[发明专利]一种基于TOC的产品组合优化问题改进解析方法

摘要

本发明提出了一种基于TOC的产品组合优化问题改进解析方法，针对目前通用的基于TOC的解析算法存在局限性，在通过减少产品数量以使得相应资源约束等式成立的时候，不能解决需要连续减少多个产品数量才能使资源约束等式成立情况的问题，提出了改进的方法，改进后的方法考虑了需要连续减少多个产品数量才能使资源约束等式成立的情况，避免了基于TOC的方法失效，保证方法最终求得可行解，扩大方法的求解范围，能够求解更多的产品组合优化问题，使得方法的应用范围更加广泛。

主权项

1.一种基于TOC的产品组合优化问题改进解析方法，其特征在于：采用以下步骤：步骤1：剔除产品组合优化问题中的非瓶颈资源，设置迭代次数k＝1，以产品对应的市场需求D_i作为初始的产品组合优化解y_i,0，所述产品组合优化解为产品i的计划加工数量y_i，其中第k次迭代得到的产品组合优化解为y_i,k；迭代进行步骤2和步骤3；步骤2：识别系统主瓶颈资源：对于第k次迭代计算，根据公式计算每个瓶颈资源的资源能力需求与资源可用能力之间的差值d_j，t_i,j为单位产品i占用资源j的时间，CP_j为资源j正常的可用加工时间，i为产品序号，i＝1,2,…,n，j为资源序号，j＝1,2,…,m；若存在d_j＜0，则以最小的d_j对应的资源j为本次迭代的主瓶颈资源CCR_k，若不存在d_j＜0，则当前的产品组合优化解为最优解，迭代结束；步骤3：解析系统瓶颈资源：步骤3.1：将第k次迭代主瓶颈资源CCR_k对应的资源能力限制不等式修改为资源能力限制等式，并且通过对CCR_k到CCR₁对应的资源能力限制等式组进行消元处理，以消去资源约束等式组中的已确定的关键产品P_k‑1,P_k‑2,…,P₁项，得到第k次迭代主瓶颈资源CCR_k更新后的资源能力限制等式；其中关键产品P_k‑1表示第k‑1步迭代过程中产品数量被确定的产品；步骤3.2：在目标函数中消去已确定的关键产品P_k‑1项，得到第k次迭代过程的目标函数；步骤3.3：根据经过步骤3.2处理后的目标函数，计算各产品在第k次迭代主瓶颈资源CCR_k上的单位时间有效产出其中TP_i,k为第k次迭代过程的目标函数中的产品i对应项的系数，为第k次迭代主瓶颈资源CCR_k更新后的资源能力限制等式中的产品i对应项的系数；步骤3.4：根据步骤3.3的计算结果，建立单位时间有效产出为正数的产品集合，并对集合中产品按照单位时间有效产出非升序排列，得到排列后的产品为P_k,1,P_k,2,P_k,3,P_k,4…P_k,M；步骤3.5：减小产品P_k,M的计划加工数量保持当前的产品组合优化解中其余产品的计划加工数量不变，使第k次迭代主瓶颈资源CCR_k的资源能力限制等式成立，并将产品P_k,M放入初始为空的集合H中，然后进入步骤3.6；若产品P_k,M的计划加工数量减小到0，第k次迭代主瓶颈资源CCR_k的资源能力限制等式仍不成立，则将产品P_k,M放入初始为空的集合H中，并将M换为M‑1，重新进行步骤3.5；步骤3.6：将最后进入集合H中的产品作为第k次迭代过程的关键产品P_k，并将集合H中的其余产品的计划加工数量视为已知变量；将集合H置为空；步骤3.7：根据关键产品P_k更新后的计划加工数量，以及视为已知变量的产品计划加工数量，依据CCR_k‑1到CCR₁对应的资源能力限制等式组，调整其余产品的计划加工数量，使CCR_k‑1到CCR₁对应的资源能力限制等式组成立；得到第k次迭代得到的产品组合优化解y_i,k。