工廠化育苗生產(chǎn)運營關(guān)鍵技術(shù)與應用研究.pdf

1、我國工廠化育苗產(chǎn)業(yè)的發(fā)展特點是種苗品種多、季節(jié)差異大、成本分析復雜，因此平衡種苗產(chǎn)量與質(zhì)量、提高種苗生產(chǎn)的綜合效益，成為種苗工廠生產(chǎn)運營管理的關(guān)鍵點。在競爭激烈、復雜多變的園藝產(chǎn)品市場環(huán)境條件下，種苗工廠面臨著不斷縮短的產(chǎn)品交貨期和持續(xù)上漲的生產(chǎn)成本等壓力，因此對種苗工廠的優(yōu)化生產(chǎn)與運營管理提出了迫切要求。生產(chǎn)基地和客戶的異地分布、優(yōu)化目標的多樣性和生產(chǎn)過程的復雜性等特征，一方面導致傳統(tǒng)的人工耕作式農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式不能適應現(xiàn)代農(nóng)業(yè)規(guī)?；?、產(chǎn)

2、業(yè)化的發(fā)展需求;另一方面，由于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程的不可控性、不確定性和多樣性等因素，也造成現(xiàn)有的工廠管理理論與優(yōu)化方法不能直接應用于種苗工廠的生產(chǎn)運營過程。
　　為了解決上述問題，本文針對種苗工廠的實際生產(chǎn)運營過程和種苗生長特性，以提升種苗工廠整體生產(chǎn)運營效率為目標，將相關(guān)理論與方法應用到種苗工廠生產(chǎn)運營管理實際中，分別從種苗工廠銷售預測、生產(chǎn)計劃優(yōu)化方法和核心生產(chǎn)單元的調(diào)度方法三個方面展開研究，以期實現(xiàn)種苗工廠生產(chǎn)運營優(yōu)化管理方面的突

3、破。本文主要研究工作如下:
　　(1)種苗工廠銷售預測。目前種苗工廠缺乏銷售預測，由于受有限生產(chǎn)能力的制約和種苗需求量隨季節(jié)波動的外部市場環(huán)境影響，導致種苗銷量難以精確預測，為此，本文以有限生產(chǎn)能力為主要考慮因素，以實現(xiàn)種苗銷售精確預測為目標，將粒子群優(yōu)化的支持向量機方法與自回歸整合移動平均法相結(jié)合的混合模型預測方法應用到種苗工廠銷售預測過程中，該方法用小波變換分解歷史銷售數(shù)據(jù)里的概貌序列和細節(jié)序列;針對概貌序列用自回歸整合移動平

4、均法進行預測，針對細節(jié)序列采用粒子群優(yōu)化的支持向量機方法進行預測，最后將預測結(jié)果進行歸并。通過該方法可實現(xiàn)對種苗銷量的快速、精確預測，為種苗工廠的生產(chǎn)計劃優(yōu)化打下基礎和提供指導。
　　(2)種苗工廠生產(chǎn)計劃優(yōu)化。目前種苗工廠存在缺乏總體生產(chǎn)規(guī)劃、接單生產(chǎn)運營的生產(chǎn)計劃安排適應性差、以及原材料需求計劃人工計算所帶來的不準確等問題，同時多工廠異地分布、生產(chǎn)過程模糊因素多、交貨期不確定，針對這類問題，根據(jù)種苗工廠的實際生產(chǎn)運營流程，將種

5、苗工廠的生產(chǎn)計劃問題劃分為:總體生產(chǎn)規(guī)劃、月生產(chǎn)計劃和原材料需求計劃三個由上至下的生產(chǎn)計劃優(yōu)化層次，以均衡企業(yè)產(chǎn)能和客戶滿意度為優(yōu)化目標，建立多工廠生產(chǎn)計劃安排問題的數(shù)學混合規(guī)劃模型，并用模糊數(shù)來表達生產(chǎn)過程中的不確定性參數(shù)與生產(chǎn)能力，提出基于Meta啟發(fā)式算法的路徑重連求解算法，分析訂單處理時間、育苗生產(chǎn)周期和生產(chǎn)能力調(diào)整因子對生產(chǎn)計劃優(yōu)化性能的影響，針對每一個生產(chǎn)計劃優(yōu)化層次，實現(xiàn)在保證工廠化育苗系統(tǒng)生產(chǎn)計劃安排的企業(yè)利潤最大化和客

6、戶滿意度目標的前提下，總體生產(chǎn)規(guī)劃、月生產(chǎn)計劃和原材料需求計劃三個層次下的種苗工廠生產(chǎn)計劃優(yōu)化目標。
　　(3)種苗工廠核心生產(chǎn)單元調(diào)度。目前種苗工廠核心生產(chǎn)單元調(diào)度采用的是作業(yè)先到先服務或優(yōu)先級高的作業(yè)優(yōu)先安排生產(chǎn)等啟發(fā)式生產(chǎn)調(diào)度方式，由于育苗過程中難以避免地會受到極端天氣條件等因素的影響，會導致訂單不能按時交貨而積壓在苗床上，極易造成生產(chǎn)過程中的作業(yè)“堵塞”和作業(yè)“吞吐率”低，為有效解決該問題，本文在分析種苗生產(chǎn)Flow-sh

7、op型生產(chǎn)線特點的基礎上，提出基于約束分解方法的種苗生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度模型。該模型以協(xié)同生產(chǎn)線上的瓶頸機與非瓶頸機統(tǒng)一調(diào)度為實現(xiàn)方法，調(diào)度結(jié)果以追求作業(yè)整體加工時間最短為目標，作業(yè)在前向非瓶頸機上的調(diào)度可按照瓶頸機上的作業(yè)開始時間從后往前通過啟發(fā)式規(guī)則進行調(diào)度;作業(yè)在后向非瓶頸機上的調(diào)度可按照瓶頸機上的作業(yè)結(jié)束時間從前往后按照啟發(fā)式規(guī)則進行調(diào)度。通過模型對比，證實基于約束分解方法的工廠化育苗系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度模型可獲得較好的生產(chǎn)線調(diào)度性能。

8、r>　　(4) QACCP(Quality Analysis and Critical Control Point, QACCP質(zhì)量分析與關(guān)鍵點控制)理論在種苗工廠生產(chǎn)運營管理方面的實踐。目前育苗過程主要還是采用傳統(tǒng)的人工耕作育苗方式，這種育苗方法的弊端在于對育苗過程缺乏科學管理，造成育苗產(chǎn)量和質(zhì)量難以保證;同時也無法滿足種苗工廠產(chǎn)業(yè)化、規(guī)模化和標準化的發(fā)展需求。為了實現(xiàn)種苗工廠由“小生產(chǎn)方式”向標準化、科學化、產(chǎn)業(yè)化和規(guī)?；纳a(chǎn)方式

9、過渡，本文提出將QACCP理論應用于種苗工廠生產(chǎn)運營管理過程中，以種苗工廠生產(chǎn)運營過程的關(guān)鍵點為研究對象，采用信息化方法對每個生產(chǎn)運行關(guān)鍵點進行優(yōu)化管理，以實現(xiàn)種苗工廠生產(chǎn)運營全過程管理，并將其在種苗工廠中進行了實際的示范應用。
　　上述研究成果的先進性和應用意義在于:提出了種苗工廠銷售預測模型，應用于上海源怡種苗公司2013年度的種苗銷售預測，顯著提高預測精度6.3％;種苗工廠生產(chǎn)計劃優(yōu)化方法，可自動實現(xiàn)總體生產(chǎn)規(guī)劃、月生產(chǎn)計劃