复杂车间调度问题三维析取图建模系列预告

  目前大多数车间调度问题都是一些实际问题的简化，学术界更加流行的做法是对标准调度问题采用各种先进的算法求解最优解或下界，但是在实际环境中，这些简化极有可能导致最优解是不可行解（无法满足开工条件），因此实际调度车间中，调度问题往往是非常复杂的。

  生产调度问题建模方法主要包括数学模型、Petri net、析取图模型和仿真模型等。由于实际生产过程调度环境的复杂性，数学模型中的假设和约束条件很难满足，Petri net模型也存在组合状态“爆炸”问题。虽然仿真模型可对制造系统进行性能、状态等方面的分析，辅助评估各种系统运行策略，但是一般针对具体实例进行分析，当问题结构、参数发生变化时，仿真模型也需要相应地修改。析取图模型是一种调度问题的通用表达方法，但目前大多研究都是针对简化后的生产问题进行析取图建模，由此出现了物理世界和计算机模型之间的鸿沟，如果模型过于简化，一些对调度有显著影响的边界条件或约束无法表达，导致调度结果无法指导生产，调度人员将放弃模型计算结果转而手动排产。因此，计算模型的简化程度也是需要仔细考量的因素，应该在不显著增加计算复杂度的前提下尽量考虑更多的车间生产约束以贴近生产实际。

  因此在我博士论文的第二章首先指出了复杂车间调度问题的特点，针对此类问题给出了相应的问题描述。经典的二维析取图模型只能表达工艺路线决定的顺序约束，无法满足时间约束（如最早开始、最晚结束）、资源约束（如机床偏好和调整）、流转方式（如平顺）、交互约束（如锁定）等其他类型约束的表达需求，为此对析取图模型进行了扩展，增加了工序相关性约束、物流周转时间、准备时间、机床偏好、资源日历，建立了赋时三维析取图模型，通过一个问题实例说明了建模的过程。

  由于内容较多，我将把整个研究内容分成多篇文章进行分享，大致内容如下：

1. 车间调度建模系列1|复杂车间调度问题特点
2. 车间调度建模系列2|复杂车间调度问题描述
3. 车间调度建模系列3|复杂车间调度问题解的表示
4. 车间调度建模系列4|扩展析取图之工序相关性
5. 车间调度建模系列5|扩展析取图之工序间物流周转时间
6. 车间调度建模系列6|扩展析取图之顺序不依赖准备时间
7. 车间调度建模系列7|扩展析取图之基于设备偏好的三维析取图模型
8. 车间调度建模系列8|扩展析取图之基于时间片段的赋时三维析取图模型
9. 车间调度建模系列9|复杂车间调度问题建模实例