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#30340;产量均按需生产,其生产产量应当与客户的需求量相匹配.约束(3)是装配基地产量约束,即所有基地生产的产量要等于客户的需求量.约束(4)和约束(5)保证了产量小于各基地的产能,这是非常重要的约束.我司是一家生产电子产品的企业,在亚太,美洲和欧洲都设有分销中心.本文分析的是AGBU的9个代表产品,其在各大区的年需求分布大致如表1.
表1需求分布表
ProductFamilyAmericasAPACEMEA2900ISR56%13%30%3900ISR55%20%25%280048%21%31%ICV61%15%23%380054%21%25%800BB26%19%55%WANLAN50%23%27%180042%26%32%1900ISR37%25%38%GrandTotal50%19%31%
对于构建好的模型,需要代入具体数据采用有效合理的优化方法进行优化.
2优化方法及结果
2.1线性规划法
线性规划是运筹学中研究较早,发展较快,应用广泛,方法较成熟的一个重要分支,它是辅助人们进行科学管理的一种数学方法.在经济管理,交通运输,工农业生产等经济活动中,提高经济效果是人们不可缺少的要求,而提高经济效果一般通过两种途径:一是技术方面的改进,例如改善生产工艺,使用新设备和新型原材料.二是生产组织与计划的改进,即合理安排人力物力资源.线性规划所研究的是:在一定条件下,合理安排人力物力等资源,使经济效果达到最好.一般地,求线性目标函数在线性约束条件下的最大值或最小值的问题,统称为线性规划问题.满足线性约束条件的解叫做可行解,由所有可行解组成的集合叫做可行域.决策变量,约束条件,目标函数是线性规划的三要素.
求解线性规划问题的基本方法是单纯形法,现在已有单纯形法的标准软件例如本文所使用的Xpress-MP,可在电子计算机上求解约束条件和决策变量数达10000个以上的线性规划问题.
2.2求解设计
本模型要解决的问题是确定以上9种产品在各个PCBA生产基地生产多少数量,在各个装配基地装配多少数量在满足客户对各产品的需求的前提下可以达到总成本最小.
从上文所列的数学模型看,这是一个整数规划的模型,理论上来说,运用整数线性规划方法就可以找到其最优解.本文借助市场上提供的标准线性规划软件Xpress-MP来解这个模型.
2.2.1Xpress-MP的求解原理
Xpress-MP是由英国DashOptimization有限公司开发的一个专用于线性规划问题优化的软件,它拥有专适用于线性规划问题建模和求解的编译型编程语言Mosel完整的可视化开发环境Xpress-IVE,高效的求解引擎,建模开发工具和运算模块,可以用于求解线性,整数,二次,非线性以及随机规划问题的能力.
Xpress-MP搜索最优解的运算法则,其最基本的原理是最优解的取值一定位于启发式的得到的问题最优解与问题的极限界之间.因此,简单的启发式算法可以在问题的优化解搜索中得到应用,另外,线性模型的极限界分析就界定了最优解的区域,随着启发式算法的进行,优化解的区域缩小,理论上来说,根据问题的规模这个区域的缩小时间可以趋于无穷,但是这一方法的最大优点是,随着求解得进行离开最优解的误差是可以得到的,也就是说,当我们设定一定的误差限度的话,一定的收敛条件可以使优化在有限精度条件下得到完成.方法的基本方法可以归纳如下:
(1)根据问题生成初始解并计算模型的极限界(最小化问题模型的最大下界和最大化问题模型的最小上界).
(2)对于整数或混合整数规划问题,运用分支定界方法生成新的优化模型,
对于一般线性规划问题,运用邻域搜索改变搜索空间.
(3)与前轮得到的最优解比较,保留最优解.
(4)模型的极限界值与得到的最优解一致为止.
2.2.2Xpress-MP中建模
在X-Press中创建模型,根据模型运行结果可以看到此模型有最优解,目标函数的最小值为2,455,958,530美元.
2.2.4优化结果比较
与我公司原来的模式进行比较,可以看到FOC的产能瓶颈问题得到解决,并且在此基础上得到了最优解,结果见表2所示.
表2优化结果
总费用(美元)优化前3679879820优化后2455958530分析优化前后的结果可以看到,通过优化求解,总成本节约了约33.3%.
3结论
供应链和物流作为现代企业重要的利润源泉,已经越来越引起人们的重视.其中生产基地,装配基地及配送基地的网络规划问题是现代物流管理中一个重要的研究课题:如何选取各基地的位置并且合理设置个基地的产量或运送量,可以加快对客户需求的响应速度,提高服务质量,降低企业运作成本,并设计合理,有效的生产及运输网络,尽量减少企业的生产,库存和运输成本成为非常实际的问题.通过对本企业遇到的网络规划中存在的问题以及不合理之处进行分析,在以降低总成本为目标的情况下,将此问题分阶段优化,寻找优化切入点.要达到降低成本的目标,从生产成本,装配成本,运输成本,和库存成本这四个方面出发.本文通过企业的实际情况,考虑生产和装配基地的产能约束,以及满足客户所有需求量的越束,形成一个整数线性规划的问题,使运输成本最小化.然后,以上述优化目标建立数学模型,由于是线性优化模型,通过大量的参考和比较,本文最终选择目前业内非常先进的标准线性规划软件Xpress-MP来求解.最后,通过程序运行的得到的优化结果和原先企业采用的配送方案的结果对比,说明该问题的确得到了优化,也证明了本文所建立的模型的正确性.
参考文献
胡运权.运筹学应用案例.清华大学出版社.1998
琴明森.物流作业优化方法.中国物资出版社.2003
郝渊晓,马建平等.现代物流配送管理.广州:中山大学出版社.2001
孙宏岭.高效率配送中心的设计与经营.北京:中国物资出版社.2002
徐天亮主编.运输与配送.北京:中国物资出版社.2002
离散型生产系统仿真在半导体制造业产能规划中的应用
刘鹏杜正春
上海交通大学机械与动力工程学院
摘 要:借助于计算机模拟技术建立半导体生产系统模型并进行模拟,采用JAVA语言,建立了半导体产线在制品预测系统WFS系统,可以在脱离真实系统的环境下,获得接近于真实系统的产能运行结果,是对生产系统产能进行分析和评价的一种十分有效的方法.合理的产能规划能够避免千万美金的资本支出,降低运营成本,提高设备记忆人员的利用率,从而提高车间的生产效率,满足终端客户的需求.
关 键 词:半导体,产能规划,离散生产系统,系统仿真
ApplicationofDiscreteSystemSimulationinSemiconductorIndustry
LiuPengDuZhengchun
SchoolofMechanicalEngineering,ShanghaiJiaoTongUniversity
AbstractWiththeaidoftheputersimulationtechnique,wewillnowbeabletosimulatetheproductionlinestatusinsemiconductorfabrication.Thisprovidesaveryeffectivewaytoevaluateandanalyzetheoveralloperationsystem,andgetanappropriatewayofcapacityplanning.Thiseventuallywillincreasethecapitalefficiency,lowerdowntheoperationcost,enhancetheoperationefficiencyandsatisfytheendcustomers'demands.
Keywords:Semiconductor,CapacityPlanning,DiscreteOperationSystem,SystemSimulation
引言
产能规划问题长期以来一直是半导体制造业中最重要和最困难的问题之一.因为其要求在复杂的制造流程中准确预测在制品的走势,同
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