Xpress-MP在生产运作与调度中的研究与应用(3)
1．2 论文的研究目的、意义
随着信息化和全球化迅速发展以及居民生活水平的提高，全球的经济市场发生了巨大的变化。这些变化集中表现在以顾客需求为中心的买方市场正在逐步取代以企业生产能力为中心的卖方市场，同时顾客的需求日趋主体化、个性化、多样化以及多变化。企业面临一个迅速变化且难以准确预测的买方市场，在这样的市场环境下传统的大批量制造模式与变化的市场需求不适应的问题日益突出，传统制造企业面临巨大的挑战。需求的多样化和多变性使制造企业不能再像过去一样把顾客当作整体来对待，而要把顾客当作不同的个体，使得企业必须经常调整产品种类来适应市场需求，甚至通过自己的努力来影响市场需求，从而实现企业从市场推动向市场牵引的转变。这就要求企业能有先进的生产调度的策略来优化车间生产过程一及时适应市场需求的转变。
生产任务的调度问题是每一个生产制造企业都面临的重要问题，如何对可用的资源进行分配以及对当前生产任务进行合理的排序一直困扰着生产决策者。简单的来说生产调度问题就是对时间及资源的分配，它的合理与否直接关系到生产计划是否可以准时完成，然而生产过程中不可避免的存在着来自内部和外部的扰动因素，因此仅凭决策者的经验与简单的数学计算很难作出合理的生产调度方案。
目前关于生产运作与调度的理论研究和应用系统开发都得到了广泛的关注，一方面简单的人工作业方式已经越来越难满足当前快节奏的机械化生产和激烈市场竞争的需要，另一方面，影响生产调度的因素太多，例如：产品的交货期、企业的生产能力、产品加工顺序、批量大小、成本约束等，这些都是制定生产调度计划时要考虑的因素。除此之外，像机器故障、原材料供应变化、生产计划变更等非正常情况的出现是不可预见的，这就要求生产调度计划要有一定的柔性。更进一步的看，不同行业、不同企业、不同环境的生产调度方案不尽相同，这是因为不同企业所采取的优化目标、优化策略往往是不同的。鉴于以上几点，我们不难看出，生产调度问题具有高度的复杂性，要想做出合理的调度方案，必须把生产运作过程中的人机料法环等因素充分的考虑进来，这就需要人、数学算法和先进计算机技术的结合。
总的说来, 车间调度就是对一个可用的加工机床集在时间上进行加工任务集分配, 以满足一个性能指标集。从数学规划的角度看, 车间调度问题可表达为在等式或不等式约束下, 对目标函数的优化。典型的车间调度问题包括一个要完成的作业集, 每个作业由一个操作集所组成, 各操作的加工需要占用机床或其它资源, 并且必须按一些可行的工艺次序进行加工; 每台机床可加工工件的若干操作, 并且在不同的机床上能加工的操作集可以不同。调度的目标是将作业合理地安排到各机床, 并合理安排作业的加工次序和加工开始时间, 使约束条件被满足, 同时优化一些性能指标.
这个看似简单的数学问题在真正解决的时候会变的十分复杂.首先对于不同行业、不同企业而言，目标函数、约束条件往往是不同的，对于同一类型的问题的求解思路往往也不同。另一方面，生产现场是一个复杂的环境，普通的管理软件所提供的参数和解决方案很多时候不能满足不同生产现场的“个性化”需求，如果能够将车间生产管理人员对于生产现场的把握融入到解决问题的过程中，就能产生个性化的解决方案。在这一点上Xpress-MP软件提供了合理的解决方案：Xpress-MP把问题数学模型的构建和解决方案的构建工作都交由生产管理人员完成，而软件本身只是提供解决数学问题和输出解决方案的服务。这样就能为不同的生产企业提供个性化的优化方案。