求解车间作业调度问题的约束规划与整数规划混合方法研究.pdf

26 2010年7月中国制造业信息化第39卷第13期 求解车间作业调度问题的 约束规划与整数规划混合方法研究 陈亚绒1．_，管在林2，周宏明1，彭运芳2 (1．温州大学机电工程学院，浙江温州325035) (2．华中科技大学数字制造装备与技术国家重点实验室，湖北武汉430074) 摘要：针对考虑机器可用性和与作业排序相关的调整时间2个硬约束的现实车问作业调度问题， 提出了一种最小化加权拖期的混合求解方法。该方法以基于逻辑的BenderS分解法为集成框架， 将整数规划作为主问题解决机器分派问题，将约束规划作为子问题解决受机器可用性和顺序相 关的调整时间约束的作业排序问题。通过运用DaSh—Xp姻系统对某企业车间作业调度问题的 实际应用，验证了该方法的可行性与有效性。 关键词：车间作业调度；约束规划；整数规划；优化 中图分类号：’rPl8 文献标识码：A 文章编号：1672—1616(2010)13一∞26一05 shopscheduling)问题是指tenance)而处于不可使用状态，因此建立基于维修 车间作业调度(job 将，z个工件(任务)安排在优台机器(资源)上，满计划的调度程序对提升车间运作绩效很重要[2]。 足预定的工件加工顺序、机器产能等约束，实现给 本文针对考虑机器可用性和与工件排序相关的调 定目标准则的优化，是众所周知的NP一难问题。 整时间这2个硬约束的现实车间调度问题展开研 现有研究主要分为2类：一是关于各种调度算法的 究，提出了将约束规划(C0nStrajnt Programming， Swanm 研究，如粒子群优化(Pa而de Opti“za．CP)与整数规划(Integer tion，PSO)、禁忌有哪些信誉好的足球投注网站(1孔usearch，TS)等，致力于的求解策略，以实现最小化加权拖期目标的优化， 某种改善提升，并运用标准算例(Benchmark)测试并以某企业的实际生产数据为例，测试了算法的可 算法的效果和效率；二是考虑各种实际生产约束的 行性和有效性。 现实(列、Ⅳorld)车间作业调度模型和求解算法研 究，以实际生产数据测试算法的效果和效率。 1 约束规划与整数规划的混合方法 通常认为，生产实际中的各种约束包括：(1)调 综述 整(chang∞ver／史tup)时间；(2)机器可用性(avail— 约束规划起源于20世纪六七十年代的人工智 ability)；(3)工件转运(豫noval)时间；(4)工件动 能领域，是求解约束满足问题(CsPs)的一种有效 态、随机到达；(5)可抢占式(p碳瑚ptive)工件生产； 方法。由于对工业现实问题的建模能力很强，将 (6)不确定的工件处理时间及交货期限等。文献 CP用于生产调度问题的求解得到了广泛关注和研 [1]指出，当调整时间占工件处理时间比例较大时， 究，如国内吉林大学张居阳【3]、北京科技大学胡铁 明确地考虑调整时间，并将其集成到调度决策中， 克【4J等，但是CP一般只能获得问题的可行解。整 能够极大地减少总体的生产调整时间与成本，对现 数规划是传统求解结构性优化问题的有效方法，求 实工业或服务环境下的实际应用有非常重要的影 解算法效率很高，但是无法处理复杂的现实问题。 响。此外，目前的多数研究文献假设机器在调度过 2002年，H00ker通过系统分析指出，约束规划与整 程中是随时可用的，而现实生产环境中机器可能会 数规划的混合使用能够优势互补，具有良好的商业