【A07】高级计划与排产平台【雪浪云】
发布时间: 2020-12-07 17:40:18

A07】高级计划与排产平台【雪浪云】

1. 命题方向

智能制造

2. 题目类别

应用类

3. 题目名称

高级计划与排产平台

4. 背景说明

【整体背景】

排产是B端用户强需求的一种场景,通过智能排产,优化生产过程,提高人员、流程的效率,提高交付率,设备利用率等,是实际生产场景中核心的组成部分;排产涉及前期的销售,供应链,仓储,生产,客户关系等复杂系统,成功的自动化排产产品需要其他应用的数据层支持,开发难度、系统集成度较高。当工厂的设备,人员,订单增多后普通人工排产存在局限性,多变量多约束的排产需要通过计算机来完成。本赛题旨在排程算法和平台应用两个方面来设计高级计划与排程平台。

【公司背景】

雪浪云致力于建设国家级工业互联网平台,基于雪浪OS数据中枢系统为制造业企业建设工厂大脑,为工业企业提供跨行业、跨地域和全生命周期的数据智能服务。作为国内工业互联网及AI领域后起之秀,雪浪云扎根工业发展迅速,先后获得国家工业互联网产业联盟功能性能测评四星级平台(全国排名前8)、江苏省首批重点工业互联网平台等荣誉,公司核心知识产权累计申请30余项,参与科技部国家重点研发计划2项,先后服务龙头型制造业客户50余家,其中央企7家,上市企业11家,民营龙头35家,累计营收破亿。截止目前,雪浪云已服务了中国商飞集团、中铁工程装备集团、中国铁建重工集团、中国汽车技术研究中心、中国煤炭科工集团、中国中煤能源集团、双良集团、中信泰富特钢、兆丰集团、卧龙集团等50多家央企及上市龙头企业,聚焦在装备制造、航空、新能源汽车、钢铁冶金、矿业、化工6大行业。2020826日,完成过亿元人民币A轮融资,投资市场估值近10亿元。

【业务背景】

工业互联网解决的一个问题是工业生产过程中的资源分配问题,排产是其中典型的问题场景;雪浪云作为工业互联网中的先行者,必然要对工业生产中的核心-排产,进行针对性的产品研发,通过应用AI技术、运筹学等强大的算法工具,通过对资源的优化调度,能够快速的在多因素、多约束的问题背景下,找到最合理的生产方式,使资源最大化利用,提升产能,降低成本,提升公司业务水平,推进行业进步。

5. 项目说明

【问题说明】

来自真实工业场景下脱敏后的订单,商品,工艺路线和资源信息,共10类商品,平均每类商品有50个工序,提供数据包括但不限于:

1)订单部分:订单中包含的商品,订单的生成时间,订单的最晚交货时间;

2)工序部分:商品对应的工艺流程,每一商品对应一系列工序,包含工序的前后置关系;工序所需要的处理时间和工序的类型;

3)资源部分:各类资源的数量上限;资源依赖关系;资源与工序的关联矩阵等。

对工序进行满足约束的排产,最优化执行时间,即最后一个任务的完成时间最小,并且完成平台功能开发。

【用户期望】

追求在符合资源约束的情况下执行时间,计算耗时的优化。平台功能的完整和鲁棒性。

6. 任务要求

【开发说明】
来自真实工业场景下脱敏后的订单,商品,工艺路线和资源信息,共10类商品,平均每类商品有50个工序,其中工序之间存在前后置,包括串行,并行,装配等关系如下图所示;


a) 工序关系

资源包括人,站位,设备的班次及其数量上限;不同工艺路线与资源等生产要素之间的关联矩阵,不同设备在不同工序下的所需要的加工时间;资源之间的依赖关系。

算法中需要考虑的约束为:

1)累计约束 (Cumulative Constraint),指某一类资源在一段时间内的任意一个时间切片上被任务占用的数量总和,不超过资源上限;


3)订单最晚交期的约束,指输入订单的有一个由工厂指定的最晚时间,订单中商品的最后一个工序完成需要在最晚时间节点前完成。

算法中需要考虑的目标函数为:最优化执行时间,即最后一个任务的完成时间最小。

平台需要考虑的部分为:订单及资源相关信息的导入/导出,针对排产结果的手动调整的校验(如 具有前后置关系在调整中破坏了前后置),针对工厂中出现的插单的处理,报表。

【技术要求与指标】
在此项目中,要求详细阐述使用的排产算法,包括采用的建模方式和对不同约束的数学转换方式,对优化目标的设计以及调优方式;要求详细阐述所设计的平台功能,充分考虑工厂中存在的场景。其中排产算法中考虑约束的数量以及设计优化目标合理性作为算法部分的评分要求,平台功能中涉及到的如解决插单,手动调整,报表等功能为平台部分的评分要求。

【任务清单】
1排产建模的概述和简介,对建模模型有充分的认识理解,切不可只会套用;

2建模的设计优化,优化计算规模和速度。

3完整web端平台开发。

【提交材料】
1)项目概要介绍;

2)项目简介PPT

3)项目详细方案;

4)项目演示视频;

5)企业要求提交材料:

Ø 所使用的排产方法原理与建模调优过程概述

Ø 排产结果展示,以及考虑的约束种类

Ø 完整web端平台开发,支持订单导入,排产结果展示,手工调整等。

6)团队自愿提交的其他补充材料。

【开发工具与数据接口】

1)开发工具:开发工具以及开发平台不限,可以借助开源的工具;

2)数据接口:企业会通过网盘/虎符提供。

7. 参考信息

1.cplex,gurobi,or-tools等运筹学相关工具。

8. 评分要点

本赛题评分要点参考附件一:A类企业命题统一评分标准。

承办单位

  • 国家服务外包人力资源研究院
  • 无锡市商务局
  • 无锡市教育局
  • 江南大学
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