本發(fā)明屬于計(jì)量生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，涉及生產(chǎn)計(jì)劃管理領(lǐng)域，尤其是一種基于混合整數(shù)規(guī)劃的計(jì)量裝置生產(chǎn)計(jì)劃優(yōu)化方法。

背景技術(shù)：

作為國網(wǎng)公司“大營銷”計(jì)量體系建設(shè)的典型成果和示范，省級(jí)計(jì)量中心承擔(dān)著全省每年數(shù)百萬的計(jì)量設(shè)備的到貨、檢定及配送工作，生產(chǎn)計(jì)劃繁重且交錯(cuò)影響，傳統(tǒng)的計(jì)量生產(chǎn)計(jì)劃以人工經(jīng)驗(yàn)安排為主，具有庫存高、周轉(zhuǎn)率低、時(shí)效性差、交互困難、靈活性差等缺點(diǎn)，在此情況下，設(shè)計(jì)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(jí)等因素的計(jì)量生產(chǎn)計(jì)劃優(yōu)化方法，科學(xué)合理制定計(jì)量裝置的到貨、檢定及配送計(jì)劃，對(duì)于大幅削減中心庫存和生產(chǎn)成本，提升對(duì)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(xiàn)中未發(fā)現(xiàn)與本專利申請(qǐng)相同的技術(shù)方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種基于混合整數(shù)規(guī)劃的計(jì)量裝置生產(chǎn)計(jì)劃優(yōu)化方法，建立檢測及配送的智能排程模型，為計(jì)量裝置檢測排程提供切實(shí)可效的模型方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種基于混合整數(shù)規(guī)劃的計(jì)量裝置生產(chǎn)計(jì)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(jì)劃的目標(biāo)，為總成本和庫存最低；

S2：梳理電能計(jì)量裝置的生產(chǎn)流程，分析影響采購及到貨、檢測、倉儲(chǔ)和配送等環(huán)節(jié)的主要因素，包括：到貨時(shí)間和數(shù)量的穩(wěn)定性、檢測中檢修和加班對(duì)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(chǔ)費(fèi)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(jìn)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(duì)目標(biāo)函數(shù)的影響，并轉(zhuǎn)至S5；

S8：輸出計(jì)算結(jié)果；

S9：得到最優(yōu)計(jì)量生產(chǎn)計(jì)劃，指導(dǎo)實(shí)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(jí)優(yōu)化問題的模塊語言，基于符號(hào)運(yùn)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(jì)算。

而且，步驟S8所述的模型計(jì)算結(jié)果有：采購到貨計(jì)劃表、生產(chǎn)檢定計(jì)劃表、庫存計(jì)劃表以及配送計(jì)劃表，檢測線工人可以根據(jù)輸出結(jié)果合理安排檢測時(shí)間和檢測工作量。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：

本方法梳理了計(jì)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(jì)劃、運(yùn)輸?shù)扔绊懹?jì)劃等因素，建立了基于混合整數(shù)規(guī)劃的計(jì)量生產(chǎn)計(jì)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(jì)劃、檢定計(jì)劃、配送計(jì)劃為決策變量，并利用yalimp工具箱進(jìn)行求解，并能根據(jù)計(jì)劃執(zhí)行情況和突發(fā)情況進(jìn)行及時(shí)反饋修正，該方法有效規(guī)避了人工經(jīng)驗(yàn)的不足，實(shí)現(xiàn)整個(gè)計(jì)量生產(chǎn)計(jì)劃的科學(xué)制定、高效執(zhí)行，不僅及時(shí)滿足供電單位及其站所(二級(jí)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(jì)量中心實(shí)現(xiàn)智能化運(yùn)作提供強(qiáng)有力的支撐。

附圖說明

圖1為本發(fā)明提供的基于智能排程的計(jì)量裝置到貨、檢測及配送計(jì)劃流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖并通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述，以下實(shí)施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。

一種基于混合整數(shù)規(guī)劃的計(jì)量裝置生產(chǎn)計(jì)劃優(yōu)化方法，

在本發(fā)明的實(shí)施例中，本項(xiàng)目依據(jù)高級(jí)排程理論(APS)，基于需求預(yù)測和計(jì)量器具檢測現(xiàn)狀和約束條件，采用運(yùn)籌優(yōu)化方法，實(shí)現(xiàn)整個(gè)流程的智能排程，從而滿足下游站所(二級(jí)分庫和直配庫)的用表需求，同時(shí)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(shí)間，為實(shí)現(xiàn)智能化運(yùn)作提供了強(qiáng)有力的支撐。

如圖1所示，本發(fā)明提供的基于智能排程的計(jì)量裝置到貨、檢測及配送計(jì)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(jì)劃的目標(biāo)，即總成本和庫存最低。

步驟2：梳理電能計(jì)量裝置的生產(chǎn)流程，分析影響采購及到貨、檢測、倉儲(chǔ)和配送等環(huán)節(jié)的主要因素，包括：到貨時(shí)間和數(shù)量的穩(wěn)定性、檢測中檢修和加班對(duì)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(chǔ)費(fèi)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(chǔ)費(fèi)用，二是配送成本。其中：h_i表示單位存儲(chǔ)成本；I_i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(duì)需求點(diǎn)c在時(shí)間周期t的配送量；∈_i表示配送費(fèi)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；u_m表示生產(chǎn)線m一個(gè)生產(chǎn)周期的生產(chǎn)能力(臺(tái)/輪)；β_mt表示生產(chǎn)線m在一個(gè)時(shí)間t內(nèi)的生產(chǎn)周期數(shù)；σ_m表示(identical)第m類成產(chǎn)線的數(shù)量；η₁表示時(shí)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G_i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Y_i^p為0-1變量，Y_i^p＝1表示采購產(chǎn)品i否則Y_i^p＝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(shí)間周期t的檢測量；表示產(chǎn)品i的成品期初庫存；d_ict表示周期t內(nèi)需求點(diǎn)c對(duì)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(shí)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(shí)間周期t生產(chǎn)線m進(jìn)行檢修，否則η₂表示時(shí)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(shí)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(shí)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；λ_i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α_i表示產(chǎn)品i配送能力的轉(zhuǎn)化率；Q_t表示車隊(duì)在時(shí)間周期t的最大工作量。

(D2)滿足需求：

(D3)若對(duì)需求點(diǎn)C進(jìn)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(shí)間周期t有產(chǎn)品i配送至需求點(diǎn)c，否則為0。

步驟5：利用yalimp工具箱進(jìn)行求解；

所述的yalimp工具箱是一種定義和求解高級(jí)優(yōu)化問題的模塊語言，基于符號(hào)運(yùn)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(duì)目標(biāo)函數(shù)的影響，并轉(zhuǎn)至步驟5；

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(jì)算。

步驟8：輸出計(jì)算結(jié)果；

所述的模型計(jì)算結(jié)果有：采購到貨計(jì)劃表、生產(chǎn)檢定計(jì)劃表、庫存計(jì)劃表以及配送計(jì)劃表，檢測線工人可以根據(jù)輸出結(jié)果合理安排檢測時(shí)間和檢測工作量。

步驟9：得到最優(yōu)計(jì)量生產(chǎn)計(jì)劃，指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)。

盡管為說明目的公開了本發(fā)明的實(shí)施例和附圖，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解：在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，各種替換、變化和修改都是可能的，因此，本發(fā)明的范圍不局限于實(shí)施例和附圖所公開的內(nèi)容。