基于局部性修复的hfs机器故障重调度

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1、管理工程学报Vol.24，No.3JournalofIndustrialEngineering/EngineeringManagement2010年第3期基于局部性修复的HFS机器故障重调度1，21，31，2李铁克，肖拥军，王柏琳(1.北京科技大学经济管理学院，北京100083;2.钢铁生产制造执行系统技术教育部工程研究中心，北京100083;3.中国电子信息产业发展研究院，北京100846)摘要:针对机器故障下的HFS重调度问题，提出了重调度前后调度方案在时间安排和机器指派上的一致性度量方法，从约束变化的角度建立其动态约束满

2、足模型。模型能够反映工件对重调度前后调度方案的一致性具有不同要求的实际情况。针对问题的模型及其特点，提出了基于局部性修复的重调度算法。仿真实验表明，本文提出的模型和算法是有效的。关键词:HFS;重调度;约束满足;局部性修复中图分类号:F406.2文献标识码:A文章编号:1004-6062(2010)03-0045-060引言量HFS环境下重调度前后调度方案一致性的方法，引入能够混合流水车间(HybridFlowShop，HFS)广泛存在于冶反映工件对调度方案调整前后一致性要求差异的一致性权金、石化、制药等流程工业生产系统中，其

3、生产调度方法具有重。在研究方法方面，生产调度问题可以视为一类约束满足［12，13］重要的研究意义［1］。迄今为止，对HFS调度的研究以静态问题(ConstraintSatisfactionProblem，CSP)，对于重调度问题为多。其中文献［2］提出了一种求解HFS调度问题的问题，则可将其映射为动态约束满足问题(DynamicCSP，分支定界算法;文献［3］采用人工免疫算法求解HFS调度问DCSP)。DCSP的特点是在问题建模时通过约束增减/松紧题;文献［4，5］研究了具有特殊约束的HFS调度问题。在现的变化来描述问题的动态

4、特征，在问题求解时尽量利用初始［14，15］有HFS动态调度的研究中，文献［6］研究了加工时间不确定问题的解，以充分保持解的稳定性。的HFS调度问题;文献［7］研究了工件按泊松分布动态到达在下面的内容中，本文采用动态约束满足技术，以提高的HFS调度问题;文献［8］初步探讨了HFS机器故障的重调重调度前后调度方案的一致性为目标，探讨HFS机器故障重度问题;此外，关于JobShop动态调度的研究也值得借调度问题的模型，提出基于局部性修复的约束满足重调度算鉴［9～11］。法。本文考虑的机器故障下的HFS重调度问题源于钢铁企业的炼钢连

5、铸生产管理的实际需求。炼钢连铸车间包括转1问题描述及其模型炉、精炼和连铸三个顺序的生产阶段，通常每个阶段会有若1.1问题描述干个并行设备，是典型的HFS。在炼钢连铸高温作业过程在HFS中，n个工件沿着相同的方向经过s个阶段进行中，经常会发生机器故障扰动，从而导致对原有调度方案的加工，每个阶段有lj≥1(j=1，2，…，s)台同速并行机，其中至重调度。在其重调度过程中需要着重考虑以下三点:①对需少有一个阶段中存在并行机。本文在以三元组FFs要按热送热装工艺与后续的轧制阶段衔接的板坯，应该尽量l1，l2…，lsCmax所表示的HF

6、S调度问题的基础上，进一步考保持其作业时间安排不发生变化，以确保生产的连续性;②虑以下三点:对一些特殊钢种的板坯，应尽可能保持其机器指派不发生变(1)机器空闲时不发生故障;故障在调度方案执行过程化(或安排到具有同等性能的机器上)，以确保工艺质量的要中随机发生，持续时间为随机;被故障中断的工件必须重新求;③对按冷装工艺生产的普碳钢板坯，其作业时间安排和开始加工。机器指派上的变化对生产的连续性和产品质量一般不会产(2)HFS的重调度通常导致调整前后的调度方案产生生影响。由此可见在HFS环境下，调度方案的一致性包括工偏差。这种偏差表

7、现在两个方面:一是工件时间安排上的偏件时间安排上的一致性和机器指派上的一致性，此外不同的移可能对生产单元之间物流衔接的连续性产生影响;二是加工件对一致性要求的侧重点也会有不同。为此，本文提出衡工机器的变更可能会影响产品的质量。因此，重调度的目标收稿日期:2008-09-24修回日期:2009-02-23基金项目:国家自然科学基金资助项目(70771008，70371057)作者简介:李铁克(1958—)，男，汉，吉林长春人。北京科技大学经济管理学院教授，博士生导师，1990年获日本广岛大学博士学位，研究方向:生产计划与调度，先

8、进制造管理等。—45—李铁克等:基于局部性修复的HFS机器故障重调度需要使调整前后的调度方案在时间安排和机器指派两方面HFS调度问题的优化CSP模型如下:尽量保持一致，本文以时间相似度和机器相似度来度量这种［P］minmax{cisi∈I}(1)一致性。S.T.sij+1≥s