基于单元制造的双资源车间调度系统研究

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1、北京工、【匕大学工学硕+学位论文个工件的某个工序，而且只能在上道工序加工完成后才能开始下一道工序的加工。前者称为占用约束，后者称为顺序约束。就生产方式而言，调度问题可分为开环车间(OpenShop)型和闭环车间(ClosedShop)型。开环调度问题，也称加工排序问题，它本质上只研究工件的加工顺序，即订单所要求的产品在所有机器上的加工排序，其中订单均来源于顾客，不考虑库存的设立。闭环调度问题除研究工件的加工顺序外，还涉及各产品批量大小的设置，即在满足生产工艺约束条件下寻找一个调度策略，使得所确定的生产批量和相应的加工顺序下生产性能指

2、标最优。显然，闭环调度问题较开环调度问题要复杂。鉴于批量大小与排序间的耦合性，寻求批量大小和排序的有效同时处理方案很难，目前处理闭环问题的常用近似方法是，首先确定批量大小，然后确定加工顺序。1．2．1车间调度的分类根据研究的侧重点不同车间调度问题有多种分类方式，根据工件加工特性、机器加工环境和加工性能指标的不同，可分为工件车间调度、’流水车间调度、开放车间调度和单车间调度等。(1)工件车间(JobShop)调度给定一个工件的集合和一个机器的集合，每个工件包括多道工序，每道工序需要在一台给定的机器上非间断地加工一段时间；每台机器一次最

3、多只能JJHI--道工序；调度就是把工序分配给机器上某一个时间段。在这种车间中，机床设备的布局可以是任意的，因此零件的加工路径也是任意的，并且各零件的工序内容和数量也是任意的。这是最一般的车间调度形式。(2)流水车间(FlowShop)调度在这种车间中，每个工件在机器上的加工顺序相同，且是确定的；每台机器在每个时刻只能加工某个工件的某道工序；一个工件不能同时在不同机器上加工；工序的准备时间与顺序无关，且包含在加工时间中。这样，机床设备的布局如同流水线一样，零件依次从流水线的一端进入，最后从另一端流出。。(3)开放车间(OpenSho

4、p)调度每个零件的工序之间的加工顺序是任意的。零件的加工可以从任何一道工序开始，在任何一道工序结束。(4)单车间(SingleShop)调度在这种车间中，每个零件只能有一道工序。其中工件车间和流水车间调度问题是具有特殊工件特性和加工环境的最典型和最重要的调度问题，通常是特殊的开环调度问题，也是研究人员关注的焦点。如前所述，如果各工件在各机器上的加工次序相同，一个JobShop调度问第1章绪论题就转化为简单的FlowShop调度问题。本文主要研究Job．Shop调度问题。1．2．2车间调度的性能指标调度的性能指标是调度人员和生产管理人

5、员评价调度方案的标尺。这里以n个工件、m台机器的JobShop为例(约定工序开始加工后不能打断，不考虑工件加工优先权和批量)给出常用的调度性能指标。首先，我们先引入一些相关变量和符号。d，工件，，的交货期；‘工件，，的准备时间；p厅工件，，进行第，道操作的加工时间；％工件，，进行第／道操作的等待时间；w工件／，的总加工等待时间，即w，=ywf，；‘‘‘-一V』=1Ci工件以的加工完毕时间，则e=‘+∑(～+p{『)；／=l丘工件，i的流经时间(flow—time)，即E=G—l；￡f工件Jf的推迟完成时间(1ateness)，即Lf

6、=C／一df；正工件，i完成的拖后时间(tardiness)，即正=max{Lf，0)；Ef工件‘完成的提前时间(earliness)，即Ef=max{一Lf，0)；nliIi机器M，完成全部加工任务总的空闲时间，即，，亍Cf一一∑P∥，其中／=1C一=max{q，⋯，e)，聊i为机器M，上加工的工件总数；Nw(f)f时刻处于等待状态的待加工工件数；以(f)，时刻正在加工的工件数；Ⅳc(f)f时刻已加工完毕的工件数；M(f)t时刻未加工完毕的工件数。北京T业大学丁学硕士学伊论文显然，Ⅳc(f)+Nu(t)=，z，Ⅳ。(f)+Ⅳp(f

7、)=Nu(f)，M(O)=，z，M(c咖)=0。基于此，调度问题的一些典型性能指标表示如下：基于加工完成时间的性能指标：最大流经时间‰，总流经时间∑E，加i=l权流经时间∑wiE，平均流经时间万。最大完成时间c一(makespan)，平均完i=1成时间C；基于交货期的性能指标：平均推迟完成时间￡，最大推迟完成时间三。。。一n平均拖后时间T，最大拖后时间rm戤，总拖后完成时间∑乃。拖后工件个数甩r(完i=I成时间大于交货期的工件个数)或拖后工件比例孙／n；基于库存的性能指标：平均等待加工工件数Ⅳ。。平均未完成工件数Ⅳ。。平均已完成工件

8、数Ⅳ。。平均正在加工工件数Ⅳ，。平均机器空闲时间，。最大机器空闲时间1。。；多目标综合性能指标：流经时间与总拖后时间的综合，如万+五∑Z，其i=l中五为权重。Makespan与总拖后时间的综合，即c嘲+五∑Z。E／丁指标，即i=I∑@