11、啤酒过滤厂批量操作程序的自动合成

啤酒过滤厂批量操作程序的自动合成

在啤酒过滤厂的生产过程中，自动合成操作程序对于提高生产效率、降低成本至关重要。本文将介绍基于时间的操作程序合成方法，包括时间跟踪机制、时间基二元整数规划（BIP）模型以及在啤酒过滤厂的具体应用。

1. 基于时间的操作程序概述

在基于阶段的操作程序中，每个任务都期望在指定阶段内完成，且只有当该阶段的所有任务都完成时，该阶段才结束。然而，实际管道网络中碎片的形式、大小和长度可能显著不同，因此物料运输的停留时间也不同，导致某一点的任务可能在不同时间结束。

例如，对于三个物料转移任务（标记为 a、b 和 c），典型的基于阶段的调度如图 5.29a 所示。由于假设在该系统中只有路径 b 和 c 部分重叠，这三个任务必须在两个连续阶段中执行。由于任务 a 比任务 b 结束得晚（即 t1 < t2），在该调度中任务 c 必须在时间 t2 开始并在 t4 结束。但根据图 5.29b 的甘特图，通过在更早的时间 t1 开始任务 c，总操作时间可以缩短到 t3。

为了生成实现这种调度的操作程序，需要将时间描述纳入 BIP 模型。

2. 时间跟踪机制

构建基于时间的 BIP 模型时，仍可使用之前提到的 Petri 网络作为模板。不同之处在于，该网络中的任何转换都必须分配一个延迟，以反映与其输入位置相关的停留时间（或处理时间）。

在基于阶段的二元整数规划中，变量 xi,r,t（表示操作阶段 t 时路径 r 上碎片 i 的状态）在当前情况下被新变量 σi,r,t（表示实际时间 t 时路径 r 上碎片 i 的状态）取代。前者仅在一个阶段中等于 1，而后者只要路径 r 上的物料转移任务正