智能制造生产链协同规划技术与应用

　　随着物联网时代的到来，从数字化工厂到智能化工厂已经成为不可逆转的工业发展方向。越来越多的工业企业为了保持未来的企业竞争力，都开始了智能化工厂的探索和尝试。本书7章，第1章智能制造与高级生产规划，第2章智能制造背景下的生产链协同规划，第3章基于延迟策略的TFTLCD产业生产模式优化，第4章推拉结合式多阶多厂生产链规划技术，第5章基于目标级联法的生产链协同规划，第6章ATC协同机制与算法改进，第7章TFTLCD生产链协同规划支持原型开发及运作流程。 本书可供信息管理和信息系统专业、计算机类和管理类专业的本科生、研究生及管理干部培训班学员学习，也可供企业高层领导、各级管理人员、从事生产链管理、ERP规划、项目管理和咨询工作的人员参考。

　　邵志芳，女，博士，现为上海财经大学信息管理与工程学院副教授，博士生导师。主要从事系统优化与仿真方面的研究。近年来出版教材《经济管理中的仿真方法与实践》、《决策仿真》，《企业资源计划（ERP）原理与实践》；出版专著《能源互联评价与仿真》。承担完成国家863计划子课题、国家重点研发计划子课题、上海市自然基金、上海市哲学社会科学规划基金等研究项目；同时承担完成国家电网、全球能源互联网研究院等委托项目多项。迄今已发表研究论文40多篇。曾在某500强大型制造企业负责生产优化工作。

前言
第1章智能制造与高级生产规划1
1.1智能制造1
1.1.1智能制造是制造业发展的必然趋势1
1.1.2智能制造的特征2
1.2智能工厂的架构与功能定义3
1.2.1智能工厂的概念3
1.2.2智能工厂架构4
1.3智能工厂建设核心：高级规划与排程6
1.3.1APS概论6
1.3.2APS的功能特色9
1.3.3APS与ERP的系统集成14
1.3.4APS与SCM的关系20
1.3.5APS发展趋势与应用展望22
第2章智能制造背景下的生产链协同规划——以液晶面板为例24
2.1生产链协同规划24
2.1.1生产链协同规划背景24
2.1.2生产链协同规划的重要性26
2.1.3生产链协同规划模式27
2.2TFTLCD生产流程简介28
2.2.1TFTLCD工艺流程28
2.2.2TFTLCD生产链结构32
2.2.3TFTLCD制造业上下游生产模式34
2.3TFTLCD生产规划特性35
2.3.1各制程的分级特性35
2.3.2TFTLCD生产规划及限制特性36
2.4TFTLCD制造业对APS系统的需求特性38
2.4.1商业 APS软件做法与架构38
2.4.2TFTLCD制造业APS规划特性41
2.4.3适合TFTLCD制造业的APS规划理念42
2.5TFTLCD生产规划与排程的绩效指标与限制45
2.5.1绩效指标45
2.5.2多厂区规划与排程限制46
第3章基于延迟策略的TFTLCD产业生产模式优化47
3.1延迟策略简介47
3.1.1延迟策略提出的背景47
3.1.2延迟策略的定义48
3.1.3实现延迟策略的基本方法50
3.1.4延迟策略的本质52
3.1.5延迟策略分类及比较53
3.1.6延迟策略与大规模定制的关系57
3.2TFTLCD生产链延迟策略设计59
3.2.1TFTLCD制造引入延迟策略的必要性59
3.2.2TFTLCD生产链延迟策略设计60
3.3基于延迟策略的单期生产模式选择优化60
3.3.1模型基本说明60
3.3.2接单后生产策略单期模式61
3.3.3延迟策略单期模式62
3.3.4面向库存生产策略单期模式63
3.3.5混合预测性生产与延迟生产策略（部分延迟策略）单期模式64
3.4单期模式模型实证与结果分析65
3.4.1参数设定65
3.4.2市场需求小于产能限制时单期模式求解66
3.4.3市场需求大于产能限制时单期模式求解68
3.4.4单期模式求解结果分析70
3.5多期生产模式选择优化72
3.5.1模型基本说明72
3.5.2接单后生产策略多期模式72
3.5.3延迟生产策略多期模式73
3.5.4面向库存生产策略多期模式74
3.5.5混合预测性生产与延迟生产策略多期模式75
3.6多期模式模型实证与结果分析77
3.6.1参数设定77
3.6.2多期模式求解78
3.6.3多期模式求解结果分析84
3.7本章小结85
3.7.1研究结论85
3.7.2研究问题的局限性86
第4章推拉结合式多阶多厂生产链规划技术87
4.1TFTLCD生产链生产类型87
4.2多厂生产规划与排程的方法88
4.3问题界定91
4.3.1生产链多厂环境91
4.3.2拟解决的问题92
4.4生产链多厂规划数学模型的构建92
4.4.1数学建模92
4.4.2模型的扩展使用说明97
4.5案例分析99
4.5.1案例设定99
4.5.2基于LINGO软件的线性规划法求解101
4.5.3基于Matlab的粒子群算法求解116
4.6本章小结127
4.6.1研究结论127
4.6.2研究问题的局限性128
第5章基于目标级联法的生产链协同规划130
5.1ATC协同规划技术130
5.1.1ATC概况130
5.1.2ATC的应用132
5.2ATC的原理136
5.2.1特定层级的模型特点136
5.2.2各个层级的目标传递机制139
5.2.3目标级联法的协调机制140
5.3基于ATC的生产链协同规划数学模型141
5.3.1问题界定141
5.3.2生产链协同规划的AAO模型143
5.3.3生产链协同规划的ATC模型145
5.4模型求解与结果分析148
5.4.1模型参数148
5.4.2AAO模型结果分析149
5.4.3ATC模型结果分析155
5.5AAO模型与ATC模型结果的对比分析166
5.6对ATC方法的评价168
5.7本章小结169
5.7.1研究结论169
5.7.2研究问题的局限性170
第6章ATC协同机制与算法改进171
6.1TFTLCD集中式优化模型设计171
6.1.1问题描述171
6.1.2模型描述172
6.1.3AAO模型构建174
6.2ATC模型构建178
6.2.1对模型的分解结构178
6.2.2各层次方程式179
6.3协调机制的分析与设计181
6.4权重更新算法182
6.5模型求解及结果分析184
6.5.1集中式模型求解184
6.5.2ATC求解与收敛过程分析185
6.5.3模型结果对比分析187
6.5.4结果差异分析188
6.5.5运算效率分析189
6.6加速收敛算法的设计与实现190
6.6.1收敛过程的特点与成因分析190
6.6.2加速收敛的原理与设计192
6.6.3算法设计与实现195
6.6.4加速效果检验对比197
6.7本章小结199
6.7.1研究结论199
6.7.2研究问题的局限性200
6.7.3改进与提升的方向201
第7章TFTLCD生产链协同规划决策支持原型开发及运作流程202
7.1系统架构202
7.2系统模块及运作流程205
7.2.1生产规划工作内容及相互关系205
7.2.2月计划模块206
7.2.3周计划模块211
7.2.4日计划模块214
7.2.5报告示例217
7.3系统开发及导入进程220
7.4绩效分析220
7.5本章小结221
附录222
附录AATC模型参数列表222
附录B简化模型描述223
附录C可达目标值简化模型加速收敛对比224
参考文献226