浅谈制造业作业排序问题

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浅谈制造业作业排序问题

1. 引言

在制造业生产过程中，作业排序是一个重要而复杂的问题。正确的作业排序可以最大程度地提高生产效率和产品质量，降低成本和交货周期。在制造业中，作业排序涉及到多个因素，如作业优先级、工艺路线、物料可用性等等。本文将就制造业作业排序问题进行探讨，深入了解这一问题在制造业生产中的重要性和挑战。

2. 制造业作业排序的重要性

作业排序在制造业生产中起到关键作用。通过合理的作业排序，可以达到以下目标：

2.1 提高生产效率

制造业生产过程中，如果作业排序得当，可以最大程度地减少等待时间和停机时间，提高设备利用率和生产效率。合理的作业排序能够让生产线上的各个工序顺畅进行，从而减少工序之间的等待时间，并提高整体生产效率。

2.2 降低生产成本

正确的作业排序可以使工序之间的转换更加紧密，避免重复工序的发生，从而减少了不必要的成本。此外，合理的作业排序还可以使生产线上的物料流动更加顺畅，减少物料的库存和堆积，降低了库存成本和仓储成本。

2.3 缩短交货周期

通过优化作业排序，能够减少生产过程中的等待时间和调整时间，提高生产效率和生产线的灵活性。这有助于缩短交货周期，满足客户需求，提高客户满意度。

3. 制造业作业排序的挑战

在制造业生产过程中，作业排序面临许多挑战，下面列举了几个主要的挑战：

3.1 多个因素的综合考量

作业排序需要综合考虑多个因素，如生产线的设备能力、人力资源状况、物料可用性等等。这些因素之间相互关联，相互制约，增加了作业排序的复杂性。

3.2 不确定性因素的存在

在制造业中，不确定性因素是无法避免的。例如，突发的故障、物料的延迟供应、员工的缺勤等都可能对作业排序造成影响。如何应对这些不确定性因素，保证作业能够按计划进行，是一个具有挑战性的问题。

机械制造行业中的流水作业排序问题-文档资料

机械制造行业中的流水作业排序问题

一、生产作业计划与流水作业排序问题

假如某个车间需要生产n种零部件,这n种零部件需要经过m台设备进行加工,并且每种零部件在每台设备上的加工时间各不相同.那么怎样编排这n种零部件的加工顺序可以使总加工时间最短，这是排序要解决的问题。

一般说来，排序只是确定工件在机器上的加工顺序，而编制生产作业计划，则不仅包括确定工件的加工顺序，而且还包括确定机器加工每个工件的开始时间和完工时间。可以说解决好排序问题是顺利完成生产作业计划的保障.

二、排序问题的表示方法

通常我们用4个参数来表示不同的排序问题，4个参数表示法为:

n/m/p/Fmax

其中,n为零部件数，m为设备（或机器数），p表示流水作业排列排序问题，Fmax则表示目标函数，通常是使其值最小。流水作业排序问题的基本特征是每个零部件的加工路线都一致，并且每个零部件在每台设备上的加工顺序都相同。我们所说的加工路线一致，是指零部件的流向一致，并不要求每个零部件必须经过加工路线上每台设备加工.如果某些零部件不经过某些设备加工，则设相应的加工时间为零。

上述公式是一个递推公式，在熟悉这个计算公式之后，可以

直接在矩阵上计算完工时间。

某车间生产的产品符合4/3/p/Fmax问题，其加工时间如下表所示：

如果车间按照S=（1，2，3,4)的顺序组织生产，按照上述公式递推，将每个零部件的完工时间标在其加工时间的右上角。对于第一行第一列,只需要把加工时间的数值作为完工时间标在加工时间的右上角。对于第一行的其它元素，只需从左到右依次将前一列右上角的数字加上本列的加工时间,将结果填在计算列加工时间的右上角.对于第二行到第m行，第一列的算法相同.

作业排序管理(1)

12.2 制造业作业排序
一、排序问题的假设 ⑴ 一个工件不能同时在几台机器上加工； ⑵ 每台机器同时只能加工一个工件； ⑶ 每道工序只在一台机器上完成； ⑷ 工件在加工过程中采取平行移动方式； ⑸ 工件在加工过程中不允许中断； ⑹ 工件数、机器数和加工时间均已知；
二、排序方案的评价标准
• 总流程时间最短； • 平均流程时间最短； • 最大延迟时间或最大误期最短； • 平均延迟或平均误期最短； • 平均在制品占用量最小； • 总调整时间最小；
J6
J1
J4
J2
J5
号Ji
完成时间Ci
2
5
9 14 22 31
(天)
交货延期量 0
0
0
8
0
0
Li (天)
最大延期量Lmax=8天，平均延期量为：8/6=1.33天，平均流程时间：
F
1 6
6 i 1
Fi
1 2 5 9 14
6
22
31 13.8
解法二、按EDD规则排序
• 加工顺序为：J4 —J3 —J6 —J2 —J1 —J5
（二）三台设备的流水型排序问题
约翰逊—贝尔曼拓展法：
设有A、B、C三台加工设备，在满足： mintiA≥maxtkB 或mintiC≥maxtkB
两条件之一的情况下，可将三台设备转换为两台假想设备G与H，且：

生产作业计划与作业排序

主要包括车间生产作业计划日程安排、工段（班、组）生产作业计划的编制、工段（班、组）内部生产作业计划的编制等。
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三、成批生产作业计划
成批生产介于大量大批生产和单件小批生产之间。
期量标准：批量、生产间隔、生产周期和生产提前期。
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（一）批量和生产间隔期批量是指一次投入生产的同种制品的数量。生产间隔期是相邻两批同种工件投入（或产出）的时间间隔。在周期性重复生产的条件下相互关系公式：批量=平均日产量*生产间隔期确定这二者通常有两种方式：以量定期法、以期定量法以量定期法：先根据综合经济效果确定批量，然后推算生产间隔期，对间隔期做适当的修正后，再对批量做调整。其具体做法：最小批量法、经济批量法以期定量法：先确定生产间隔期，在推算批量。
平行移动方式：每个零件(产品)完成了前道工序之后，立即流转到下道工序继续加工。这样，任何一件或一个批量制品在投人生产后，便始终处于加工、运输或检验过程中，前后几道工序平行或同时地对一批中的若干零件进行加工。优点：把加工的在制品减到最少，加工周期压缩到最短缺点：增加了运输量，会出现设备等待或零件等待的情况公式：
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（二）生产周期 1、产品生产周期：从加工对象投产其，到它完工时所经历的日程时间。一般产品的生产周期包括毛坯准备、零件加工、部件装配、成品总装、油漆，直到入库为止的全部时间。

不同顺序加工零件的作业排序与作业安排方法

【摘要】对车间进程计划问题进行了讨论, 充分考虑了车间生产的实际情况, 对不同顺序加工的零件作业排序进行了分析和仿真, 提出了一种实用的最小时钟推进仿真作业排序方法。关键词车间进程计划最小时钟作业安排
Keywords job2shop schedu ling, m in im um 2clock, job a rrangm en t
4. 排序方法简单可靠, 提高了系统的运行速度和结果的可靠性。
5. 在排序的初始状态各允许设备有部分负荷。
参考文献
1. 越民义, 韩继业. N 种零件在M 台机床上的加工顺序问题 ( ). 中国科学 (5) 2. (日) 人见胜人. 制造系统工程. 中国农业机械出版社, 1983, 7 3. 陈荣秋. 求同顺序M ×N 排序问题的一个新算法—— 关键工序法. 管理现代化, 1983, 1 4. 王义彬. 成组生产作业排序, 成组生产系统, 1988, 6 5. 王潍东. 流水型多工序作业优化排序. 成组生产系统, 1987, 3 6. 乔立江, 杨光熏. 一种成组单元作业排序的新方法. 成组生产系统, 1987, 3
排序问题规模较大时, 该优化方法会有较好的效果。
我们称该方法为规则优化法。
不同顺序加工零件的作业排序与安排方法
1. 生产的实际情况对于面向生产实际的生产管理信息系统, 要求
简单、实用、可靠的方法, 满足生产实际复杂的情况。在作业排序与作业安排时, 就是采用上面所述规则优化法来解决排序中的冲突问题。在排序与作业安排中, 充分考虑生产的实际情况。对车间情况作如下假设:

第九章流水作业的排序问题精品文档

J2 – J5 – J6- J1- J4－J3 或 J2 – J5 –J1-J6 - J4－J3
i 25 6 14 3 Pi1 11 34 48 513 518 826 Pi2 23 7 11 415 722 426 228
i 2 5 16 4 3 Pi1 11 34 59 413 518 826 Pi2 23 7 11 718 422 426 228
Wi----工件Ji在加工过程中总的等待时间
Li----工件Ji 的延误时间, Li= Ci- di , Li<=0 按期或完成提前； Li>0 延误 Fmax----最长流程时间， Fmax＝max{Fi}
二、排序问题的分类和表示法
1、排序问题的分类： • (1)根据机器数的多少
单台机器的排序问题多台机器的排序问题
9.2 流水作业排序问题
一、最长流程时间Fmax的计算
工件 Si在机器MK 上的完工时间为CKSi • 工件 Si在机器MK 上的加工时间为PSiK
• C1Si= C1Si-1+PSi1 • CKSi=max｛ C(k-1)Si, CkSi-1 ｝+PSik
举例：有一个6/4/p/ Fmax问题，其加工时间如下表所示。当按顺序S＝（6，1，5，2，4，3）加工时，求Fmax。
二、两台机器排序问题
两台机器排序的目标是使最大完成时间（总加工周期）Fmax最短。

生产作业排序

• 加工时间矩阵T：与D相对应。
1,1,1 1,2,3 1,3,2 D=
2,1,3 2,2,1 2,3,2
4
6
3
T=
5
7
4
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五、单件车间排序问题（n/m/G/Fmax）
• 加工顺序矩阵S：每一行与机器相对应，每一列与工件相对应。
1,1,1 1,2,3 1,3,2
D= 2,1,3 2,2,1 2,3,2
顺序无关。
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二、最长流程时间
• 最长流程时间（加工周期）：从第一个工件在第一台机器上加工起到最后一个工件在最后一台机器上加工完毕为止所经过的时间。
• 假定所有工件的到达时间都为0，则Fmax等于排在末位加工的工件在车间的停留时间。
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二、最长流程时间
计算Fmax的几个假定条件： • 机器M1不会发生空闲； • 对其它机器，能对某一工件加工必须具备2个
五、单件车间排序问题（n/m/G/Fmax）
1、问题描述
• (i，j，k)：表示工件i的第j道工序是在机器k上进行。 • 加工描述矩阵D：每一行描述一个工件的加工，每一
列的工序序号相同。
1,1,1 1,2,3 1,3,2 D=
2,1,3 2,2,1 2,3,2
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五、单件车间排序问题（n/m/G/Fmax）

生产运作管理---第十一章流水作业的排序问题

序无关。 6.每台机器同时只能加工一个工件。
排序常用的符号
Ji----工件i，i=1,2,..n。
Mj ---- 机器j，j＝1，2，…，m. di----工件Ji 的完工期限。 pij----工件Ji在机器Mj上的加工时间,j=1,…,m Pi----工件Ji的加工时间, wij----工件Ji在机器Mj前的等待时间, j=1,…,m Wi----工件Ji在加工过程中总的等待时间, Ci----工件Ji 的完成时间,
排序问题常用四个符号来描述: n/m/A/B
其中, n-----工件数； m-----机器数； A----车间类型； F=流水型排序， P=排列排序 G=一般类型,即单件型排序 B-----目标函数
三、流水作业排序问题
1、最长流程时间Fmax的计算
举例：有一个6/4/p/ Fmax问题，其加工时间如下表所示。当按顺序S＝（6，1，5， 2，4，3）加工时，求Fmax。
Fi----工件Ji 的流程时间，即工件在车间的实际停留时间，在工
件都已到达的情况下, Fi= Pi+ Wi
Li----工件Ji 的延误时间, Li= Ci- di , Li<=0 按期或完成提前；
Li>0 延误
Fmax----最长流程时间， Fmax＝max{Fi}
二、排序问题的分类和表示法
1、排序问题的分类：

生产作业排序调度方法

优点
调度方法的一个最主要的优点是，它可以根据最新的实际运作情况信息来决定下一步要做的工作。当然，优先顺序规则也可以预先存入计算机化的排序系统，利用它自动产生工作的调度清单和工件加工的优先顺序，以便管理这用来为工作地分配工作。
谢谢观看
而调度方法，就如同一首交响乐的核心——指挥家，是这些方法中最重要的一Байду номын сангаас。他挥舞着手中的指挥棒，引导着每一台机器的节奏，使得整个车间如同一个生命体，自行弹奏出一曲曲壮丽的交响乐。
当大家掌握了这个方法，就像掌握了一把神奇的钥匙，可以打开单间车间的大门，步入一个秩序井然、节奏明快的世界。在那里，每一台机器都如同一位勤劳的小提琴手，在大家的指挥下，共同演绎出一曲扣人心弦的生产交响曲。
生产作业排序调度方法
企业管理术语
生产作业排序调度方法是一种神秘的魔法，如同一位灵巧的魔术师，在单间车间的舞台上挥舞着指挥棒，引导着一场场令人惊叹的排序演出。这就像在一组机器上，各种可能的排序方案如同一支热情洋溢的交响乐团，等待着演奏出华美的乐章。
排序方法，就像一位富有创造力的音乐创作者，从简单的手工方法，例如甘特图，到完全计算机化的求最优的数学模型，无一不展示出独特的魅力。这些方法，有的如同清澈的溪流，流淌出简单的旋律；有的则如同波澜壮阔的大海，蕴含着深邃的智慧。
这曲交响乐，不仅仅是一首简单的生产序曲，更是一首赞美创新与智慧的赞歌。在这个世界里，大家不只是一个简单的生产者，更是一个创造者，大家的每一个决策，都如同音符一般，汇集成一首属于大家的生产交响乐。

五种作业排序规则最短作业时间规则

五种作业排序规则最短作业时间规则当多项任务(零件)排队等候某个工作中心加工时，哪项任务应当优先安排？这就是作业优先次序安排(简称为作业排序)要解决的问题。

常用的排序规则有：

①先到先服务规则(FCFS排序)：即任务的处理顺序是按照其到达工作中心的先后次序依次进行。

②最短作业时间规则(SPT排序)：即在所有排队等候某个工作中心加工的任务中，选择作业时间(准备时间十加工时间)最短的那一件最先加工。

③超限最短加工时间规则：即事先设定一个排队等候时间限度，对于等候时间超过此时间限度的任务，优先安排其中作业时间最短的任务。如果没有哪项任务的排队等候时间超限，则按最短作业时间规则排序。

④最早到期规则：即在所有排队等候某个工作中心加工的任务中，按照计划交货期从早到晚的顺序，最先安排计划交货期最早的任务，而不管该项任务何时到达该工作中心。

⑤最短松弛时间规则：所谓松弛时间，等于某项任务距离计划交货期的剩余时间与该项任务的作业时间之差。而最短松弛时间规则，

是将最高优先级分派给具有最短松弛时间的任务，而不管其计划交货期的早晚。

精选生产管理(16)

作业排序
每一个人日常的排班计划
单班次问题：每天只有一个班次，部门每天都要营业
多班次问题：每天有多班，一般为两班或三班
单班次问题：1、保证工人每周有两个休息日；2、保证工人每周有两个休息日为连休。
启发式算法：
第一步：从每周的人员需求量中，找出全部具有最少人员需求量的两个连续日，再从中找出两日需求量总和最小者；第二步：指定一名人员在上述两日休息，从其余准备安排该人员工作的各日的人员需求量中减去1人的需求量；第三步：重复第一、二步
（一）生产调度的主要任务1、检查生产作业计划的执行情况；2、检查生产作业的准备情况；3、根据生产需要合理调配生产资源；4、组织厂级和车间级的调度会议。（二）生产调度的三大制度1、值班制度；2、会议制度；3、报告制度。
（三）生产调度的工作原则1、计划性原则；2、预见性原则；3、集中性原则；4、关键点原则；5、行动性原则；6、效率性原则。
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第三节服务业作业计划
一、服务业作业排序与生产作业排序的主要区别二、安排顾客需求三、安排服务人员——人员班次计划
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一、服务业作业排序与生产作业排序的主要区别
区别的根本原因：服务不能储存
（一）所提供的产品类型
服务有顾客的参与，顾客是服务的一部分
（二）排序内容
服务要定义服务交易的时间和地点制造业仅仅定义产品生产的操作步骤
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流水作业的排序问题

假设条件
1.一个工件不能同时在几台不同的机器上加工。 2.工件在加工过程中采取平行移动方式，即当上一道工序完工后，立即送下道工序加工。 3.不允许中断。当一个工件一旦开始加工，必须一直进行到完工，不得中途停止插入其它工件。 4.每道工序只在一台机器上完成。 5.工件数、机器数和加工时间已知，加工时间与加工顺序无关。 6.每台机器同时只能加工一个工件。
排序常用的符号
Ji----工件i，i=1,2,..n。 Mj ---- 机器j，j＝1，2，…，m. di----工件Ji 的完工期限。 pij----工件Ji在机器Mj上的加工时间,j=1,…,m Pi----工件Ji的加工时间, wij----工件Ji在机器Mj前的等待时间, j=1,…,m Wi----工件Ji在加工过程中总的等待时间, Ci----工件Ji 的完成时间, Fi----工件Ji 的流程时间，即工件在车间的实际停留时间，在工件都已到达的情况下, Fi= Pi+ Wi Li----工件Ji 的延误时间, Li= Ci- di , Li<=0 按期或完成提前； Li>0 延误 Fmax----最长流程时间， Fmax＝max{Fi}
第八章流水作业的排序问题
一、排序问题的基本概念
排序是确定工件（零部件）在一台或一组设备上加工的先后顺序。
在一定约束条件下，寻找总加工时间最短的安排产品加工顺序的方法，就是生产作业排序。

生产作业排序的问题

引言

在制造业或生产行业中，作业排序是一项重要的管理任务。作业排序的目的是

合理、高效地安排生产作业，确保生产线的顺畅运行和最大化生产效率。然而，由于生产作业的多样性和复杂性，作业排序的问题变得相当困难。本文将探讨生产作业排序问题的背景、相关算法和解决方案。

背景

生产作业排序是指将待处理的生产作业按特定的规则进行排列，以最小化生产

周期、最大化生产效率。当涉及到多个生产作业时，这个问题变得尤为复杂。常见的作业排序问题包括单机调度问题、流水线调度问题和工序调度问题。

单机调度问题

单机调度问题是指在单一设备或机器上安排多个作业的问题。其目标是使得每

个作业的完成时间最小化或工期最短。常用的调度算法包括最早截止时间优先（EDD）算法、最短处理时间优先（SPT）算法和最长处理时间优先（LPT）算法。

流水线调度问题

流水线调度问题是指在多个设备或工序之间安排多个作业的问题。其目标是使

得整个生产线的生产效率最大化。常见的流水线调度问题包括多品种无等待流水线调度问题和有限缓冲流水线调度问题。解决这些问题的方法包括最早完成时间优先（EFT）算法、最短工序时间优先（SOT）算法和最大可完工期（MTWR）算法。

工序调度问题

工序调度问题是指在多个工序上安排多个作业的问题。其目标是使得整个生产

过程的吞吐量最大化。常见的工序调度问题包括并行机调度问题和流水车间调度问题。解决这些问题的方法包括遗传算法、模拟退火算法和禁忌搜索算法。

算法与解决方案

为了解决生产作业排序问题，研究者们提出了多种算法和解决方案。以下是一

第十一章作业排序

100种
临界比为工作允许停留时间和工件余下加工时间之比
优先顺序规则需要两大类信息
加工要求信息：包括预定的完工期、工艺路线、标准的作业交换时间、加工时间、各工序的预计等待时间、各工序的可替代设备以及各工序所需的原材料和零件等等。
现状信息：包括工件的现在位置，现在完成了多少工序，在每一工序的实际到达时间和离去时间，实际加工时间和作业交换时间，各工序所产生的废品以及其他有关信息。
第十一章作业排序
作业排序的基本概念制造业中的生产作业排序服务业中的服务作业排序
第一节作业排序的基本概念
一、作业计划与排序
排序：只是确定工件在机器上的加工顺序。作业计划：不仅包括确定工件的加工顺序，还包括确定机器加工每个工件的开始时间和完成时间工件等待：一个工件的某道工序完成之后，执行它下一道工序的机器还在加工其他工件，这时，工件要等待一段时间才能开始加工。机器空闲：一台机器已经完成对某个工件的加工，但随后要加工的工件还未到达。提供服务者：指“工作地”、“机器”、“人员”等。接受服务者：指“工作”、“工件”、“顾客”等。排程难点：按时间来分配特定的工作，但许多工作同时为同一资源而竞争。
♨ 局部优先规则
一个加工车间负责加工发动机机壳，现在共有5个机壳等待加工。只有一名技工在岗，做此项工作。现各个机壳的标准加工时间已经被估算出来，顾客也已经明确提出了他们所希望的完工时间。下表显示了星期一上午的情况，顾客的取货时间用从周一上午开始，还有多少工作小时来计算，现在，让我们来看一下分别使用SPT和EDD规则时得到的排序方案，并计算这两个方案的平均提前时间、延迟时间、在制品库存和总库存。

车间生产作业排序知识讲座

排序的影响因素
订单交货期
订单交货期是影响生产排
1
序的重要因素，需要根据
交货期先后顺序进行排序
。
人员技能
4
操作人员的技能水平也是
影响生产效率的因素，需
要考虑操作人员的技能水
平和培训情况。
设备能力
设备能力是限制生产效率
2
的关键因素，需要考虑设
备的加工能力和负荷情况
。
工艺流程
3 不同产品需要不同的工艺
流程，需要考虑不同产品之间的工艺衔接和设备使用情况。
作业车间排序
总结词
根据作业的工艺顺序和资源需求进行排序，以最小化总完工时间。
详细描述
作业车间排序是一种常见的生产排序方法，它根据作业的工艺顺序和资源需求进行排序。这种排序方法的目标是尽可能减少总完工时间，即最早开始且最早结束的作业。作业车间排序可以采用不同的算法，如贪心算法、遗传算法等。
流水车间排序
自动化决策
人工智能技术可以自动分析生产数据，根据实时需求和资源状况，自动调整生产排序，提高生产效率。
机器学习
通过机器学习算法，人工智能能够不断优化生产排序策略，减少不必要的调整和浪费，降低生产成本。
智能监控
人工智能技术可以实时监控生产过程，及时发现异常情况，并自动调整生产排序，确保生产顺利进行。

如何进行生产作业排序

一、基本概念
4、排序问题的假设条件
• 一个工件不能同时在几台不同的机器上加工。 • 工件在加工过程中采取平行移动方式。 • 不允许中断。 • 每道工序只在一台机器上完成。 • 每台机器同时只能加工一个工件。 • 工件数、机器数和加工时间已知，加工时间与加工
顺序无关。
二、最长流程时间
• 最长流程时间（加工周期）：从第一个工件在第一台机器上加工起到最后一个工件在最后一台机器上加工完毕为止所经过的时间。
如： • n个零件在机器上加工，则零件是工件，设备
是机器； • 工人维修设备，出故障的设备是工件，工人
是机器。
一、基本概念
所以，作业排序也就是要确定工件在机器上的加工顺序，可用一组工件代号的一种排列来表示。如可用（1，6，5，4，3，2）表示加工顺序：J1—J6—J5—J4—J3—J2。
一、基本概念
• 计算Pi= Pij ，找出Pi最长的工件，将之作为关键工件C。
• 对其余工件，若Pi1≤Pim ，则按Pi1由小到大排成序列SA。若Pi1> Pim ，则按Pim由大到小排成序列SB。
• 顺序（SA，C，SB）即为近优解。
四、一般n/m/P/ Fmax问题的启发式算法
四、一般n/m/P/ Fmax问题的启发式算法
• 加工顺序矩阵S：每一行与机器相对应，每一列与工件相对应。

浅谈制造业作业排序问题