运筹学--智能制造系统的器官
1运筹学概念2运筹学内容——十大分支3运筹学应用——与智能制造的关系
智能制造框架
运筹学与智能制造关系
动态规划智能制造生态圈智能排产PLMERPAPSLIMSSRM企业供应方工厂实验数据研发工艺工艺仿真物料采购单与物料供应计划排产发布MES运筹学非线性规划网络分析排队论决策分析对策论WMS物料配送存储论一一对应运输问题线性规划动态规划和整数规划
运筹学释义与发展简史运筹学释义运筹学(operationalresearch)一词起源于第二次世界大战时期的英国。运筹学在不同的领域有不同的释义,从其性质与特点可定义为:运筹学是一门以数学为主要工具,用系统的观念,多学科的综合,应用模型技术,为经济、军事、管理等部门提供最优的决策方案。
“夫运筹帷幄之中,决胜前里之外”,朴素的运筹学思想在我国古代文献中有不少记载。如齐王赛马和北宋丁渭修复皇宫等事例。现代运筹学名词源于1938年英国,为解决空袭的早期预警中的协调配合问题。英军成立了由P.M.S.Blackett领导的“operationalresearch”小组。由于综合应用了科学方法和技术,纠正了人们一些直观想象的错误,有效解决了当时战争中的一些新问题。
运筹学的发展趋势:(1)运筹学理论研究将会进一步系统深入发展.(2)运筹学将向一些新的研究领域发展.(3)运筹学分散融化于其他学科,并结合于其他学科一起发展.(4)运筹学沿原有的各学科分支向前发展.(5)运筹学中建立模型的问题将日益受到重视.(6)运筹学的发展将进一步依赖计算机的应用和发展.工业生产优化1940二战期间的军事应用交通运输的应用融合大数据人工智能结合计算机技术19702000195019802020深度运筹时间线
运筹学将不同的实际问题归结为不同的数学模型,不同的模型构成了运筹学的各个分支,主要的分支有:1.线性规划(linearprogramming)——PLM2.非线性规划(nonlinearprogramming)——PLM3.动态规划(dynamicprogramming)——MES4.整数规划(Integerprogramming——SCM5.网络分析(networkanalysis)——ERP6.运输问题(Transportationproblem)7.存储论(inventorytheory)——WMS8.排队论(queueingtheory)——APS9.对策论(gametheory)——CRM10.决策分析(decisiontheory)——CRM
运筹分析基本步骤运筹学的核心方法为智能制造系统提供了强有力的决策支持与优化方案。这些方法不仅在理论上精致而全面,也在实际应用中证明了其高效与可行性。问题的分析和确立深入分析,并准确表述问题的本质和目标模型的建立以形式化的方式描述问题结构和关系模型的求解和优化数学方法和算法对建立的模型进行求解模型的验证和修正确保解在实际应用中的有效性和可行性解的有效控制将优化的方案转化为实际行动,实施并监控方案的执行过程方案的实施确保模型的准确性和可靠性
在多元化的经济活动中,巧妙地利用手中有限的资源,以精心的统筹安排实现总体效益的最大化,或是在既定的任务目标下,如何以最小的资源消耗达成目标,这些都是我们面临的关键问题。这类问题,我们通常称之为规划问题。而当这类问题被转化为数学语言进行表述时,如果目标(函数)以及资源的约束条件均呈现为线性函数的形式,那么我们便称之为线性规划问题。第一章线性规划
在考虑资源的合理分配时,还要兼顾效益的最大化线性规划问题的数学模型,其一般形式是: 线性规划问题及其数学模型
min(或max)z=CTX≤(≥,=)bX≥0其中:向量形式:线性规划问题及其数学模型
min(或max)Z=CTXAX≤(≥,=)bX≥0其中:矩阵和向量形式:线性规划问题及其数学模型
例如对三个资源的约束,构建二维坐标系。考虑目标函数,在可行域上找到使得目标函数达到最大值的方案。资源1资源2资源3等值线12340123456789图2-75?三个资源的二维坐标系图解法
对模型中只含2个变量的LP,可通过在平面坐标系中作图求解。其步骤概括为:1.在平面建立直角坐标系;