【正文】 器{M1，M2，…，Mm}可用，每一個(gè)任務(wù)要在這些機(jī)器上或其中的一部分機(jī)器上加工，任務(wù)Ji在機(jī)器Mj上的加工叫做一個(gè)操作（Oij），它對(duì)應(yīng)一個(gè)加工時(shí)間（Pij），每一個(gè)任務(wù)還有與之相對(duì)應(yīng)的就緒時(shí)間（Rj），即Ji可以開(kāi)始進(jìn)入加工的時(shí)間，還有交貨期（Dj），即Ji必須完成的期限。 變批量調(diào)度問(wèn)題的分類(lèi)變批量調(diào)度問(wèn)題可按照不同的準(zhǔn)則進(jìn)行不同的分類(lèi)。總而言之，生產(chǎn)輔助時(shí)間可以分為兩類(lèi)：一類(lèi)是與單個(gè)工件相關(guān)的輔助時(shí)間，包括工件的裝、卸時(shí)間；另一類(lèi)是與工件單個(gè)批次相關(guān)的時(shí)間，包括刀、夾具的安裝以及機(jī)床的調(diào)整，這類(lèi)時(shí)間每個(gè)批次只需要一次，稱(chēng)為批次輔助時(shí)間。當(dāng)零件分成多個(gè)批次后，實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中零件的運(yùn)輸、裝卸以及刀具、夾具的安裝調(diào)整時(shí)間相比經(jīng)典作業(yè)調(diào)度而言將顯著增加，這部分時(shí)間在變批量調(diào)度中不可進(jìn)行忽略。變批量調(diào)度的目的是確定每種零件的批次數(shù)量、每個(gè)批次的批量大小、每種工件各個(gè)批次的投產(chǎn)順序這三者的最佳組合，從而滿(mǎn)足特定的優(yōu)化目標(biāo)。問(wèn)題是要尋找一組適當(dāng)?shù)腖ij，i=1,2，…，m；j=1,2，…n，使第一臺(tái)機(jī)器上開(kāi)始調(diào)整以便加工第一個(gè)單元到最后一臺(tái)機(jī)器上加工完最后一個(gè)單元止所用的時(shí)間Cmax最小?；炫?在加工一個(gè)產(chǎn)品的各個(gè)子批量之間允許加工其它產(chǎn)品的子批量，也就是允許一個(gè)產(chǎn)品的子批量不必連續(xù)加工，可以是分散加工的?？勺冏优?variable):和一致子批量相反，如果一個(gè)產(chǎn)品的一個(gè)子批量的大小在各加工工序是變化的。第二章 車(chē)間作業(yè)變批量調(diào)度問(wèn)題研究 引言 變批量調(diào)度基本概念的介紹在介紹變批量類(lèi)型之前，首先介紹幾個(gè)基本概念:一致子批量、可變子批量、不允許混排、混排。第四章 車(chē)間作業(yè)變批量調(diào)度仿真 介紹了仿真的總體方案與步驟；對(duì)仿真軟件進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹；利用仿真軟件建立仿真模型，通過(guò)實(shí)例來(lái)說(shuō)明變批量調(diào)度算法的可行性。第二章 車(chē)間作業(yè)變批量調(diào)度問(wèn)題研究 對(duì)變批量調(diào)度問(wèn)題進(jìn)行了描述，簡(jiǎn)單介紹了其分類(lèi)；；與傳統(tǒng)調(diào)度進(jìn)行了比較詳細(xì)的比較，分析并建立了相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型；最后對(duì)其研究現(xiàn)狀進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹?？傊?，在調(diào)度中采用Lot Streaming調(diào)度方法，能夠縮短生產(chǎn)時(shí)間從而縮短交貨期，提高固定資產(chǎn)的利用率從而降低成本，提高生產(chǎn)能力，提高生產(chǎn)率，提高競(jìng)爭(zhēng)力，強(qiáng)化服務(wù)。2和3 主要體現(xiàn)在:當(dāng)交貨期相同的情況下，采用Lot Streaming調(diào)度方法，存儲(chǔ)材料所需工作進(jìn)程中的庫(kù)存和中間存儲(chǔ)空間比傳統(tǒng)凋度方法要小，因此也就降低了相關(guān)的庫(kù)存費(fèi)用和空間需求。Kalir和Sarin介紹了在流水車(chē)間中應(yīng)用Lot Streaming調(diào)度方法后所帶來(lái)的一些益處，包括: Streaming 調(diào)度方法使Cmax大大縮小，縮短生產(chǎn)實(shí)踐，從而縮短交貨期。充分利用了加工機(jī)器和加工時(shí)間，達(dá)到提高生產(chǎn)效率的目的。為了縮短加工周期， Reiter于1966年首次提出單一產(chǎn)品的Lot Strearning問(wèn)題。 變批量調(diào)度問(wèn)題在傳統(tǒng)的調(diào)度問(wèn)題中，被加工的產(chǎn)品或工件是不可分割的，盡管其中可以或可能包含若干個(gè)子工件。但是，這樣勢(shì)必會(huì)造成資源浪費(fèi)，增加生產(chǎn)成本。之所以會(huì)出現(xiàn)車(chē)間調(diào)度問(wèn)題，主要是因?yàn)樯a(chǎn)資源受到了限制而形成的。車(chē)間調(diào)度問(wèn)題一般可以描述為：生產(chǎn)車(chē)間有M臺(tái)機(jī)床，生產(chǎn)N種工件，每種工件有Ni個(gè)，每種工件都有多道工序，每道工序可以在多臺(tái)性能不同的機(jī)床上加工。車(chē)間調(diào)度問(wèn)題是調(diào)度問(wèn)題的一個(gè)子集，實(shí)際上是一個(gè)資源分配問(wèn)題，主要是指設(shè)備資源分配，問(wèn)題的求解目標(biāo)主要是找到一個(gè)可以使作業(yè)能“最優(yōu)”完成的方案。研究車(chē)間批量調(diào)度的優(yōu)化方法，不僅可以促使調(diào)度理論發(fā)展，而且對(duì)于企業(yè)提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)能力，降低生產(chǎn)成本有著重要的意義。車(chē)間優(yōu)化調(diào)度問(wèn)題尤其是批量調(diào)度技術(shù)關(guān)系到企業(yè)的生存和前途。在線(xiàn)代經(jīng)濟(jì)環(huán)境下，隨著市場(chǎng)的多變以及市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品個(gè)性化的需求，多品種、小批量生產(chǎn)方式已經(jīng)逐漸成為制造業(yè)的發(fā)展主流，車(chē)間生產(chǎn)中多品種小批量生產(chǎn)的產(chǎn)量和產(chǎn)值還會(huì)進(jìn)一步的增大。進(jìn)一步調(diào)查多品種小批量生產(chǎn)中的材料和工件在車(chē)間總時(shí)間分配現(xiàn)狀可知：制造過(guò)程95%的時(shí)間消耗在非加工過(guò)程中。所以，車(chē)間調(diào)度是制造業(yè)生產(chǎn)種最活躍和生產(chǎn)系統(tǒng)研究的前沿問(wèn)題之一。車(chē)間調(diào)度對(duì)任務(wù)的交貨時(shí)間、各項(xiàng)生產(chǎn)任務(wù)的生產(chǎn)周期、設(shè)備利用率和在制品占有率都有影響。生產(chǎn)調(diào)度是制造系統(tǒng)生產(chǎn)管理的核心，生產(chǎn)管理任務(wù)順利實(shí)施與完成，最終要靠合理地車(chē)間調(diào)度來(lái)保證。第三，進(jìn)入知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代，需求的多樣化和多變性使制造企業(yè)不能再將顧客當(dāng)作整體來(lái)對(duì)待，而要把顧客當(dāng)做不同個(gè)體，使得企業(yè)必須經(jīng)常調(diào)整產(chǎn)品種類(lèi)適應(yīng)市場(chǎng)，最主要的是企業(yè)不能僅根據(jù)市場(chǎng)已有的產(chǎn)品種類(lèi)進(jìn)行生產(chǎn)，而必須不斷地進(jìn)行產(chǎn)品與市場(chǎng)創(chuàng)新，滿(mǎn)足顧客需求，甚至引導(dǎo)需求，實(shí)現(xiàn)企業(yè)從技術(shù)推動(dòng)向市場(chǎng)牽引的轉(zhuǎn)變。在這樣的市場(chǎng)環(huán)境下，傳統(tǒng)的大批量制造模式與變化的市場(chǎng)需求不適應(yīng)問(wèn)題日益突出，面臨著巨大的挑戰(zhàn)，主要表現(xiàn)在一下三方面：第一，在知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代，情況發(fā)生了根本變化，由于顧客需求的多樣化、個(gè)性化特征及產(chǎn)品生命周期的縮短，企業(yè)必須密切關(guān)注市場(chǎng)，隨時(shí)掌握市場(chǎng)需求的變化，把握市場(chǎng)機(jī)會(huì)，充分利用各種資源，不斷進(jìn)行制造資源配置方式的調(diào)整和產(chǎn)品創(chuàng)新。（3）顧客需求的多變性，即顧客需求的迅速變化。自從20世紀(jì)90年代開(kāi)始，隨著信息化和全球化的迅速發(fā)展以及人們生活水平的提高，全球的市場(chǎng)環(huán)境發(fā)生了巨大的變化，市場(chǎng)表現(xiàn)出了不同于工業(yè)經(jīng)濟(jì)時(shí)代的特征：（1）技術(shù)的迅猛發(fā)展和經(jīng)濟(jì)全球化導(dǎo)致了市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)程度空前激烈，以顧客需求為中心的買(mǎi)方市場(chǎng)正在取代以企業(yè)生產(chǎn)能力為中心的賣(mài)方市場(chǎng)。而科技的進(jìn)步既為制造業(yè)的發(fā)展帶來(lái)了機(jī)遇，也加劇了制造業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)，企業(yè)必須在競(jìng)爭(zhēng)中求生存、在競(jìng)爭(zhēng)中求發(fā)展。車(chē)間作業(yè)變批量調(diào)度優(yōu)化研究畢業(yè)論文目 錄摘 要 IAbstract II目 錄 III第一章 緒論 1 1 選題背景 1 2 車(chē)間調(diào)度問(wèn)題概述 3 變批量調(diào)度問(wèn)題 3 本文研究的主要內(nèi)容 4第二章 車(chē)間作業(yè)變批量調(diào)度問(wèn)題研究 6 引言 6 變批量調(diào)度基本概念的介紹 6 變批量調(diào)度問(wèn)題的提出 6 變批量調(diào)度問(wèn)題的描述及其分類(lèi) 7 變批量調(diào)度問(wèn)題的描述 7 變批量調(diào)度問(wèn)題的分類(lèi) 7 變批量調(diào)度與傳統(tǒng)調(diào)度的比較 8 傳統(tǒng)調(diào)度問(wèn)題描述 8 傳統(tǒng)調(diào)度方法的一般假設(shè)條件 8 9 變批量調(diào)度與傳統(tǒng)調(diào)度比較 9 變批量調(diào)度模型建立 10 變批量調(diào)度研究現(xiàn)狀 12第三章 車(chē)間作業(yè)變批量調(diào)度算法研究 14 區(qū)分批次準(zhǔn)備時(shí)間和工件加工時(shí)間 14 分批策略 15 分批基本理論 15 批量大小與生產(chǎn)周期的關(guān)系 16 本文分批策略的選擇 17 eMPlant仿真方法分析 18 遺傳算法的應(yīng)用分析 18 仿真方法的應(yīng)用分析 19 運(yùn)用eMPlant進(jìn)行仿真的基本思想 19 零件投產(chǎn)順序 20 緩沖區(qū)中的零件加工順序 20第四章 車(chē)間作業(yè)變批量調(diào)度仿真 22 仿真實(shí)例總體方案 22 仿真流程 22 主要步驟 23 仿真軟件介紹 23 仿真模型基本元素 24 仿真優(yōu)化模塊 26 仿真實(shí)例 28 實(shí)例1 28 實(shí)例2 39 仿真結(jié)論 43第五章 總結(jié)與展望 44 全文總結(jié) 44 車(chē)間調(diào)度存在的問(wèn)題與研究展望 44 車(chē)間調(diào)度目前存在的問(wèn)題 44 研究展望 46附錄 Method中SimTalk代碼 47參考文獻(xiàn) 51致 謝 52附錄Ⅰ 外文翻譯附錄Ⅱ 外文原文III沈陽(yáng)建筑大學(xué)畢業(yè)論文第一章 緒論 選題背景制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)，是國(guó)家經(jīng)濟(jì)實(shí)力的重要體現(xiàn)。制造業(yè)的水平先進(jìn)與否，既是國(guó)家科技實(shí)力的體現(xiàn)，也是促使科學(xué)技術(shù)發(fā)展的強(qiáng)大動(dòng)力。企業(yè)要在現(xiàn)時(shí)的環(huán)境中立于不敗之地，縮短產(chǎn)品上市的時(shí)間、提高產(chǎn)品質(zhì)量以及降低產(chǎn)品的成本無(wú)疑是企業(yè)成功的必由之路，要實(shí)現(xiàn)這些目的，不僅要提高企業(yè)以及車(chē)間的管理水平，同時(shí)也要提高生產(chǎn)過(guò)程中計(jì)劃、調(diào)度以及決策的水平。（2）顧客的價(jià)值觀念發(fā)生了根本變化，隨著基本物質(zhì)生活需求得到了滿(mǎn)足，人們的需求日趨主體化、個(gè)性化和多樣化（需求異質(zhì)性），表現(xiàn)為不斷衍生出新的需求市場(chǎng)，為企業(yè)帶來(lái)新的市場(chǎng)機(jī)遇。表現(xiàn)為企業(yè)產(chǎn)品生命周期的迅速縮短，產(chǎn)品交貨期成為競(jìng)爭(zhēng)的第一要素，市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)空前增加，企業(yè)面臨一個(gè)迅速變化且難以預(yù)測(cè)的買(mǎi)方市場(chǎng)。第二，在知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代，隨著國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的國(guó)際化，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，市場(chǎng)需求變化更加迅速，生產(chǎn)周期、交貨期等時(shí)間因素成為影響企業(yè)獲取新競(jìng)爭(zhēng)能力的關(guān)鍵因素，因此企業(yè)必須具備快速準(zhǔn)時(shí)交貨和相應(yīng)市場(chǎng)變化的能力，不斷提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)能力。這使得原來(lái)的生產(chǎn)制造模式已經(jīng)難以適應(yīng)這種市場(chǎng)環(huán)境的變化，從而要求企業(yè)能有更先進(jìn)的調(diào)度和控制策略來(lái)優(yōu)化整個(gè)車(chē)間的生產(chǎn)過(guò)程以適應(yīng)市場(chǎng)的變化，從而提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。生產(chǎn)調(diào)度研究的是如何合理配置加工過(guò)程的各種資源，減少零件的加工準(zhǔn)備、等待與傳送時(shí)間，從而提高設(shè)備利用率與生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。因此，及時(shí)準(zhǔn)確的車(chē)間調(diào)度對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)的高效運(yùn)行有著重要的影響，主要表現(xiàn)在：生產(chǎn)計(jì)劃的有效實(shí)施；高效低耗地使用生產(chǎn)資源；均衡生產(chǎn)及準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)，減少在制品的資金占用。據(jù)國(guó)際生產(chǎn)與研究工程協(xié)會(huì)對(duì)歐美等工業(yè)國(guó)家的調(diào)查統(tǒng)計(jì)表明：在機(jī)械制造中就產(chǎn)品的產(chǎn)量而言，多品種小批量（約501000件以下）生產(chǎn)占50%左右，就產(chǎn)值而言占60%左右?？梢?jiàn)批量生產(chǎn)尤其是中小批量生產(chǎn)已經(jīng)成為當(dāng)今生產(chǎn)車(chē)間中比較重要的一種生產(chǎn)方式。車(chē)間批量調(diào)度在先進(jìn)制造系統(tǒng)的生產(chǎn)實(shí)際中具有普遍性。有效地調(diào)度方法與優(yōu)化技術(shù)的研究和應(yīng)用已經(jīng)成為先進(jìn)制造技術(shù)實(shí)踐的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。 車(chē)間調(diào)度問(wèn)題概述所謂調(diào)度，就是在滿(mǎn)足某些約束（比如作業(yè)的先后關(guān)系、預(yù)定的交貨期、最早開(kāi)始時(shí)間和資源限制等）的條件下對(duì)作業(yè)進(jìn)行的排序，按照所排好的次序給它們分配資源和時(shí)間，使得某個(gè)或某些目標(biāo)（如生產(chǎn)周期、生產(chǎn)費(fèi)用等）達(dá)到最優(yōu)。通常情況下，車(chē)間調(diào)度問(wèn)題約束的數(shù)目非常大，就使得該問(wèn)題成為一個(gè)NPhard問(wèn)題。調(diào)度的目標(biāo)是將作業(yè)合理地安排到各機(jī)床以及合理地使用其它生產(chǎn)資源，并且合理安排作業(yè)的加工次序和加工時(shí)間，使約束條件被滿(mǎn)足，同時(shí)優(yōu)化一些生產(chǎn)性能指標(biāo)。有N個(gè)不同的工件，就至少有N條不同的工藝加工路線(xiàn)，如果有足夠多的機(jī)床設(shè)備和其它生產(chǎn)資源分配給每條工藝加工路線(xiàn)，即每一道工序獨(dú)立占用一臺(tái)機(jī)床設(shè)備和相應(yīng)的生產(chǎn)資源，那么一切都會(huì)井然有序，也就不存在調(diào)度問(wèn)題。于是出現(xiàn)了工件和相應(yīng)的工序數(shù)量多余機(jī)床設(shè)備和其它生產(chǎn)資源的情況，車(chē)間調(diào)度問(wèn)題也就自然而然的出現(xiàn)了。只有在一臺(tái)機(jī)器上被加工產(chǎn)品或工件整體加工完成以后，才可以整體轉(zhuǎn)運(yùn)到下一臺(tái)機(jī)器加工。與傳統(tǒng)調(diào)度不同的是，Lot Streaming是把一個(gè)被加工的產(chǎn)品批量劃分為若干個(gè)子批量(sublot)，按子批量分別組織加工和工序間的運(yùn)輸，當(dāng)在一臺(tái)機(jī)器上一個(gè)子批量加工完成以后，而且相繼機(jī)器空閑，這個(gè)子批量無(wú)須等待其余子批量在此機(jī)器上的加工完成，就可以直接轉(zhuǎn)運(yùn)到下臺(tái)機(jī)器上進(jìn)行加工，亦即采取平行加工的方式，允許同一產(chǎn)品加工的相繼操作在時(shí)間上部分重疊。Lot Streaming問(wèn)題屬于NP難問(wèn)題。，減少相關(guān)的庫(kù)存費(fèi)用。4 主要體現(xiàn)在:當(dāng)交貨期相同的情況下，加工相同的工件，采用Lot Streaming調(diào)度方法比傳統(tǒng)調(diào)度方法所需要的機(jī)器加工能力要小。 本文研究的主要內(nèi)容第一章 緒論 闡述了選題背景與研究意義；闡述了車(chē)間調(diào)度的基本概念；簡(jiǎn)單介紹了變批量調(diào)度，并與傳統(tǒng)調(diào)度進(jìn)行了比較。第三章 車(chē)間作業(yè)變批量調(diào)度算法研究 對(duì)批次準(zhǔn)備時(shí)間與工件加工時(shí)間進(jìn)行了區(qū)分；對(duì)變批量調(diào)度的分批策略進(jìn)行了研究；對(duì)仿真方法的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行了分析介紹。第五章 總結(jié)與展望 總結(jié)了本文完成的各項(xiàng)工作，并提出了未來(lái)研究過(guò)程中需要改進(jìn)與學(xué)習(xí)的地方。一致子批量( consistent):如果一個(gè)產(chǎn)品的一個(gè)子批量的大小在各加工工序保持不變，則稱(chēng)為一致子批量，即一個(gè)子批量的大小在所有加工機(jī)器上都是相同的。不允許混排:一旦一個(gè)產(chǎn)品的一個(gè)子批量在機(jī)器上進(jìn)行加工，這個(gè)產(chǎn)品的所有子批量要連續(xù)加工，不允許分散加工，直到這個(gè)產(chǎn)品的所有子批量都加工完，才能加工其它產(chǎn)品的子批量。 變批量調(diào)度問(wèn)題的提出單批量的變批量調(diào)度問(wèn)題有Resiter（1966）首次定義，即一個(gè)生產(chǎn)批量包含Q個(gè)相同的單元，需在m臺(tái)機(jī)器上依次生產(chǎn)，每一單元在機(jī)器i上的加工時(shí)間為pi，在相繼機(jī)器i、i+1間存在n次轉(zhuǎn)運(yùn)，因此Q個(gè)單元在機(jī)器i上分成n個(gè)子批量來(lái)生產(chǎn)，每完成一個(gè)子批量即轉(zhuǎn)運(yùn)至機(jī)器i+1，令Lij表示機(jī)器i上第j個(gè)子批量中的單元數(shù)，則，對(duì)同一j，若Lij=L1j，i=2,3，…，m，稱(chēng)一致子批量（用C表示），否則稱(chēng)可變子批量（用V表示）。 變批量調(diào)度問(wèn)題的描述及其分類(lèi) 變批量調(diào)度問(wèn)題的描述Jobshop的變批量調(diào)度可描述如下：m臺(tái)設(shè)備，k種零件，每種零件的需求數(shù)量包含多個(gè)，零件的交貨期確定，每種零件包含s道工序，能加工某一工序的機(jī)床有多臺(tái)，工序的加工時(shí)間隨機(jī)床的不同而變化。在經(jīng)典作業(yè)調(diào)度問(wèn)題研究中，由于沒(méi)有過(guò)多的考慮批量因素，因此很多關(guān)于輔助時(shí)間的限制條件可以進(jìn)行忽略，然而在變批量調(diào)度中引入批次的影響后這些限制條件需要重新考慮。這些加工以外的時(shí)間我們可以統(tǒng)稱(chēng)為生產(chǎn)輔助時(shí)間。對(duì)于第一類(lèi)與單個(gè)工件相關(guān)的輔助時(shí)間，我們可以將其歸入到加工時(shí)間進(jìn)行考慮；對(duì)于第二類(lèi)與批次相關(guān)的批次輔助時(shí)間，由于批次數(shù)量增多導(dǎo)致批次輔助時(shí)間增大，這時(shí)需要單獨(dú)考慮其影響。按照被加工產(chǎn)品的數(shù)量（種類(lèi)），可以分為：?jiǎn)我划a(chǎn)品和多產(chǎn)品變批量調(diào)度問(wèn)；按照加工流程的不同，可以分為：流水車(chē)間、單件車(chē)間、開(kāi)放車(chē)間變批量調(diào)度問(wèn)題；按照機(jī)器數(shù)量的不同可以分為：?jiǎn)闻_(tái)處理機(jī)和多臺(tái)并行處理機(jī)變批量調(diào)度問(wèn)題；按照工藝約束的不同可以分為：有一般的和無(wú)等待變批量調(diào)度問(wèn)題研究；按照目