作业车间调度.ppt

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1、车间调度问题主要内容一、研究背景和意义二、国内外研究现状三、车间调度问题的概述四、车间调度问题的研究方法五、作业车间调度问题5.1柔性作业车间调度问题5.2不确定性作业车间调度问题5.2.1模糊作业车间调度问题5.2.2随机作业车间调度问题5.3动态作业车间调度问题六、车间调度问题存在的问题七、车间调度问题的发展趋势致谢一、研究的背景和意义背景：企业间的激烈竞争，市场需求和顾客需求的多样化生产规模大型化和生产过程连续化车间调度已成为生产过程的关键瓶颈之一意义：生产作业调度问题的研究对于有效的优化企业生产资源

2、配置，缩短产品加工时间，降低产品生产成本，提高企业生产效率等研究有着重要的实际应用价值。车间作业调度问题的研究对推动企业生产调度管理的发展，提升我国制造业的竞争力具有重大意义。二、国内外研究状况自从1954年Johnson发表了两台机床流水车间调度问题以来，已有2000多篇论文被发表。《工业调度问题》——为以后的研究奠定了坚实的基础。多数研究的是单目标的、静态的调度。目前对动态的、柔性的、不确定性的、多目标的调度研究越来越多。国内外学者采用了很多种算法解决了很多种类型的车辆调度问题。三、车间调度问题的概述3

3、.1车间调度问题的描述3.2车间调度问题的特点3.3车间调度问题的分类3.1车间调度问题的描述车间调度问题就是对一个可用的制造资源集在时间上进行加工任务(加工工件)集的分配，将作业(加工操作)均衡地安排到各机器，并合理地安排作业的加工次序和开始时间，同时优化一些性能指标，在执行这些作业或者任务时需要满足某些限制条件，如作业的到达时间、完工的限定时间、作业的加工顺序、资源对加工时间的影响等。从数学规划的角度看，车间调度问题可表达为在等式或不等式约束下，对一个或多个目标函数的优化。3.2车间调度问题的特点复杂性

4、：NP难题；问题规模大动态随机性：作业时间不准确；工件随机到达；设备问题（突发）；交货期改变等。多目标性：(1)基于作业交货期的目标(2)基于作业完成时间的目标(3)基于生产成本的目标多约束性：资源的数量、缓存的数量、工件的加工时间和加工顺序等。3.3车间调度问题的分类根据加工系统的复杂程度可分为：单机、多台并行机、FlowShop、OpenShop和JobShop。根据性能指标分为：基于调度成本调度问题和基于调度性能调度问题根据生产环境的特点分为：确定性车间调度和不确定性车间调度问题根据作业的加工特点分为

5、：静态车间调度和动态车间调度四、车间调度问题的研究方法4.1精确求解方法4.2近似求解方法4.1精确求解方法1.数学方法整数规划混合整数规划分解方法拉格朗日松弛法2.分支定界法Balas在1969年提出基于析取图的枚举算法是最早应用于求解调度问题的分支定界方法。4.2近似求解方法1.构造性方法优先分配规则法基于瓶颈的启发式方法插入方法2.人工智能方法神经网络专家系统3元启发式算法基于生物启发的群体算法：遗传算法、粒子群优化算法和蚁群算法局部搜索算法：禁忌搜索算法、模拟退火算法和多起点局部搜索五、作业车间调度

6、问题5.1柔性作业车间调度问题5.2不确定性作业车间调度问题5.3动态作业车间调度问题五、作业车间调度问题描述：Jobshop调度问题研究n个工件在m台机器上的加工过程，Oijr表示工件i的第j道工序在机器r上加工，相应的操作时间tij为已知，事先给定各工件在各机器上的加工次序（称为技术约束条件），要求确定与技术约束条件相容的各机器上所有工件的加工次序，使加工性能指标达到最优。约束条件：每个机器在同一时刻只能加工一个工件；每个工件只能在一台机器上加工；每个工件的工序加工先后次序是预先给定的，不同的工序之间没

7、有顺序约束；操作一旦开始就不能中途停止；解的表式方法：甘特图和析取图（1）甘特图（2）析取图调度性能指标：(1)基于完成时间的指标(2)基于交货期的指标(3)基于成本的指标①生产成本②在制品存储成本③拖期惩罚成本④成品存储成本(4)基于设备负荷的指标①最大负荷②设备总负荷5.1柔性作业车间调度问题描述：假定车间有m台机器和n个需加工工件，每个工件包含s道工序，工件的工序顺序是预先确定的，每道工序可以在多台不同的机器上加工，工序的加工时间随机器的性能不同而不同。调度目标是为每道工序选择最合适的机器，以及确定各

8、机器上所有工件的加工次序，得到一种具有最优性能指标的调度方案。特征：FJSP问题区别于经典JSP问题的最大特征就是工序调度前需要首先为工序分配设备。分为机器分配问题和工序调度问题。（1）允许某道工序在多台机器上加工；（2）一台机器可以加工多种类型的工序。柔性的含义：操作柔性：就是同一个操作（工序）可以在不同的机器上运行。顺序柔性：在满足拓扑排序的前提下，在处理过程中操作可以选择不同的处理顺序。处理柔性：要完成某段