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基于水资源节约的印染企业订单排序优化模型及应用

来源:印染在线 发布时间:2012年10月24日

订单的产品属性E用以下四元组来定义:

E=(t,d,a,6),

式中t,d,a,b分别为订单的交货期,订单长度,订单的布料及厚度.在订单的各个表征量中,订单的布料a及厚度b共同决定该订单的染色速度".

2.3订单排序优化模型

(一)确定优化目标以所有生产线上的清洗时间最短为优化目标,由于同类型清洗每次所用的时间相同,因此清洗时间最优。即洗清次数最少、水资源消耗量最少且废水产生量最少,基f此目标,构建优化目标函数:

式中:&f是订单i在生产线歹上建立的清洗时间,它与前后生产的两种订单的颜色相关.J是所有生产线的集合,J是所有订单的集合.

(二)约束条件

1)生产线分配约束

对于每个分配给生产线的订单,须满足:

式中:场为一个二元变量(取值为0或1),%=1表示订单i将被安排在生产线J上加工,即在每个分配序列中,每个订单有且只有一次分配到生产线上的机会[8-91.

 2)订单交货时间约束

Q是订单i完成时间;ti是订单i交货时间;rij是生产线J被释放的时间,即还需多长时间生产线J才能完成正在加工的订单;&J是订单i在生产线J上建立的清洗时间,它与前后连续生产的两种订单的颜色相关:连续生产的清洗时间为0,简单清洗时间为≯,全面清洗时间为∈,其中≯、∈以各个企业实际清洗时间为准.

Ptf是订单i在加工单元歹上的印染时间,Vi为第i个订单在生产线上的染色速度,以米/分钟(m/rain)表示,其由订单的ai(订单的质地)以及bi(订单的厚度)所决定.

式(2)一(6)规定了订单交货时间的约束.

3)生产序列约束

对于安排在同一条生产线上印染的两个订单,生产序列约束在时间上限定只有当前一个订单被完成,后一个订单才能进行印染准备.对于两个都安排给生产线J的订单i和i7,它们在重排生产序列时必须满足的约束为

式中:Xii,是—个二元变量,表示当订单i和i7被安排在同一条生产线上印染时,i是(=1)否(=o)比i7先印染.M是一个足够大的正数.

3算法研究

3.1动态生产订单排序算法

印染企业多数采用人工排序,例如每周五统一安排下周一至周日的订单.订单排序方案确定后,为防止生产出现混乱,即便在下周接到与本周内生产计划中同色的订单,也不插入生产线.另外,在实际操作过程中,经常会有一些突发情况,如新的加急订单到达或老订单交货期改变、某批订单由于原材料的采购延迟等.对于这些紧急订单,企业来不及对原来的生产计划做出适当的调整,或者重新制定生产计划,只能对订单采取简单的插入生产或延后生产【11】

以上两种情况均增加了生产线不必要的清洗次数,进而导致资源的浪费.因此,考虑印染企业的订单生产动态性对于订单排序优化算法的研究是一个关键的因素.为了对企业订单排序过程进行实时动态优化,在对订单进行排产时,采用如图2所示的原则:将第一天之前(包括第一天)接到的订单安排在第二天以后的生产计划,第一二天需要用来为第三天的订单生产作原材料及生产的准备上作.这样既可以保证生产的稳定性,又可以将新接到的订单或青突发情况的订单及时安排,重新调整汀单生产计划,从而减少清洗次数,节约资源和生产时间.

根据以上订单生产排序原则,设计如图3所示算法.

设计动态生产汀单优化排序的程序运算步骤如下:

Step 1判定步骤.判断是否使用新订单数据.如足,则输入订单属性数据,创建新文件,生产线的初始状态钱为o;如不是,则读取并修改已有的订单生产序列储存文件,序列前移一天,即去掉前一天已经完成的订单,订单交货时间减24小时,并且记录下每条生产线的初始状态.初始状态指生产线在前一天结束时印染的颜色,以便于今天排序时进一步减少清洗时间.

Step 2判定步骤.使用旧数据后继续判断是否接到新订单,如是,则在已读取并且修改过的文件中添加新订单的属性数据;如不是则转至Step 3.

Step 3运行排序程序.关于此程序的算法步骤将在下面一节中详细叙述.

Step 4停止运算,输出新的生产序列.

Step 5程序运行结束.
 

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