生产调度及智能优化
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为适应生产过程的不确定性和随机性,一 般采用周期性调度和再调度相结合的策略
2020/11/26
生产调度及智能优化
生产调度
➢生产调度问题的分类
5. 动态调度问题(续):
动态调度的 实时性要求
动态调度形式:滚动调度(rolling scheduling)和 被动调度(reactive scheduling)
1. 能力指标:最大生产率、最短生产周期等; 2. 成本指标:最大利润、最小费用等; 3. 客户满意度指标:最短交付期(提前拖期惩罚)等
2020/11/26
生产调度及智能优化
生产调度
➢生产调度问题的分类
1. 依模型变量分类:1)连续变量问题;2)离散变量问题/ 组和优化问题(combinatorial optimization problem: COP)
ANNs GA Fuzzy Sets
等式与 不 等式约 束
2020/11/26
生产调度及智能优化
生产调度
Baidu Nhomakorabea
➢生产调度与生产计划
生产计划的制定以企业的利润最大化为目标, 而生产调度则以生产过程的平稳过渡/顺畅接 续为目标。
生产计划的制定,一般是考虑静态情况。当生产因素 比较稳定和比较理想时才能达到优化的预期目标
生产过程是动态的,要求生产调度系统有一定的柔性, 能适应生产过程中内、外因素的异动,以便准确而灵 活地完成生产计划;生产调度侧重于生产装置的分配 利用和物料平衡。
2. 依生产过程输出:1)连续生产过程(连续的产品流); 2)间隙生产过程(离散批量)/批处理过程—批处理调 度问题;3)离散生产过程(离散数量)—车间调度问题
3. 按调度目标:总的作业时间最短、总的延迟时间最小等 4. 其他:依人物特点:可否终端、加工时限、顺序约束等
2020/11/26
生产调度及智能优化
生产调度
➢生产调度问题的分类
1. 车间调度问题:
车间 调度
加工设备的分配
实质
工件的加工时间与加工顺序
2020/11/26
生产调度及智能优化
生产调度
➢生产调度问题的分类
2. 流水车间调度问题:
分类(基于加工时间或交付期):确定型、随机型和模糊型/满意型
2020/11/26
生产调度及智能优化
生产调度
➢生产调度问题的分类
3. 作业车间调度问题:
NP难题 工程近似 可用解
JSP问题可以采用整数线性规划模型描述。前 提假设:所有的任务在零时刻都可用,且无 设备故障,任务在机器上执行时间事先已知
2020/11/26
生产调度及智能优化
生产调度
➢生产调度问题的分类 中间产品
4. 间隙生产调度问题: 存储策略
生产调度及智能优化
2020/11/26
生产调度及智能优化
生产调度
➢生产调度与运筹学
运筹学
生产调度
2020/11/26
生产调度及智能优化
生产调度
➢什么是生产调度? 即按时间分配资源完成任务/作业的过程或 方法。要求:任务/作业必须是可分割的。
生产调度问题 Q:现场有哪些?
2020/11/26
生产调度及智能优化
生产调度及智能优化
生产调度
➢生产调度系统的特点
复杂性; 随机性; 多约束; 多目标。
Q: 维修作业调 度 系统特点的表达?
2020/11/26
生产调度及智能优化
生产调度
➢生产调度问题的一般描述
语义描述:目标-任务集合-资源集合-约束 条件; 数学描述—调度问题的数学符号表达。 ➢生产调度问题的性能指标
优化调度:精确求解解析模型而获得最优解、近似求解 得次优解;基础:数学规划;适用:小规模优化问题
启发式调度:包括基于规则的方法、基于人工智能的方 法、随机搜索方法、基于仿真的方法等,立足当前,追 求局部最优而非全局最优
启发推理
2020/11/26
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生产调度
➢生产调度方法(续) Model-based and model-free
上层组织路经与时间分配 下层设备与资源分配决策
排序的 问题
2020/11/26
生产调度及智能优化
生产调度
➢生产调度问题的分类
5. 动态调度问题:
静态调度:调度环境和任务 已知的前提下的所谓的事前 调度方法—例行维修作业
动态调度:也称再调度,指在调度环境和 任务存在不可预见的扰动情况下的调度方 案,即依赖于事前调度环境和任务也与当 前状态有关—例行+非例行维修作业
等待时间 切换时间
分类:多产品(multi-product)间隙生产过程[所有 产品生产顺序相同,加工路径相同,整个生产过程分 成若干个生产阶段,每个阶段包含若干并行设备。类 似Flow-shop]和多用途或多目的(multi-purpose) 间隙生产过程[可以是不同的生产线、不同的路径、不 同的工序,可通过设备的组织来调整。类似Job-shop]
滚动调度:移动时间段内的生产调度; 被动调度:随生产过程变化而不可行的调度的修正
Q:变化(加工时间、 任务、设备故障 等)—调机作业
2020/11/26
被动调度目标是尽可能 维持原静态调度水平, 既保持原有的性能指标
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生产调度
➢生产调度方法
方向:二者结合
分类:优化调度方法和启发式调度方法
2020/11/26
生产调度及智能优化
生产调度
➢生产调度系统的功能
计划的分解:一般采用时间分配方法,即 滚动计划;
动态监控:①实时监控,包括数据的采集、 关键参数的历史趋势图分析、图表及工艺 流程的显示。②平衡协调,包括外部的— 生产和经营两大系统—产供销,内部—生 产过程—人员工位器具等
2020/11/26
生产调度
➢生产调度与生产计划
都是对生产过程的规划与控制(均考虑优化 的目的),主要区别是考虑的时间尺度不同, 理论上均称调度问题;生产调度是生产计划 的可行性验证过程
生产计划侧重于经营计划和生产能力的平衡,考虑的 时间以月或年计的中长期——粗
生产调度则在较短的时间内进行,最主要的任务是生 产作业的安排与资源的具体分配,涉及实际生产环境 的各种约束——细
2020/11/26
生产调度及智能优化
生产调度
➢生产计划优化系统
优化系统可根据企业的产、供、销状况, 以企业综合效益为目标,建立合适的数学 模型,依一定方法求解,分别考虑企业内 外约束,进而获得最优计划;计划的实施, 必须充分利用现有资源,优化资源配置, 提高生产决策的科学性,实现效益的最大 化。