《生产调度概论》PPT课件
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订单、设备、跟踪信息 工艺、原料、库存等信息
作业计划制定
关键工序 作业计划
设备层实时调度
订单更改 工艺变更 拖期状况
重调度
设备故障
质量事故
加工时间 不准确
设备级作业计划
复杂生产制造过程
作业计划 更改方案
成品产出
制 什么是制造过程调度问题?
造 从现代集成制造系统(CIMS)/制造业信息化角度：
制造过程调度
过
重点解决该系
在制品跟踪管理
计划管理
设备管理
统中的作业计
程
划优化制定与
动态调整问题
调
原料管理
库存管理
度
计划与调度
概
质量管理
论
人力资源管理
CAD/CAE/CAPP /PDM
底层自动化设备
工艺管理
计划与调度 既属于管理 自动化范畴 又属于制造 过程自动化 的范畴
制 造
实际制造过程调度问题的特点
刘民，《制造过程调度理论及应用》讲义； 王凌，《车间调度及其遗传算法》，清华大学
出版社，2003
Peter Brucker, Scheduling Algorithms, Springer Press，1998 （Sigrid Knust University of Osnabrck, Germany ）
过 程
规模大：如纺织生产制造过程（上千台设备、 上万个加工任务）；
调
约束复杂：资源约束、工艺约束...；
度
不确定因素多：订单插入/撤销/更改、设备故
概
障、质量事故、原料短缺、工艺更改等；
论 多目标相互制约：制造周期、总拖期时间/总
拖期数、生产成本等；
实际生产线调度问题举例
轧钢生产线
制造企业参观/调度软件演示…
课程简介
通过本课程的学习将有哪些收获？
掌握制造过程调度问题概念、基本描述方法及 优化理论和方法；
通过专项课题(Project)研究，培养和提高科研 能力；
接触制造过程调度问题的实际背景，拓宽知识 面，掌握利用所学调度理论和方法解决实际调 度问题的基本能力；
本课程有哪些教学内容？
国内外发展状况
常用研究方法
制造过程调度问题概述
调度问题三元表示法
制造过程调度问题基本描述方法；析取图模型
制造过程调度问题基本优化算法；数学规划模型
制造过程调度问题算法仿真实验；常用分类方法
制造过程调度问题专项课题研究；
数学规划算法 启发式算法
制造过程调度问题实际应用案例； 智能优化算法
Βιβλιοθήκη Baidu
概
机械
论
制造业的发展状况直接影响了国家的经济基
分支定界算法；
胡运权 运筹学教程
计算复杂性理论；
组合最优化 : 算法和复杂性 / (美) 帕帕季米特里乌, 施泰格利茨 著; 刘振宏, 蔡茂诚 译
制 造
本节课内容
过
什么是制造过程调度问题
程
为什么要研究制造过程调度理论与方法
调
求解制造过程调度问题的常用方法
度
小结
概
论
制 造 本节课内容
制造过程调度理论及应用
Scheduling Theory for Manufacturing Process and Its Applications
自动化系 曹政才 2015.9.18
课程简介
为什么开设本课程？
制造过程调度技术研究是国内外先进制造与自动化、系统工程、 工业工程、管理工程等领域前沿性研究方向之一；
色织生产线
汽车生产线
制 造 本节课内容
过
什么是制造过程调度问题
程
调
求解制造过程调度问题的常用方法
度
小结
概
论
制 造 过
为什么要研究制造过程调度理论与方法？
制造业在国民经济中占据支柱地位；
钢铁
程
石化
全球500强企业中，
调
纺织
度
微电子
制造企业占208家 我国制造业年产值 占GDP的37.8%
论 总拖期数/总拖期时间、机器利用率、能耗/物耗、
成本等)达到最优。
制造过程调度在企业生产过程中的位置
制 AMR提出的三层企业集成模型
造
过
生产什么
程
调
如何生产
度
制造过程调度 是MES中的
关键业务
概
论
执行生产
制造过程调度的常见形式
制
造
过
程
调
度
投产计划
概
论
原料投产
ERP/MES/SCM等 管理系统
过
程
为什么要研究制造过程调度理论与方法
调
求解制造过程调度问题的常用方法
度
概
小结
论
制 造
什么是调度问题？
过
程 调
调度问题一般是指如下一类资源优化问题：
如何将资源(resources)分配给任务(tasks)， 在满足相关约束条件(constraints) 下，使得某
度
项(或多项)性能指标(objective/performance)
制造过程调度理论和方法研究极富挑战性；
NP难题； 复杂优化问题；
制造企业对制造过程调度理论和方法应用需求越来越强；
通过开设本课程，使更多的研究生了解和掌握该领域的理论与方 法，提高研究生科研能力和创新能力，培养可从事调度技术研究 及应用的专业人才，促进调度技术的进一步发展
课程简介 调度问题基本概念
概
达到最优。
论
生产和日常生活中有哪些调度问题的例子？
制 什么是制造过程调度问题? 造
过 制造过程调度问题是指如下一类资源优化问题：
程
将机器(含各种配件等资源)分配给工件(任
调 务)，即安排各机器上相应工件的上机时间或上
度 机顺序，在满足相关约束条件(工艺约束、资源
概 约束等) 下使某项或多项性能指标(制造周期、
部分学有余力的同学在课程结束时将能撰写具 有一定学术水平的调度算法相关论文；
课程简介
本课程的评分体系
课堂表现：20％； 实验：20％； 作业：10％； 专项课题研究报告：50％；
课程简介
课程教材/参考书目：
教材：刘民，吴澄.《制造过程智能优化调度算 法及其应用》，国防工业出版社，2008；
课程简介
基础知识参考书目：
有关遗传算法、禁忌搜索基础知识； 遗传算法：
陈国良，遗传算法及其应用 玄光男，程润伟，遗传算法与工程设计（汪定伟 等译）
禁忌搜索方法：：
F. Glover. Tabu Search Part I. ORSA Journal on Computing. Vol.1, No.3, 1989: 190-206. F. Glover, Tabu Search PartⅡ, ORSA Journal on Computing. Vol.2, 1990: 4-32.
作业计划制定
关键工序 作业计划
设备层实时调度
订单更改 工艺变更 拖期状况
重调度
设备故障
质量事故
加工时间 不准确
设备级作业计划
复杂生产制造过程
作业计划 更改方案
成品产出
制 什么是制造过程调度问题?
造 从现代集成制造系统(CIMS)/制造业信息化角度：
制造过程调度
过
重点解决该系
在制品跟踪管理
计划管理
设备管理
统中的作业计
程
划优化制定与
动态调整问题
调
原料管理
库存管理
度
计划与调度
概
质量管理
论
人力资源管理
CAD/CAE/CAPP /PDM
底层自动化设备
工艺管理
计划与调度 既属于管理 自动化范畴 又属于制造 过程自动化 的范畴
制 造
实际制造过程调度问题的特点
刘民，《制造过程调度理论及应用》讲义； 王凌，《车间调度及其遗传算法》，清华大学
出版社，2003
Peter Brucker, Scheduling Algorithms, Springer Press，1998 （Sigrid Knust University of Osnabrck, Germany ）
过 程
规模大：如纺织生产制造过程（上千台设备、 上万个加工任务）；
调
约束复杂：资源约束、工艺约束...；
度
不确定因素多：订单插入/撤销/更改、设备故
概
障、质量事故、原料短缺、工艺更改等；
论 多目标相互制约：制造周期、总拖期时间/总
拖期数、生产成本等；
实际生产线调度问题举例
轧钢生产线
制造企业参观/调度软件演示…
课程简介
通过本课程的学习将有哪些收获？
掌握制造过程调度问题概念、基本描述方法及 优化理论和方法；
通过专项课题(Project)研究，培养和提高科研 能力；
接触制造过程调度问题的实际背景，拓宽知识 面，掌握利用所学调度理论和方法解决实际调 度问题的基本能力；
本课程有哪些教学内容？
国内外发展状况
常用研究方法
制造过程调度问题概述
调度问题三元表示法
制造过程调度问题基本描述方法；析取图模型
制造过程调度问题基本优化算法；数学规划模型
制造过程调度问题算法仿真实验；常用分类方法
制造过程调度问题专项课题研究；
数学规划算法 启发式算法
制造过程调度问题实际应用案例； 智能优化算法
Βιβλιοθήκη Baidu
概
机械
论
制造业的发展状况直接影响了国家的经济基
分支定界算法；
胡运权 运筹学教程
计算复杂性理论；
组合最优化 : 算法和复杂性 / (美) 帕帕季米特里乌, 施泰格利茨 著; 刘振宏, 蔡茂诚 译
制 造
本节课内容
过
什么是制造过程调度问题
程
为什么要研究制造过程调度理论与方法
调
求解制造过程调度问题的常用方法
度
小结
概
论
制 造 本节课内容
制造过程调度理论及应用
Scheduling Theory for Manufacturing Process and Its Applications
自动化系 曹政才 2015.9.18
课程简介
为什么开设本课程？
制造过程调度技术研究是国内外先进制造与自动化、系统工程、 工业工程、管理工程等领域前沿性研究方向之一；
色织生产线
汽车生产线
制 造 本节课内容
过
什么是制造过程调度问题
程
调
求解制造过程调度问题的常用方法
度
小结
概
论
制 造 过
为什么要研究制造过程调度理论与方法？
制造业在国民经济中占据支柱地位；
钢铁
程
石化
全球500强企业中，
调
纺织
度
微电子
制造企业占208家 我国制造业年产值 占GDP的37.8%
论 总拖期数/总拖期时间、机器利用率、能耗/物耗、
成本等)达到最优。
制造过程调度在企业生产过程中的位置
制 AMR提出的三层企业集成模型
造
过
生产什么
程
调
如何生产
度
制造过程调度 是MES中的
关键业务
概
论
执行生产
制造过程调度的常见形式
制
造
过
程
调
度
投产计划
概
论
原料投产
ERP/MES/SCM等 管理系统
过
程
为什么要研究制造过程调度理论与方法
调
求解制造过程调度问题的常用方法
度
概
小结
论
制 造
什么是调度问题？
过
程 调
调度问题一般是指如下一类资源优化问题：
如何将资源(resources)分配给任务(tasks)， 在满足相关约束条件(constraints) 下，使得某
度
项(或多项)性能指标(objective/performance)
制造过程调度理论和方法研究极富挑战性；
NP难题； 复杂优化问题；
制造企业对制造过程调度理论和方法应用需求越来越强；
通过开设本课程，使更多的研究生了解和掌握该领域的理论与方 法，提高研究生科研能力和创新能力，培养可从事调度技术研究 及应用的专业人才，促进调度技术的进一步发展
课程简介 调度问题基本概念
概
达到最优。
论
生产和日常生活中有哪些调度问题的例子？
制 什么是制造过程调度问题? 造
过 制造过程调度问题是指如下一类资源优化问题：
程
将机器(含各种配件等资源)分配给工件(任
调 务)，即安排各机器上相应工件的上机时间或上
度 机顺序，在满足相关约束条件(工艺约束、资源
概 约束等) 下使某项或多项性能指标(制造周期、
部分学有余力的同学在课程结束时将能撰写具 有一定学术水平的调度算法相关论文；
课程简介
本课程的评分体系
课堂表现：20％； 实验：20％； 作业：10％； 专项课题研究报告：50％；
课程简介
课程教材/参考书目：
教材：刘民，吴澄.《制造过程智能优化调度算 法及其应用》，国防工业出版社，2008；
课程简介
基础知识参考书目：
有关遗传算法、禁忌搜索基础知识； 遗传算法：
陈国良，遗传算法及其应用 玄光男，程润伟，遗传算法与工程设计（汪定伟 等译）
禁忌搜索方法：：
F. Glover. Tabu Search Part I. ORSA Journal on Computing. Vol.1, No.3, 1989: 190-206. F. Glover, Tabu Search PartⅡ, ORSA Journal on Computing. Vol.2, 1990: 4-32.