考虑设备周期性维护的单机调度问题研究.pdf

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1、中国科技论文在线http://www.paper.edu.cn考虑设备周期性维护的单机调度问题研究**吴玉洁，谢勇（华中科技大学自动化学院，武汉430074）5摘要：针对单机调度问题，在考虑周期预防性维护的基础上，以最小化最大拖期为优化目标，建立了整数规划模型来决策工件的最优加工顺序。针对模型的特点，本文提出了一种两阶段启发式算法(TwoStageHeuristicAlgorithm,TSHA)，依据批次的最优排序规则，获得一个初始调度序列，再通过对批次松弛时间的充分利用，在不增大最大拖期的前提下

2、，使最大10拖期工件前移或者使最大拖期工件的开工时间提前，进而获得更优的调度安排。通过计算实验，与CPLEX最优解以及已有启发式算法的解作对比，结果表明，本文所提出的启发式算法性能更加优异，能有效解决工件不可中断情况下的以周期性维护为资源约束的单机调度问题。关键词：单机调度；周期性维护；最大拖期；松弛时间；启发式算法15中图分类号：TP202+.7Single-machineschedulingwithperiodicmaintenanceWUYujie,XIEYong(SchoolofAutom

3、ation,HuazhongUniversityofScience&Technology,Wuhan430074)20Abstract:Thispaperconsidersasingle-machineproblemwithperiodicmaintenancewhichtheobjectiveistominimizethemaximumtardiness.Aintegerprogrammingmodelisdevelopedtofindaoptimalschedule.Weproposeatwo

4、stageheuristicalgorithminwhichaninitialsolutionisobtainedfirstwiththebatchorderingruleandthenthesolutionisimprovedbyleft-shiftingthemosttardyjoboradvancingit’sstartingtime.Throughcomputationalexperiments,theperformanceoftheproposed25heuristicisevaluat

5、edbycomparingthesolutionwiththoseobtainedfromCPLEXandanexistingheuristicalgorithm,andtheresultshowsthatthepresentedheuristiccansolvethesingle-machineschedulingproblemsubjecttoperiodicmaintenanceandnonresumablejobseffectively.Keywords:single-machine;pe

6、riodicmaintenance;maximumtardiness;slacktime;heuristicalgorithm30354045作者简介：吴玉洁(1993-)，女，硕士研究生，主要研究方向为供应链管理、物流管理通信联系人：谢勇(1974-)，男，副教授、硕导，主要研究方向为供应链管理、物流管理.E-mail:76280788@qq.com-1-中国科技论文在线http://www.paper.edu.cn0引言长期以来，设备维护和生产调度是独立研究的。然而，这与实际状况并不符合，生产

7、调度和维护计划是紧密相关的，生产调度作业会使设备负荷变化，并抢夺设备维护的时间；维50护会改变设备的故障率，带来机器的一个不可用时间段分布。因此，更为贴近实际的生产调度模型应该将维护活动考虑在内。本文将探讨以最小化最大拖期为目标函数，以周期性维护[1][2]为资源约束的单机调度问题，该问题是一个NP难题。按照Pinedo提出的问题表示法，该问题可被表示为1npmptpmTmax，pm和npmpt分别表示周期性维护和工件不可中断。目前，国内外学者将维护活动和生产调度结合考虑时，依据生产过程中机器进

8、行维护的[3]55次数大致分为两类：一类是单次维护，另一类是多次维护。在第1类研究中，Mane和Ghadle针对每个工件对机器役龄影响因子相同的情况，以最小化提前、拖期、截止期总费用为目标，[4]提出了一种多项式时间算法，来确定维护位置、公共交货期以及加工序列。而Wan根据炼钢工业的问题特性，解决了各工件加工时间相同的情况下的生产调度问题。在第2类研究中，可以再根据维护活动方式的不同，分为周期性维护和柔性维护。周期性维护的时间节点在调[5]60度之前就确定已知。Liao和Chen以