【正文】 啟發(fā)式規(guī)則往往利用與該問(wèn)題相關(guān)的知識(shí)，因此，在通常情況下能夠在較短的時(shí)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(wú)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(kù)存約束 ?特別約束 APS計(jì)劃算法一 ?有限能力計(jì)劃 a，算法順序計(jì)劃 b，向前順序計(jì)劃 c，向后順序計(jì)劃 b，雙向計(jì)劃或瓶頸計(jì)劃 ?基于模擬的計(jì)劃 基于模擬規(guī)則產(chǎn)生一個(gè)優(yōu)化的計(jì)劃 APS計(jì)劃算法二 ? 向前順序計(jì)劃固定了開(kāi)始時(shí)間 ， 決定結(jié)束時(shí)間 ， 也許會(huì)違反完成日期 。 按預(yù)先制定的提前期，用無(wú)限能力計(jì)劃法編制作業(yè)計(jì)劃。 零件名稱 車床工時(shí)（時(shí)） 銑床工時(shí)（時(shí)） A 15 4 B 8 10 C 6 5 D 12 7 合計(jì) 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(jié)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(jié)果： 調(diào)度問(wèn)題不同特點(diǎn) Flowshop 問(wèn)題中各個(gè)產(chǎn)品的生產(chǎn)路徑相同，產(chǎn)品加工工序的順序與設(shè)備的順序?qū)?yīng)，因而某個(gè)設(shè)備的加工任務(wù)順序就表示產(chǎn)品的加工順序。 n個(gè)工件在 m臺(tái)機(jī)器上的加工順序相同，工件在機(jī)器上的加工時(shí)間是給定。 ? 主要解決多個(gè)產(chǎn)品對(duì)設(shè)備的爭(zhēng)用問(wèn)題。包括兩個(gè)方面： ? 其一為靜態(tài)調(diào)度，產(chǎn)生一個(gè)初始調(diào)度； ? 其二為意外事件發(fā)生后，進(jìn)行調(diào)度的修改與調(diào)整即動(dòng)態(tài)調(diào)度。 ? MRP II內(nèi)主要采用啟發(fā)式規(guī)則進(jìn)行作業(yè)調(diào)度與優(yōu)先級(jí)控制，提供一個(gè)建議的作業(yè)計(jì)劃，在訂單下達(dá)時(shí)，包括開(kāi)工日期與完工日期，但已考慮了時(shí)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(shè)備加工任務(wù)次序，使得等待時(shí)間與切換時(shí)間最小。 問(wèn)題目標(biāo)：求個(gè)工件在機(jī)器上最優(yōu)的加工順序，使最大流程時(shí)間最小。 Jobshop問(wèn)題 中各個(gè)產(chǎn)品的加工路線并不相同，設(shè)備上加工任務(wù)與總的加工任務(wù)矩陣無(wú)對(duì)應(yīng)關(guān)系，即使產(chǎn)品數(shù)量與設(shè)備數(shù)量確定，也不能確定所有的加工任務(wù)，存在路徑選擇問(wèn)題。 APS先進(jìn)計(jì)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(dòng)的 ， 可視化的作業(yè)計(jì)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(kù)存 企業(yè)有效產(chǎn)出受到企業(yè)的生產(chǎn)能力和市場(chǎng)的需求量的制約 ? “非約束”應(yīng)與“約束”同步 庫(kù)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(jì)劃固定結(jié)束時(shí)間 ， 決定開(kāi)始時(shí)間 ， 產(chǎn)生一個(gè)不會(huì)延遲的計(jì)劃 ， 然而 ， 計(jì)劃也許有不可行的開(kāi)始時(shí)間 。 ? 啟發(fā)式規(guī)則無(wú)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(wèn)題； ? 動(dòng)態(tài)調(diào)度：它是在生產(chǎn)過(guò)程出現(xiàn)各種動(dòng)態(tài)變化因素時(shí)進(jìn)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(biāo)直接由調(diào)度下達(dá)至先進(jìn)控制。 ? 動(dòng)態(tài)調(diào)度依據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃和實(shí)際工況響應(yīng)進(jìn)行調(diào)度，與靜態(tài)調(diào)度不同，需要考慮實(shí)時(shí)性。 生產(chǎn)過(guò)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(shè)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(biāo) 生產(chǎn)調(diào)度的性能指標(biāo)可以是成本最低、庫(kù)存費(fèi)用最少（減少流動(dòng)資金占用）、生產(chǎn)周期最短、生產(chǎn)切換最少、設(shè)備利用率最高、三廢最少等。 由于設(shè)備可由多項(xiàng)流程共享，工藝描述與設(shè)備描述是不同且獨(dú)立的，在設(shè)備管理的同時(shí)還亟需工藝管理。 中間貯罐并不能夠完全地解決時(shí)間與能力瓶頸。 ? 物流與能源流的連續(xù)、操作任務(wù)連續(xù)執(zhí)行是連續(xù)過(guò)程的本質(zhì)特點(diǎn)。 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(guò)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(yùn)行的工作點(diǎn) 即工藝操作參數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 ? 多用途 (MultiPurpose) 過(guò)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(shí)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(shè)備事件分配與任務(wù)事件分配 在某一事件上使用邏輯約束使得若任務(wù)事件發(fā)生，必然使得某個(gè)設(shè)備事件發(fā)生。但模型規(guī)模與加工時(shí)間有關(guān)，可能產(chǎn)生計(jì)算復(fù)雜性問(wèn)題。 ? 在事件數(shù)目遠(yuǎn)小于時(shí)間段數(shù)目時(shí)， NUDM的性能明顯優(yōu)于UDM。即使求解過(guò)程在達(dá)到到最佳解之前終止，對(duì)于凸問(wèn)題也能夠得到達(dá)到全局最優(yōu)解的范圍，能夠有效地評(píng)價(jià)方案的質(zhì)量。 用戶必須將問(wèn)題抽象為形式化的模型。對(duì)于提高計(jì)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(duì)于解決具體的調(diào)度問(wèn)題，不僅可以簡(jiǎn)化問(wèn)題，而且能獲得合乎實(shí)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(shí)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(duì)時(shí)間而設(shè)計(jì) (designtotime)”的實(shí)時(shí) 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