29、高效调度规则在车间作业调度中的开发与分析

高效调度规则在车间作业调度中的开发与分析

1. 引言

调度在各类环境中都不可或缺，尤其是在车间作业环境里，其重要性更为凸显。与传统制造系统相比，车间作业涉及更为复杂的生产体系。车间作业本质上是在一段时间内将共享资源分配给多个作业，即“m 台机器和 n 个作业”的场景，并非所有作业都需经过所有机器，也并非所有机器都要处理所有作业。每种作业类型都有其预先设定的生产顺序，在一组依据各种作业和机器参数指定的机器上完成生产过程。车间中多种作业类型会根据需求到达，并利用车间内的可用资源并行处理。为满足客户需求，实现更好的绩效，合理调度作业，即把握好作业的数量和时间，至关重要。企业通常会依据自身更看重的目标函数，采用多组优先调度规则（PDRs）来安排作业顺序，因此分析 PDRs 的可行性和改进空间显得尤为必要。

2. 文献综述

调度在全球各行业中是日常常用的决策过程。工业环境中的诸多因素会影响生产绩效和产出，所以调度在未来仍将具有重要意义。由于各行业存在多方面差异，难以制定通用的调度规则。不过，许多工业问题可以通过车间作业调度来建模，因此选择合适的绩效指标对于优化车间作业至关重要，不同的绩效指标会导致不同程度和类型的优化。有效利用有限资源，可确保实现最大绩效；而调度不当会造成资源闲置，包括机器和作业的闲置，进而导致人力利用不足，使企业遭受重大损失，增加产品总成本。车间作业调度问题（JSSP）是典型的组合 NP 难优化问题。

针对作业处理顺序的排序，已经有了关于各种调度规则和程序的全面讨论。调度规则根据不同的绩效指标有多种分类，例如基于处理时间、基于交货日期、多种规则组合以及既不基于处理时间也不基于交货日期的规则。研究人员发现可以将所有绩效指标整合到一个规则中，因此提出了