)的主要因素，包括：到貨時間和數(shù)量的穩(wěn)定性、檢測中檢修和加班對檢定能力的影響等。步驟3：獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，包括：檢測設(shè)備的能力、庫存水平和配送車輛的裝載能力等。步驟4：建立目標(biāo)函數(shù)為存儲費用及配送成本最小化的混合整數(shù)規(guī)劃模型。所述的數(shù)學(xué)模型包括：智能排程目標(biāo)函數(shù)和約束條件；所述的目標(biāo)函數(shù)為：其主要包含兩部分：一是總存儲費用，二是配送成本。其中：hi表示單位存儲成本；Ii表示產(chǎn)品i的期末庫存；I′i表示產(chǎn)品i的原材料期末庫存；表示產(chǎn)品i對需求點c在時間周期t的配送量；∈i表示配送費用。所述排程優(yōu)化的約束條件包括：(A)到貨約束:(A1)保證新品月采購量不超出檢測線的檢測能力以及安全庫存:其中表示產(chǎn)品i的到貨量；um表示生產(chǎn)線m一個生產(chǎn)周期的生產(chǎn)能力(臺/輪)；βmt表示生產(chǎn)線m在一個時間t內(nèi)的生產(chǎn)周期數(shù)；σm表示(identical)第m類成產(chǎn)線的數(shù)量；η1表示時間周期t生產(chǎn)線m加班情況下轉(zhuǎn)換成生產(chǎn)能力的比例系數(shù)；產(chǎn)品i的原材料(新品)的安全庫存。(A2)保證每一種類別的新品月采購量能夠保證下一周期的需求量：m∈M，其中Gi表示產(chǎn)品i預(yù)測需求量；表示產(chǎn)品i的安全庫存(下月需求預(yù)測值的1.5倍)；(A3)保證每一種類別的新品月采購量不超出相應(yīng)檢測線的檢測能力：m∈M，其中Yip為0-1變量，Yip＝1表示采購產(chǎn)品i否則Yip＝0。(B)檢測約束：(B1)保證檢測量和庫存量滿足需求量及安全庫存量：其中表示批次v的產(chǎn)品i在時間周期t的檢測量；表示產(chǎn)品i的成品期初庫存；dict表示周期t內(nèi)需求點c對產(chǎn)品i的需求量。(B2)在加班和檢修條件下的檢測任務(wù)分配：其中為0-1變量，表示時間周期t生產(chǎn)線m需要加班，否則為0-1變量，表示安排時間周期t生產(chǎn)線m進行檢修，否則η2表示時間周期t生產(chǎn)線m檢修情況下轉(zhuǎn)換成生產(chǎn)能力的比例系數(shù)。(B3)在任何時間周期內(nèi)，任務(wù)排程都不能超過檢測線的檢測能力:其中為0-1變量，表示時間周期t生產(chǎn)線m生產(chǎn)產(chǎn)品i，否則(C)庫存約束：(C1)表成品i的庫存平衡，即產(chǎn)品i的期初庫存和檢測量之和，與配送量的差值為期末庫存:(C2)新品i的庫存平衡，即新品i的期初庫存和檢測量之和，與配送量的差值為期末庫存：其中表示產(chǎn)品i的新品期初庫存；λi表示新品i的到貨量。(C3)保證成品和新品的期末庫存均高于安全庫存：(D)配送約束：(D1)保證每周配貨量不超過配送班的最大配送能力：其中αi表示產(chǎn)品i配送能力的轉(zhuǎn)化率；Qt表示車隊在時間周期t的最大工作量。(D2)滿足需求：(D3)若對需求點C進行產(chǎn)品i的配送，要保證配送量不超過最大配送能力：t∈T。其中為0-1變量，表示時間周期t有產(chǎn)品i配送至需求點c，否則為0。步驟5：利用yalimp工具箱進行求解；所述的yalimp工具箱是一種定義和求解高級優(yōu)化問題的模塊語言，基于符號運算工具箱來編寫的專門用于混合整數(shù)規(guī)劃的工具箱。步驟6：判斷是否有解，若有，轉(zhuǎn)入步驟7，否則，轉(zhuǎn)至步驟8。步驟7:分析安全庫存以本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種基于混合整數(shù)規(guī)劃的計量裝置生產(chǎn)計劃優(yōu)化方法，其特征在于：包括下述步驟：S1：確定智能排程計劃的目標(biāo)，為總成本和庫存最低；S2：梳理電能計量裝置的生產(chǎn)流程，分析影響采購及到貨、檢測、倉儲和配送等環(huán)節(jié)的主要因素，包括：到貨時間和數(shù)量的穩(wěn)定性、檢測中檢修和加班對檢定能力的影響；S3：獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，包括：檢測設(shè)備的能力、庫存水平和配送車輛的裝載能力；S4：建立目標(biāo)函數(shù)為存儲費用及配送成本最小化的混合整數(shù)規(guī)劃模型；S5：利用yalimp工具箱進行求解；S6：判斷是否有解，若有，轉(zhuǎn)入步驟S7，否則，轉(zhuǎn)至步驟S8；S7:分析安全庫存以及調(diào)整，改變安全庫存量輸入模型，分析安全庫存量的變化對目標(biāo)函數(shù)的影響，并轉(zhuǎn)至S5；S8：輸出計算結(jié)果；S9：得到最優(yōu)計量生產(chǎn)計劃，指導(dǎo)實際生產(chǎn)。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于混合整數(shù)規(guī)劃的計量裝置生產(chǎn)計劃優(yōu)化方法，其特征在于：包括下述步驟：S1：確定智能排程計劃的目標(biāo)，為總成本和庫存最低；S2：梳理電能計量裝置的生產(chǎn)流程，分析影響采購及到貨、檢測、倉儲和配送等環(huán)節(jié)的主要因素，包括：到貨時間和數(shù)量的穩(wěn)定性、檢測中檢修和加班對檢定能力的影響；S3：獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，包括：檢測設(shè)備的能力、庫存水平和配送車輛的裝載能力；S4：建立目標(biāo)函數(shù)為存儲費用及配送成本最小化的混合整數(shù)規(guī)劃模型；S5：利用yalimp工具箱進行求解；S6：判斷是否有解，若有，轉(zhuǎn)入步驟S7，否則，轉(zhuǎn)至步驟S8；S7:分析安全庫存以及調(diào)整，改變安全庫存量輸入模型，分析安全庫存量的變化對目標(biāo)函數(shù)的影響，并轉(zhuǎn)至S5；S8：輸出計算結(jié)果；S9：得到最優(yōu)計量生產(chǎn)計劃，指導(dǎo)實際生產(chǎn)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于混合整數(shù)規(guī)劃的計量裝置生產(chǎn)計劃優(yōu)化方法，其特征在于：步驟S4中所述的數(shù)學(xué)模型包括：智能排程的目標(biāo)函數(shù)和約束條件。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述基于混合整數(shù)規(guī)劃的計量裝置生產(chǎn)計劃優(yōu)化方法，其特征在于：所述智能排程的目標(biāo)函數(shù)為：

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李中成，顧強，李剛，陳磊，魏文超，楊霖，趙勇，呂偉嘉，許迪，張兆杰，盧靜雅，劉浩宇，劉凱，劉雪，陳鑫，葛嘉暉，劉亞楠，丁關(guān)喆，錢葉鳳，
申請(專利權(quán))人：國網(wǎng)天津市電力公司，國家電網(wǎng)公司，
類型：發(fā)明
國別省市：天津,12