【正文】 啟發(fā)式規(guī)則往往利用與該問題相關的知識，因此，在通常情況下能夠在較短的時間內(nèi)得到較好方案。 APS約束類型 ?資源約束 a，單一資源 b，無限資源 c，并發(fā)資源 d，共享資源 e，可調(diào)整共享資源 ?順序約束 ?庫存約束 ?特別約束 APS計劃算法一 ?有限能力計劃 a，算法順序計劃 b，向前順序計劃 c，向后順序計劃 b，雙向計劃或瓶頸計劃 ?基于模擬的計劃 基于模擬規(guī)則產(chǎn)生一個優(yōu)化的計劃 APS計劃算法二 ? 向前順序計劃固定了開始時間 ， 決定結束時間 ， 也許會違反完成日期 。 按預先制定的提前期，用無限能力計劃法編制作業(yè)計劃。 零件名稱 車床工時（時） 銑床工時（時） A 15 4 B 8 10 C 6 5 D 12 7 合計 41 26 ( D , 1 , 1 )( C , 1 , 1 )( A , 1 , 1 ) ( B , 1 , 1 )0 15 23 41( D , 2 , 2 )( C , 2 , 2 )( A , 2 , 2 )0 19 3833( B , 2 , 2 )15 23 4829M1（ 車床）M2（銑床）甘特圖 調(diào)度結果甘特圖 (A,1,1) (C,1,1) B,1,1) (D,1,1) 0 8 20 41 (D,2,2) (C,2,2) (A,2,2) 0 20 41 32 (B,2,2) 18 27 45 26 M1 （ 車床 ） M2 （ 銑床 ） 優(yōu)化調(diào)度結果： 調(diào)度問題不同特點 Flowshop 問題中各個產(chǎn)品的生產(chǎn)路徑相同，產(chǎn)品加工工序的順序與設備的順序?qū)?，因而某個設備的加工任務順序就表示產(chǎn)品的加工順序。 n個工件在 m臺機器上的加工順序相同，工件在機器上的加工時間是給定。 ? 主要解決多個產(chǎn)品對設備的爭用問題。包括兩個方面： ? 其一為靜態(tài)調(diào)度，產(chǎn)生一個初始調(diào)度； ? 其二為意外事件發(fā)生后，進行調(diào)度的修改與調(diào)整即動態(tài)調(diào)度。 ? MRP II內(nèi)主要采用啟發(fā)式規(guī)則進行作業(yè)調(diào)度與優(yōu)先級控制，提供一個建議的作業(yè)計劃，在訂單下達時，包括開工日期與完工日期，但已考慮了時間余量，因此，車間調(diào)度有一定的緩沖余地。 ? 目的在于尋找最優(yōu)的設備加工任務次序，使得等待時間與切換時間最小。 問題目標：求個工件在機器上最優(yōu)的加工順序，使最大流程時間最小。 Jobshop問題 中各個產(chǎn)品的加工路線并不相同，設備上加工任務與總的加工任務矩陣無對應關系，即使產(chǎn)品數(shù)量與設備數(shù)量確定，也不能確定所有的加工任務，存在路徑選擇問題。 APS先進計劃調(diào)度 ? 基于約束理論 ? 能夠處理生產(chǎn)類型和工序約束 ? 自動的 ， 可視化的作業(yè)計劃 TOC約束理論一 ? “約束資源”， “瓶頸” ? 約束資源決定企業(yè)有效產(chǎn)出與庫存 企業(yè)有效產(chǎn)出受到企業(yè)的生產(chǎn)能力和市場的需求量的制約 ? “非約束”應與“約束”同步 庫存水平只要能維持“約束”上的物流連續(xù)穩(wěn)定即可 ? “非約束”的利用程度不由其本身決定，而是由系統(tǒng)的“約束”決定的。 向后順序計劃固定結束時間 ， 決定開始時間 ， 產(chǎn)生一個不會延遲的計劃 ， 然而 ， 計劃也許有不可行的開始時間 。 ? 啟發(fā)式規(guī)則無法分析與判斷其方案的質(zhì)量。 ? 靜態(tài)調(diào)度：它考慮工廠生產(chǎn)資源優(yōu)化分配，屬于在確定性環(huán)境下靜態(tài)組合優(yōu)化問題； ? 動態(tài)調(diào)度：它是在生產(chǎn)過程出現(xiàn)各種動態(tài)變化因素時進行的再調(diào)度。 聯(lián)系： ? 產(chǎn)品生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量指標直接由調(diào)度下達至先進控制。 ? 動態(tài)調(diào)度依據(jù)生產(chǎn)計劃和實際工況響應進行調(diào)度，與靜態(tài)調(diào)度不同，需要考慮實時性。 生產(chǎn)過程的約束 約束條件： 生產(chǎn)調(diào)度受到諸多因素的限制 ， 一般有：產(chǎn)品的投產(chǎn)期 ， 交貨期 （ 完成期 ） ， 生產(chǎn)能力 ， 加工順序 ， 加工設備和原料的可用性 ， 批量大小 ，加工路徑 ， 成本限制等 ， 這些都是所謂的約束條件 。 Scheduling model Constraints ? Time relations start(A)+p(A)=end(A) sequencing BA end(B)≤start(A) ? Resource capacity constraints unary resource (activities cannot overlap) AB ∨ BA end(A)≤start(B) ∨ end(B)≤start(A) B A 優(yōu)化目標 生產(chǎn)調(diào)度的性能指標可以是成本最低、庫存費用最少（減少流動資金占用）、生產(chǎn)周期最短、生產(chǎn)切換最少、設備利用率最高、三廢最少等。 由于設備可由多項流程共享，工藝描述與設備描述是不同且獨立的，在設備管理的同時還亟需工藝管理。 中間貯罐并不能夠完全地解決時間與能力瓶頸。 ? 物流與能源流的連續(xù)、操作任務連續(xù)執(zhí)行是連續(xù)過程的本質(zhì)特點。 由于產(chǎn)品的變化是由裝置加工方案和工藝操作條件決定的，生產(chǎn)過程的一定限度內(nèi)的柔性是靠改變 各裝置間物流的分配 和 改變裝置運行的工作點 即工藝操作參數(shù)來實現(xiàn)的。 ? 多用途 (MultiPurpose) 過程調(diào)度。 StateTask Network (STN) Representation BsA2=BsA4=20 S1 40% 25% S3 S2 60% S4 75% BIA,S1,2=8 BOA,S3,4=5 BIA,S2,2=12 BOA,S4,4=15 StateTask Network (STN) Representation Inventory S2 S3 0 1 2 3 4 5 6 Time (h) Reactor 1 Reactor 2 Reactor 3 Column Heating Reaction 1 Reaction 2 Reaction 3 Separation 0 1 2 3 4 5 6 Time (h) 優(yōu)化調(diào)度模型－ 時間表示方式 Kondili, Pantelides Sargent (1993)。 Lee et al. (2023)。 Fixed time points Fixed time interval Variable time points Variable time intervals No mon time intervals Time Representations Discrete Time Representation 2 hr 1 hr 30 min 3 hr ?T = 30 min T1 T2 T3 ? Approximations often needed ? Constant processing times T1 T2 T3 0 1 2 3 4 5 6 7 8 t (hr) 2 hr 1 hr 40 min 3 hr ?T = 20 min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 t (hr) T1 T2 T3 Time Representations Continuous Time Representation ? No approximations needed ? Accounts for variable processing times ? Fewer time periods ? Fewer variables constraints ? Duration and number of time periods unknown T1 T2 T3 T1 T2 T3 0 1 2 3 4 5 6 7 8 t (hr) Continuous Time Representation I Time Representations EventBased Representation T1 T2 T3 0 1 2 3 4 5 6 7 8 t (hr) 1 2 2 2 3 3 EventBased Representation 決策變量為設備事件分配與任務事件分配 在某一事件上使用邏輯約束使得若任務事件發(fā)生，必然使得某個設備事件發(fā)生。但模型規(guī)模與加工時間有關，可能產(chǎn)生計算復雜性問題。 ? 在事件數(shù)目遠小于時間段數(shù)目時， NUDM的性能明顯優(yōu)于UDM。即使求解過程在達到到最佳解之前終止，對于凸問題也能夠得到達到全局最優(yōu)解的范圍，能夠有效地評價方案的質(zhì)量。 用戶必須將問題抽象為形式化的模型。對于提高計算效率起到了重要的作用； ? 采用人工智能的方法 (如各種搜索的方法、專家系統(tǒng)的方法等 ) 對于解決具體的調(diào)度問題，不僅可以簡化問題，而且能獲得合乎實際的滿意解。 分解 Basic Deposition Idea ? Compared to “ manufacturing” problems: 1. Unknown type and number of batches (tasks)。 ? 約束規(guī)劃適合于實現(xiàn)柔性化，高效率的調(diào)度系統(tǒng)。 while domains have changed do 2ConsCheck。 ? 由于它一次產(chǎn)生一組方案，它也適合于使用并行處理。 “針對時間而設計 (designtotime)”的實時 Agent調(diào)度方案 ExPlanTech ExPlanTech – a production planning system with a functionality to: ?estimating due dates and resources requirements ?providing a project plan ?implementing replanning Multi Agent system(MAS) fa ct or y ha r dw a r e /s of tw a r ePPAPMAPMAPMAPMAPMAPAPAPAPAPAPAPMAPMAent . re sou rcep la n n i n gh u m a n re sou rc esac cou n t in gent er p risem ac h i n er ym at er ia l re sou rc ei ntr a en ter pr i se P r o Pl a nTPPAPPAi ntr a en ter pr i semeta a gen t Multi Agent system(MAS) ? operator: an instance of the ppa and pma classes – project configuration and deposition, management of the overall project ? workshop: an instance of the pa class – scheduling and resource allocation on a department or CNC machine ? database agent: an instance of the pa class – an integration a