基于排队论的生产流程优化模型研究 - 图文

上海海事大学本科生毕业设计

年以后理论工作有了新的进展，逐渐奠定了现代多服务台系统理论的基础，与此同时，应用的范围也不断扩大，开拓了很多新的应用领域，如存储问题，订货问题，可靠性问题，计数器，计算机性能分析与设计等等。而排队论的应用也随着社会的发展逐渐显现了其巨大的功能。

夏学文和彭海峰【7】两人在《随即服务系统在医院管理工作的应用》一文中以湘潭市第一医院作为研究对象，用排队论的多服务员的队列系统理论模型对此医院内科门诊部的病人/医生这一随即系统进行了分析，为有效地管理医院提供了科学的理论依据。

孔佩娟【8】在《一个基于排队/库存的生产系统最优控制》一文中研究需求的到达与产品的生产均服从Poisson过程的生产系统的库存控制问题,假借排队系统,建立了问题的数学模型,并求得了最优的单临界数策略。同时,也得到了库存的最优容量。作者将运筹学中的排队论跟存储轮相互结合，发挥了排队论的理论作用的同时，结合实际解决存储问题，最后求得了最优库存量。但作者对存储论的应用只限于简单模型的建立，并没有将动态的供应与需求反应到模型中，这是有待改进的地方。

严智渊【1】在《排队论及其应用》中通过日常生活如食堂，银行窗口，医院挂号，超市付款等情况下，顾客可以在食堂买到可口的饭菜，银行营业员可以提供很专业的服务，在医生那里可以得到最周全的服务，超市的收银员也会热心的跟您说“欢迎光临”，但很多情况下，这些看起来优质的服务，都不能抵消顾客排在长长的队伍之中所产生的烦躁心理。所以，研究合理的队伍长度便成为提供更优质服务的一项必不可少的一件事，也正是通过对排队过程的优化而改善了顾客得到服务的质量，这使得排队论在实际生活的普遍应用的到了极好的反应。

王彤【10】在《排队论在航空发动机装配任务管理中的应用》中简介了排队论，应用排队论,对某研究所航空发动机装配任务管理进行了计算和分析,认为任务完成时间的不确定性是影响等待队列长度的主要因素，重点在减小任务完成时间的波动等方面,给出了减小队列长度的改进方法。

赵援【2】等人在《基于排队论的天车合理数量的确定》以排队论理论为基础，将仓库内的天车看作一个M/M/c/∞/∞ 排队系统,，并根据实际统计情况确定天车随机服务系统的基本参数，由此计算出相应的运行指标,，对天车随机服务系统进行优化设计，确定天车的合理数量。文中对服务输入过程的参数的获取做了相应的说明，这是排队论的参数获取中很重要的一项。

顾元勋【3】在《基于排队论的企业组织结构优化研究》一文中首先讨论了企业组织设计的重要性,提出了企业组织优化的目的，其次根据管理工作流的随机性特点,运用排队论方法建立企业组织管理费用损失模型，然后分别研究了管理幅度和组织层次在各种变动情形下的组织结构优化问题，所得结论对于实际操作有重要的意义。 这是排队论在企业中又一种重要的应用，庞杂的企业组织，如果不合理优化，将会严重阻碍企业的发展，这里不仅反应了排队

3

上海海事大学本科生毕业设计

论的应用范围之一，同时也说明了企业的结构对企业发展的重要性。

杨米沙【4】在《银行排队系统数据分析及窗口设置优化研究》一文中利用银行叫号机实测队长系列排队数据,运用排队论理论,分析了服务窗口排队规律。考虑顾客到达不均衡性,对不同工作日和不同工作时段用修正系数计算参数值,建立了不同输入率下的概率分布函数及M/M/C模型,使计算得到的顾客等待时间和队列长度等排队指标值更接近现实情况。所给出的改善银行排队状况的窗口设置设想与例证,可以作为银行排队管理改善的依据和一种简易可行的方法。

黄本笑和邓艳君【5】在《基于排队论的公交站点停车位优化及实证分析》一文中提到优化设计公交站点停车位数是站点建设的一步重要工作,停车位数过多或过少都会影响公交系统的运营效率和服务质量。探讨了基于排队理论的公交站点停车位数优化方法,并以武汉市街道口站为例,运用该方法进行了实证分析,以期对武汉市的公共交通建设提供理论上的参考。但这种理论是否在实际中可行，并不能得到很好的验证。

徐格宁、程红玫、陈延伟【6】在《基于排队论的立体车库车辆存取调度原则优化》一文中提到为了实现机械式立体停车库高效率存取作业,提出4种调度原则,建立以车库平均存取时间为目标函数的数学模型。通过分析车库排队模型,得出车库排队系统的各主要数量指标,并以实际算例对在不同调度原则下的数量指标进行分析比较,得到在某一时段内最优调度原则。以理论联系实际的方式，作者见证了基于排队论的优化效果。

王帅安、万旻

【9】

在《基于排队论和数学规划的资源配置优化方法》一文中为解决零件加

工系统资源优化配置问题,提出一种计算方法，针对零件加工系统的特点,总结出串联、循环、选择3种基本结构。在零件加工时间服从指数分布的假设下,根据排队论求出零件在系统中平均排队时间。优化目标是零件在系统中平均排队时间最短，在资源数量约束下,依次让各工序资源数量增一,使零件在系统中平均排队时间减少最大的工序首先分配资源。在资金约束情况下,通过0-1规划方法,列出目标函数和约束方程并求解，最后通过一个实例说明如何综合利用这两种方法进行资源优化配置。此文作者是通过资源数量的约束寻找最优方案，与笔者的通过方案的费用比较优化结果的方式不同。

1.3本论文研究对象目前研究的不足

通过分析以上已有研究成果可以发现在排队论的应用方面研究的不足反应在大多数研究者在运用排队论解决问题时都会假设排队的长度无限，也就是M/M/c/∞/∞的形式，而实际中，很多情况中，无穷大的排队长度是否存在都是引起质疑的，如医院的排队超过一定的长度，病人因等不及要得到治疗变会离开而选择其他的医院；同样，工厂的生产也是如此，工厂的面积是固定的，也就决定了等待生产的材料（即模型中的顾客）数量是有限的，从而限

4

上海海事大学本科生毕业设计

制了等待队伍的长度。另一些情况下，队伍过长，排在后面的顾客由于服务时间的限制最终即使顾客有耐心继续等待下去，也得不到服务，反应在模型中还是队长有限。而对于这种队长有限的情况，在前面的研究中很少得到考虑。

另外一个不足的地方便是，已有研究中大多数是直接说明顾客的到达服从泊松分布，服务时间服从负指数分布，尽管实际中的大多数情况下是这样的，很少有具体的数据可以说明这两点是不是与作者所描述的例子相符。

1.4本论文研究的目标与内容

①生产流程以及与生产流程相关的流程分析：本论文通过对上海晨讯科技集团的经营现状了解的基础之上，逐步了解公司的总体流程，并深入分析公司的生产流程，而生产的全过程又包括材料入库流程，领料出库流程，以及最重要的生产流水线流程，在材料的出入库流程中还会细分为保税材料和非保税材料，这点会在流程分析中体现。

②流程中存在的问题分析：分析流程的基础之上找出流程中存在的问题，从而说明进行流程优化的必要性。

③根据问题分析提出优化方案：分析的现有流程中存在的问题，提出优化方案，然后结合排队论的观点对流程优化前后的的效益进行比较以说明流程优化的效果是否达到。

④运用排队论验证流程优化效果：改造之后的流程是否符合优化的标准，是否达到了优化的目的，便是通过排队论的相关参数的计算并分析比较的结果来说明，进而引出第三章的排队论及其应用，这章中主要介绍排队论的几个重要的模型以及简要介绍这些模型在实践中的应用情况，重要介绍其在流程优化中的作用及地位。

⑤结论与展望：最后一章中总结论文中的不足，并对此领域的未来发展提出展望。

1.5本文的技术路线

本文的技术路线分成四部分，首先是对公司的现状描述，了解了公司的总体概况之后指出现有流程对公司的运营绩效的阻碍表现在什么地方，用Visio画出需要的流程图进行分析，给出各个流程的具体作用以及在整个流程中的重要程度。第二是用鱼骨图法完成流程的诊断工作。要达到流程的优化效果，对现有流程的分析诊断是必不可少的，物料上生产线的流程受到材料出入库流程的影响，而材料的出入库又是供应链流程的一部分，所以选择对这四个流程进行分析，这种分析是有粗细的，对供应链流程的分析较粗略，主要分析生产流水线流程。第三是用排队论的模型结合问题进行分析，这部分在上文也有所提及，先介绍排队论，然后将流程中的主体抽象化为排队论中的几个主要参数，以便代入模型计算。第四是利用财

5

上海海事大学本科生毕业设计

务的方法计算购买设备的回收期，以判断优化流程的效果。因为购买一个流水线的设备需要花费大量的资金，而这种大量的资金，企业不可能因为效率的提高带来的利润增加在 一年内疚可以算收回，涉及资金的回收期问题，所以利用财务的观点计算回收期，将回收期跟设备的寿命比较，更好地反映流程优化效果。

论文技术路线信息输入路线信息输出公司概况和流程现状Visio画现有流程图需要的流程图已有的流程状况用鱼骨图诊断现有流程流程中存在的问题总结搜集的有用数据建立排队论模型数据的计算结果与费用有关的数据财务计算优化前后的比较结论图-1.1 技术路线图

6