運(yùn)籌學(xué)優(yōu)超原則精選(九篇)

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第1篇：運(yùn)籌學(xué)優(yōu)超原則范文

【關(guān)鍵詞】 AHP； DEA； 灰色關(guān)聯(lián)分析； 理想解法； 農(nóng)超對(duì)接；

1 前言

決策是人們?cè)诮?jīng)濟(jì)、政治、技術(shù)和日常生活中普遍存在的一種行為，它是為了實(shí)現(xiàn)特定的目標(biāo)，根據(jù)客觀的可能性，在一定信息和經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，借助一定的工具、方法和技巧，對(duì)影響目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的各種因素進(jìn)行分析、計(jì)算和判斷選優(yōu)后，對(duì)未來(lái)行動(dòng)作出決定。一般情況下決策指的是多準(zhǔn)則決策，它包括多目標(biāo)決策和多屬性決策。解決多屬性決策一般涉及三方面內(nèi)容，各指標(biāo)的權(quán)重的確定，決策矩陣的規(guī)范化和方案的優(yōu)劣排序。

主要方法包括在確定指標(biāo)權(quán)重的過程中，本文介紹了層次分析法。層次分析法是一種結(jié)合主觀和客觀的方法，該方法要將層次內(nèi)各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行單排序和不同層次間各項(xiàng)指標(biāo)的總排序，決策者在指標(biāo)的基礎(chǔ)上，比較它們的重要程度，構(gòu)成判斷矩陣，計(jì)算出特征向量和最大特征值，并進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。當(dāng)判斷的數(shù)據(jù)很多時(shí)，決策者很難準(zhǔn)確的進(jìn)行判斷，甚至不能通過一致性檢驗(yàn)，需要進(jìn)行不斷地調(diào)整各項(xiàng)指標(biāo)重要程度的比值，這樣也影響了判斷的效果。簡(jiǎn)解數(shù)據(jù)包絡(luò)法因此便提出改進(jìn)權(quán)重測(cè)定層次分析法的方案，它克服了在屬性間比較過程中難以判斷的問題，節(jié)省計(jì)算量，不需要進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。通過AHP和改進(jìn)權(quán)重確定方案的AHP比較，也證實(shí)了改進(jìn)權(quán)重確定方案的可行性。

利用層次分析法可以對(duì)具有多屬性的決策目標(biāo)進(jìn)行排序，然而層次分析法主觀性很強(qiáng)，為了解決層次分析法是過于主觀的問題，本文對(duì)層次分析法與其他方法進(jìn)行結(jié)合，達(dá)到既能滿足決策者的主觀偏好，又能得到客觀的評(píng)價(jià)目標(biāo)。

對(duì)于多屬性決策問題，在進(jìn)行綜合排序之前，必須消除屬性的量綱，屬性類型和數(shù)量級(jí)對(duì)決策的影響，利用一定的方法把量綱與不同性質(zhì)的屬性值轉(zhuǎn)化為綜合處理的“量化值”，通常把屬性值變換到[0，1]范圍內(nèi)。本文通過數(shù)據(jù)包絡(luò)法，經(jīng)過搜集各指標(biāo)下的輸入輸出數(shù)據(jù)，得出每個(gè)方案在指標(biāo)下的效率值，得出決策矩陣。

隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展，農(nóng)超對(duì)接模式也在不斷發(fā)展，本文以農(nóng)超對(duì)接模式為案例進(jìn)行研究，希望通過有效的績(jī)效評(píng)價(jià)體系的建立，對(duì)應(yīng)用農(nóng)超對(duì)接模式企業(yè)的運(yùn)營(yíng)能力進(jìn)行評(píng)價(jià)，能夠?yàn)槠髽I(yè)提出更好的改善措施和建議。

2 AHP評(píng)價(jià)方法

層次分析法（analytic hierarchy process， AHP法）是美國(guó)運(yùn)籌學(xué)家沙旦（T. L. saaty）于20世紀(jì)70年代提出，是多目標(biāo)決策分分析方法，定性與定量分析相結(jié)合的方法，該方法中，評(píng)價(jià)者首先將復(fù)雜的問題分成若干要素，然后將這些要素按照支配的關(guān)系形成層次結(jié)構(gòu)模型，然后通過對(duì)比確定層次中各要素的相對(duì)權(quán)重，最后結(jié)合權(quán)重計(jì)算各要素的綜合評(píng)價(jià)值，并根據(jù)綜合評(píng)價(jià)進(jìn)行決策判斷。AHP法體現(xiàn)了人們?cè)跊Q策判斷的過程中進(jìn)行分解判斷和綜合的特點(diǎn)，由于層次分析法能夠統(tǒng)一解決定性與定量結(jié)合得問題，因此具有系統(tǒng)性、簡(jiǎn)潔性和實(shí)用性的優(yōu)點(diǎn)，尤其是將決策者的經(jīng)驗(yàn)判斷予以量化，對(duì)于目標(biāo)結(jié)構(gòu)特別復(fù)雜而且缺乏必要數(shù)據(jù)的情況下更為實(shí)用，近年來(lái)在我國(guó)的實(shí)際應(yīng)用得到了迅速的發(fā)展。

2.1AHP法基本原理和步驟

2.1.1AHP法原理

面對(duì)比較復(fù)雜的決策問題，首先要對(duì)所涉及的問題進(jìn)行分類，然后構(gòu)建出各種要素相互關(guān)聯(lián)的層次結(jié)構(gòu)模型。因素可分為三類，包括目標(biāo)類、準(zhǔn)則類和措施類。在遞階層次結(jié)構(gòu)模型中總體可分為三層，最高層作為目標(biāo)層唯一要素，表示評(píng)價(jià)的目標(biāo)和理想結(jié)果；中間層為準(zhǔn)則層，包括二級(jí)準(zhǔn)則層和三、四級(jí)子準(zhǔn)則層，層次要素用來(lái)衡量目標(biāo)能否實(shí)現(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)；最低層也稱方案層或者措施層，表示實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的方案、方法和手段等。要構(gòu)造好各類問題的層次模型結(jié)構(gòu)圖，是一件非常細(xì)致的分析工作，要有一定的判斷和分析的經(jīng)驗(yàn)，確定好各層要素的相對(duì)權(quán)重，才能夠得出措施層中各類方案的相對(duì)權(quán)重，據(jù)此判斷出各方案的優(yōu)劣次序，供決策者進(jìn)行更好的選擇。

有矩陣?yán)碚摽梢钥闯?，n為特征值，W為特征向量。當(dāng)W為不可知時(shí)，可以根據(jù)決策者的主觀判斷，得到兩兩物體間的比值，進(jìn)而得到各物體間的相對(duì)權(quán)重。然而決策者采用兩兩比較時(shí)，往往不可能做到判斷的完全一致性，存在一定程度的比較誤差，這必然會(huì)導(dǎo)致特征值和特征向量的誤差。

2.1.2 構(gòu)建判斷矩陣

當(dāng)層次結(jié)構(gòu)模型建立以后，層次之間的隸屬和支配關(guān)系已經(jīng)確定，為了判斷出層次中因素的重要性，就需要進(jìn)行彼此之間的相互比較，并引入判斷的標(biāo)尺并予以量化，構(gòu)造出判斷矩陣。根據(jù)心理學(xué)家研究得出了結(jié)論：人們區(qū)分信息等級(jí)的極限能力為7。為了使各因素進(jìn)行兩兩比較時(shí)得到量化的判斷矩陣，將按照1～9比例標(biāo)度進(jìn)行賦值。用近似計(jì)算法判斷出矩陣的最大特征值與特征向量。

2.1.3 計(jì)算方法

通過決策者比較得出判斷矩陣后，應(yīng)相繼求出矩陣的最大特征值和特征向量，一般的講，在層次分析法中，并不需要特別強(qiáng)的精度，所以可以用近似法來(lái)進(jìn)行計(jì)算。常用的方法有方根法、和積法與冪法等方法，在這里主要介紹和積法。

2 建立加權(quán)灰色關(guān)聯(lián)理想解法

2.1 灰色關(guān)聯(lián)分析基本原理

灰色關(guān)聯(lián)分析指的是對(duì)一個(gè)系統(tǒng)發(fā)展變化態(tài)勢(shì)的定量描述和比較的方法，它通過確定參考數(shù)據(jù)列和相關(guān)比較數(shù)據(jù)列的幾何形狀相似程度來(lái)判斷之間聯(lián)系的緊密程度，它反映了曲線間的關(guān)聯(lián)程度。

1982年我國(guó)著名教授鄧聚龍發(fā)表首篇中文論文《灰色控制系統(tǒng)》標(biāo)志著灰色系統(tǒng)這一學(xué)科的誕生。1985年灰色系統(tǒng)研究會(huì)成立，標(biāo)志著灰色系統(tǒng)相關(guān)研究的飛速發(fā)展。1989年海洋出版社出版了英文版《灰色系統(tǒng)論文集》，同年，國(guó)際刊物《灰色系統(tǒng)》雜志正式創(chuàng)刊。目前，大概有200多種期刊發(fā)表灰色系統(tǒng)論文，很多國(guó)際會(huì)議把灰色系統(tǒng)列為討論專題。國(guó)際著名檢索已檢索500多我國(guó)學(xué)者的灰色系統(tǒng)論著?；疑到y(tǒng)理論應(yīng)用范圍涉及到工業(yè)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、能源、農(nóng)業(yè)、石油、地質(zhì)等眾多科學(xué)領(lǐng)域，成功解決了生活、生產(chǎn)和科學(xué)研究中大量的實(shí)際問題，并取得了較好的成果。

2.2 理想解法基本原理

1981年Hwang與Yoon提出了理想解法（Technique for Order Preference by Sinilarity to Ideal Solution， TOPSIS），它是一種有效的多屬性決策方法，根據(jù)接近理想解的程度進(jìn)行排序。該方法通過構(gòu)造決策問題的理想解和負(fù)理想解，并根據(jù)決策方案的屬性值靠近理想解和遠(yuǎn)離負(fù)理想解的兩個(gè)基準(zhǔn)作為評(píng)價(jià)依據(jù)。

其中，理想方案就是設(shè)想中最期待的方案，它的每個(gè)屬性值都達(dá)到所有備選方案中的最優(yōu)值。負(fù)理想方案便是最不期望的結(jié)果，它的每個(gè)屬性值是所有備選方案各個(gè)屬性下的最差值。通過結(jié)合比較備選方案離理性方案和負(fù)理想方案的距x，對(duì)方案進(jìn)行優(yōu)劣排序。所以最優(yōu)方案是離負(fù)理想最遠(yuǎn)離理想方案最近的方案。

但是，進(jìn)行決策判斷時(shí)，經(jīng)常會(huì)遇到一些方案，它們是離理想方案最近但離負(fù)理想方案并不是最遠(yuǎn)的。于是便融合了稱為方案的相對(duì)貼近度函數(shù)，根據(jù)方案的貼近度對(duì)備選方案進(jìn)行擇優(yōu)排序。

2.3 加權(quán)灰色關(guān)聯(lián)理想解法的建立

在傳統(tǒng)灰色關(guān)聯(lián)分析過程中，先計(jì)算出備選方案與理想方案的關(guān)聯(lián)系數(shù)，再根據(jù)算術(shù)平均法計(jì)算關(guān)聯(lián)度。但是，一般情況下各指標(biāo)的重要性程度是不同的，必須考慮到它們的權(quán)重大小。本文則根據(jù)加權(quán)關(guān)聯(lián)分析（weighted grey correlation analysis， WGCA）來(lái)確定關(guān)聯(lián)度，對(duì)傳統(tǒng)的關(guān)聯(lián)分析有所改進(jìn)。

理想解法是基于數(shù)據(jù)樣本本身，具有很大程度的客觀性，但是在多屬性決策過程中統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)往往是有限的，再加上人為因素會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)波動(dòng)較大，直接用進(jìn)行數(shù)據(jù)分析很難保證決策結(jié)果的正確性。而灰色關(guān)聯(lián)分析方法具有原理簡(jiǎn)單，運(yùn)算方便，所需數(shù)據(jù)少和易于挖掘數(shù)據(jù)規(guī)律等優(yōu)點(diǎn)，將理想解法和灰色關(guān)聯(lián)分析結(jié)合起來(lái)，在有限信息的情況下，首先進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)分析，挖掘數(shù)據(jù)內(nèi)在的規(guī)律，然后結(jié)合理性解法對(duì)方案進(jìn)行排序。

本文根據(jù)層次分析法或改進(jìn)權(quán)重方案的層次分析法對(duì)指標(biāo)因素進(jìn)行賦權(quán)，然后結(jié)合 指標(biāo)權(quán)重和灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)矩陣確定關(guān)聯(lián)度，建立加權(quán)灰色關(guān)聯(lián)理想解法?；疑P(guān)聯(lián)理想解法中，首先確定決策方案與評(píng)價(jià)指標(biāo)，利用層次分析法或改進(jìn)權(quán)重確定方案的層次分析法確定指標(biāo)的權(quán)重。然后根據(jù)數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法對(duì)方案在各指標(biāo)下進(jìn)行績(jī)效分析，產(chǎn)生效率矩陣，確定理想方案與負(fù)理想方案，再應(yīng)用灰色關(guān)聯(lián)分析法，構(gòu)造出備選方案與理想方案與負(fù)理想方案的灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)矩陣，并利用加權(quán)確定出灰色關(guān)聯(lián)度，最后算出貼近度對(duì)方案進(jìn)行擇優(yōu)排序。

3算例分析

3.1 農(nóng)超對(duì)接

農(nóng)超對(duì)接是一種對(duì)農(nóng)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)超市、合作社和生產(chǎn)基地建立無(wú)縫化銜接的流通模式，由農(nóng)戶與商家簽訂協(xié)議然后向超市直供鮮活農(nóng)產(chǎn)品的新型農(nóng)產(chǎn)品物流方式。隨著農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展，優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品需要尋求更為廣闊的市場(chǎng)，很多地方開展鮮活農(nóng)產(chǎn)品“農(nóng)超對(duì)接”試點(diǎn)，積極探索鮮活農(nóng)產(chǎn)品“農(nóng)超對(duì)接”的有效途徑和措施，此模式對(duì)農(nóng)產(chǎn)品流通費(fèi)用的降低和農(nóng)民收入的提高具有很大的作用，對(duì)建立現(xiàn)代農(nóng)產(chǎn)品物流體制與促進(jìn)城鄉(xiāng)統(tǒng)籌發(fā)展有重要的理論和實(shí)踐意義。目前“農(nóng)超對(duì)接”的主要環(huán)節(jié)是超市、專業(yè)合作社和農(nóng)戶，因此超市為合作社與農(nóng)戶的主要對(duì)接對(duì)象。

判斷農(nóng)超對(duì)接模式是否完美的完成了預(yù)定目標(biāo)，及完成的情況、取得的收益水平和付出的代價(jià)，要進(jìn)行農(nóng)超對(duì)接績(jī)效評(píng)價(jià)。隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，及時(shí)性的反饋信息顯得尤為重要，因此農(nóng)超對(duì)接模式的績(jī)效評(píng)價(jià)對(duì)農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈的發(fā)展至關(guān)重要，只要能通過有效的評(píng)價(jià)方法找出農(nóng)超模式的優(yōu)勢(shì)與不足，就能夠更合理的制定今后的戰(zhàn)略目標(biāo)和戰(zhàn)略措施。評(píng)價(jià)過程中構(gòu)建指標(biāo)體系的方法和角度有很多，本文按照農(nóng)超對(duì)接的業(yè)務(wù)流程，建立了采購(gòu)和配送指標(biāo)、倉(cāng)儲(chǔ)指標(biāo)，流通加工指標(biāo)和發(fā)展?jié)摿χ笜?biāo)四個(gè)指標(biāo)，并在各指標(biāo)中選取部分子指標(biāo)以建立農(nóng)超對(duì)接的績(jī)效評(píng)價(jià)體系。

3.2績(jī)效評(píng)價(jià)

3.2.1AHP方法的對(duì)比

在本文中介紹了層次分析法與改進(jìn)權(quán)重確定方案的層次分析法，通過確定權(quán)重系數(shù)對(duì)各個(gè)指標(biāo)進(jìn)行中要素排序。層次分析法計(jì)算比較繁瑣，檢驗(yàn)一致性的時(shí)候有時(shí)需要多次調(diào)整才能通過檢驗(yàn)，而改進(jìn)權(quán)重確定方案的層次分析法相對(duì)簡(jiǎn)單，它用0和1進(jìn)行標(biāo)度，只需弄清兩兩物體的相對(duì)重要性即可，不用進(jìn)行復(fù)雜的重要性程度判斷，不需要驗(yàn)證一致性。在此我們通過農(nóng)超對(duì)接的案例來(lái)表示結(jié)論的可行性。

3.2農(nóng)超對(duì)接績(jī)效評(píng)價(jià)

農(nóng)超對(duì)接四項(xiàng)指標(biāo)相對(duì)績(jī)效評(píng)價(jià)的相對(duì)權(quán)重得出后，需要對(duì)決策單元進(jìn)行DEA效率評(píng)價(jià)，這樣才能對(duì)各個(gè)決策單元進(jìn)行績(jī)效評(píng)價(jià)總排序。經(jīng)過對(duì)調(diào)查報(bào)告的搜集，本文對(duì)某地區(qū)8家大型連鎖超市和中型便利超市展開調(diào)查，對(duì)它們的四項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行了了解，對(duì)考察結(jié)果的輸入輸出進(jìn)行構(gòu)造，按照數(shù)據(jù)包絡(luò)法中輸入指標(biāo)越小越好，輸出指標(biāo)越大越好的原則，最終得到8家待評(píng)價(jià)超市的輸入輸出數(shù)據(jù)。

依次對(duì)8家超市的4個(gè)二層指標(biāo)下的輸入輸出數(shù)據(jù)采用DEAP軟件進(jìn)行分析，得到各決策單元相對(duì)二層指標(biāo)的效率值，構(gòu)成決策矩陣。

4 結(jié)論

在現(xiàn)實(shí)生活中，企業(yè)或者個(gè)人都會(huì)遇到各種各樣簡(jiǎn)單或復(fù)雜的問題，如何正確的處理決策問題關(guān)系到企業(yè)的發(fā)展和個(gè)人的成敗，其中最重要的是選擇正確合理的決策方法。開展決策分析理論方法的應(yīng)用研究，對(duì)指導(dǎo)復(fù)雜的決策活動(dòng)和發(fā)展科學(xué)的決策體系具有重要的意義。

在實(shí)際決策的過程中，面臨的決策問題往往比較復(fù)雜，很難完全用數(shù)學(xué)模型進(jìn)行精確刻畫，即使建立精確的數(shù)學(xué)模型，其求解和分析的過程也可能很難進(jìn)行，尤其是在統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)有限的情況下。因此灰色系統(tǒng)理論得到了很好地應(yīng)用，特別是灰色關(guān)聯(lián)分析法能夠有效的解決這種情況。傳統(tǒng)的灰色關(guān)聯(lián)分析法沒有考慮指標(biāo)的權(quán)重差異來(lái)確定關(guān)聯(lián)度，進(jìn)行分析的過程中要進(jìn)行加權(quán)處理。

決策問題往往有很多復(fù)雜性和不確定性，憑借一種方法很難有效的解決現(xiàn)實(shí)問題，因此人們會(huì)提出很多方法結(jié)合的思想，更好的解決現(xiàn)實(shí)中的問題。本文根據(jù)AHP法或者使用改進(jìn)權(quán)重確定方案的AHP法來(lái)確定多屬性決策問題中各指標(biāo)的權(quán)重，然后根據(jù)數(shù)據(jù)包絡(luò)法得到各指標(biāo)下方案的績(jī)效值，得到?jīng)Q策矩陣，解決了屬性量綱不統(tǒng)一的問題。然后提出理想解法與加權(quán)灰色關(guān)聯(lián)分析相結(jié)合的思想，建立加權(quán)灰色關(guān)聯(lián)理想解法，以關(guān)聯(lián)度替代歐氏距離，計(jì)算灰色關(guān)聯(lián)相對(duì)貼近度，根據(jù)貼近度對(duì)方案進(jìn)行優(yōu)劣排序。最后結(jié)合農(nóng)超對(duì)接模式的例子，確定該方法的可行性。

本文在指巳ㄖ胤治齬程中，利用層次分析法，體現(xiàn)了決策者偏好的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)提出改進(jìn)權(quán)重確定方案的層次分析法，當(dāng)使用1-9標(biāo)度無(wú)法通過一致性檢驗(yàn)時(shí)，為了解決難以精確判的問題，可使用0-1標(biāo)度法，不再需一致性檢驗(yàn)，不足之處是所確定的權(quán)重比較粗略，不能精確的得出指標(biāo)間相對(duì)權(quán)重的大小。在確定決策矩陣時(shí)，使用數(shù)據(jù)包絡(luò)法計(jì)算二層指標(biāo)下企業(yè)運(yùn)營(yíng)的相對(duì)效率值，避免了判斷的主觀傾向，顯示出數(shù)據(jù)包絡(luò)的客觀性和科學(xué)性。通過主觀和客觀數(shù)據(jù)的結(jié)合，既考慮到了決策者的偏好又具有客觀數(shù)據(jù)的科學(xué)性，具有主客觀分析的優(yōu)勢(shì)。一些利用灰色關(guān)聯(lián)分析對(duì)傳統(tǒng)理想解法的改進(jìn)方法中，采用算術(shù)平均法確定關(guān)聯(lián)度，忽略了指標(biāo)權(quán)重的差異，因而采用指標(biāo)權(quán)重和灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)矩陣進(jìn)行加權(quán)確定灰色關(guān)聯(lián)度，建立了加權(quán)灰色關(guān)聯(lián)理想解法，豐富和完善了在有限信息下的多屬性決策方法。

參考文獻(xiàn)

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第2篇：運(yùn)籌學(xué)優(yōu)超原則范文

論文關(guān)鍵詞：生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)，系統(tǒng)集成，生產(chǎn)不確定性

0引言

在生產(chǎn)過程中，很多企業(yè)實(shí)際加工時(shí)間占總加工時(shí)間不到15％，而有85％以上的時(shí)間用于等待、搬運(yùn)和排隊(duì)。以機(jī)械加工為例，15％的加工時(shí)間里，切削時(shí)間僅占30％，其余70％的時(shí)間用于零件裝夾及定位、及用于換刀具、測(cè)量、機(jī)床調(diào)整、消除屑末等，多數(shù)機(jī)器90％的時(shí)間處于閑置狀態(tài)[l]。因此，科學(xué)的生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)模式就是要降低企業(yè)85%不增值的部分和優(yōu)化生產(chǎn)過程，建立合理的生產(chǎn)調(diào)度模型，尋找有效的調(diào)度方法，改進(jìn)生產(chǎn)調(diào)度方案，設(shè)計(jì)適宜的計(jì)劃調(diào)度系統(tǒng)。傳統(tǒng)的手段如降低庫(kù)存、裁減雇員、精簡(jiǎn)機(jī)構(gòu)、增加加工設(shè)備等已經(jīng)達(dá)到了極限，不可能再有較多的進(jìn)展，進(jìn)一步的成本縮減可轉(zhuǎn)向企業(yè)內(nèi)外資源的合理配置和高效利用[2]。作業(yè)車間調(diào)度問題的研究于1950年展開，國(guó)內(nèi)外對(duì)于生產(chǎn)調(diào)度問題的諸多研究可以歸結(jié)為兩個(gè)方面：生產(chǎn)調(diào)度問題的建模和生產(chǎn)調(diào)度問題算法設(shè)計(jì)與分析[3]。雖然對(duì)車間調(diào)度領(lǐng)域的研究已有六十多年的歷史，但至今尚未形成一套較為完備的系統(tǒng)理論和方法，加強(qiáng)生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)理論和應(yīng)用的深入研究非常必要。

生產(chǎn)管理通常分為三個(gè)階段：生產(chǎn)計(jì)劃、生產(chǎn)調(diào)度和生產(chǎn)控制系統(tǒng)集成，其中生產(chǎn)調(diào)度是生產(chǎn)管理領(lǐng)域內(nèi)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。調(diào)度與很多其它經(jīng)營(yíng)管理活動(dòng)有關(guān)，如生產(chǎn)計(jì)劃的可行性分析、銷售部門接受訂單的提前期、生產(chǎn)線的人力調(diào)配、設(shè)備保養(yǎng)維修、物料采購(gòu)供應(yīng)計(jì)劃等。而實(shí)際生產(chǎn)過程中，車間生產(chǎn)調(diào)度過程是一個(gè)多元化管理模式，需要敏捷響應(yīng)和反饋，要求在宏觀上規(guī)劃生產(chǎn)，微觀上調(diào)控生產(chǎn)?？茖W(xué)合理的生產(chǎn)調(diào)度在滿足客戶要求和生產(chǎn)任務(wù)的前提下，依據(jù)生產(chǎn)過程獲得準(zhǔn)確信息，充分合理的利用與配置加工過程的各種制造資源、高效低耗地使用生產(chǎn)資源、合理安排加工工件的順序、均衡設(shè)備負(fù)荷和生產(chǎn)、提高設(shè)備利用率、縮短換工裝和物料準(zhǔn)備時(shí)間、降低生產(chǎn)和人工成本、優(yōu)化生產(chǎn)過程。生產(chǎn)調(diào)度圍繞企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)目標(biāo)，對(duì)企業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)進(jìn)行有效組織、指揮、控制和調(diào)節(jié)，根據(jù)生產(chǎn)目標(biāo)和約束，為每個(gè)加工對(duì)象確定具體的加工路徑、時(shí)間、機(jī)器和操作等，根據(jù)市場(chǎng)需求變化和產(chǎn)品訂貨，及時(shí)調(diào)整生產(chǎn)結(jié)構(gòu)，及時(shí)應(yīng)對(duì)和解決生產(chǎn)中的各種矛盾和問題，以保證整個(gè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)的正常進(jìn)行，保證在合適的時(shí)間，將合適數(shù)量和合格質(zhì)量的物料輸送到合適的地點(diǎn)，由已確定的人員進(jìn)行加工，最后生產(chǎn)出滿足客戶需求的產(chǎn)品。因此，及時(shí)準(zhǔn)確地生產(chǎn)調(diào)度對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)的高效運(yùn)行有著重要地影響。

1生產(chǎn)調(diào)度的分類、影響因素及優(yōu)化模型

1.1 生產(chǎn)調(diào)度的分類

在不同的制造資源、約束條件、生產(chǎn)規(guī)模、生產(chǎn)形式和管理方法下，生產(chǎn)調(diào)度問題的目標(biāo)、調(diào)度策略也不同。任何優(yōu)化模型都包含優(yōu)化目標(biāo)和約束條件，生產(chǎn)計(jì)劃優(yōu)化也不例外，但是約束計(jì)劃的因素很多，為全面地考慮優(yōu)化模型中的約束因素，需要對(duì)其進(jìn)行分類，就對(duì)象而言，有模糊調(diào)度、離散事件和連續(xù)事件調(diào)度、靜態(tài)和動(dòng)態(tài)調(diào)度等；就調(diào)度方法而言，有Gantt圖、分支定界、動(dòng)態(tài)規(guī)劃、規(guī)則調(diào)度和仿真等；就調(diào)度優(yōu)化目標(biāo)而言，有正規(guī)性能指標(biāo)和非正規(guī)性能指標(biāo)，如生產(chǎn)成本、提前/延遲(E/T)指標(biāo)等。就調(diào)度加工系統(tǒng)的復(fù)雜度而言，可分為單機(jī)、多臺(tái)并行機(jī)、流水車間調(diào)度和作業(yè)車間調(diào)度[4-7]。

1.2 生產(chǎn)調(diào)度的影響因素

現(xiàn)代企業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)多、協(xié)作關(guān)系復(fù)雜、生產(chǎn)連續(xù)性強(qiáng)、情況變化快，某一局部發(fā)生故障，或某一措施沒有按期實(shí)現(xiàn)，往往會(huì)波及整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的運(yùn)行。由于調(diào)度問題的復(fù)雜性和生產(chǎn)環(huán)境的動(dòng)態(tài)性系統(tǒng)集成，必須將資源、約束、規(guī)模和方法等因素綜合考慮來(lái)研究。在這種更新速度快、生產(chǎn)系統(tǒng)穩(wěn)定性差且復(fù)雜多變的制造環(huán)境下，企業(yè)不僅僅要求能生產(chǎn)出質(zhì)量高、性能優(yōu)良的產(chǎn)品，而且還需要快速生產(chǎn)出市場(chǎng)所需求的產(chǎn)品，更要能夠快速、準(zhǔn)確地應(yīng)對(duì)生產(chǎn)過程中頻繁發(fā)生的各種擾動(dòng)，這顯然要求整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)對(duì)生產(chǎn)過程中的控制更嚴(yán)格、更有效、更有柔性。任何產(chǎn)品生產(chǎn)的直接因素從空間上看分別來(lái)自用戶要求、企業(yè)自身生產(chǎn)狀況和供應(yīng)商的供貨狀況等方面，它們對(duì)生產(chǎn)計(jì)劃的約束通過施加到企業(yè)內(nèi)部的影響體現(xiàn)出來(lái)。

首先，用戶一般提出交貨期、數(shù)量、質(zhì)量、規(guī)格、交貨方式等要求。交貨期和數(shù)量直接約束生產(chǎn)企業(yè)計(jì)劃，質(zhì)量和規(guī)格通過設(shè)計(jì)部門轉(zhuǎn)化為加工工藝要求，工藝部門進(jìn)一步將加工工藝轉(zhuǎn)化為加工次序和加工時(shí)間。用戶需求對(duì)計(jì)劃的約束體現(xiàn)在交貨期、加工次序、加工時(shí)間、運(yùn)輸設(shè)備、運(yùn)輸次序等方面；其次，供應(yīng)商對(duì)企業(yè)計(jì)劃的約束主要是物料供貨時(shí)間（物料到達(dá)企業(yè)的時(shí)間，包括物料的出廠時(shí)間和運(yùn)輸時(shí)間等）；最后，計(jì)劃在企業(yè)內(nèi)受到人力、資金、設(shè)備、庫(kù)存、后勤保障（水、電、煤、氣等）的約束，其中設(shè)備主要包括運(yùn)輸設(shè)備、工具工裝、加工設(shè)備、場(chǎng)地等，工序負(fù)荷平衡、生產(chǎn)模式、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)績(jī)等非結(jié)構(gòu)化約束，加上變化的工作條件，需要頻繁地進(jìn)行重調(diào)度。

大多數(shù)的研究對(duì)約束問題考慮不是很周全，建模時(shí)也對(duì)真實(shí)環(huán)境進(jìn)行了大量的簡(jiǎn)化，因此，車間調(diào)度系統(tǒng)應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)中時(shí)很容易碰上“計(jì)劃趕不上變化”的困境。

1.3 生產(chǎn)調(diào)度的優(yōu)化模型

在車間生產(chǎn)調(diào)度中，生產(chǎn)計(jì)劃調(diào)度的任務(wù)是根據(jù)生產(chǎn)目標(biāo)和約束，為每一個(gè)加工對(duì)象確定具體的加工路徑、時(shí)間、制造設(shè)備資源和操作等，以保證車間制造系統(tǒng)的某一性能指標(biāo)達(dá)到最優(yōu)，具有靜態(tài)特性。生產(chǎn)調(diào)度的優(yōu)化模型如式（1）所示，

（1）

式中，為加工對(duì)象的生產(chǎn)計(jì)劃；為企業(yè)收益，為加工成本；為加工該加工對(duì)象的時(shí)間，人員，設(shè)備等生產(chǎn)條件，為企業(yè)所擁有的加工條件等內(nèi)部約束條件；為生產(chǎn)出產(chǎn)品的質(zhì)量，數(shù)量等，為用戶所提出的產(chǎn)品質(zhì)量、數(shù)量等外部約束條件。

在理論研究中，生產(chǎn)調(diào)度問題常被稱為排序問題、資源分配問題或組織優(yōu)化問題。當(dāng)然，調(diào)度不只是排序，還需要根據(jù)排序結(jié)果確定各個(gè)任務(wù)的開始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間系統(tǒng)集成，并使約束得到滿足，同時(shí)使車間制造系統(tǒng)的性能達(dá)到最優(yōu)或次優(yōu)。這些特點(diǎn)決定了生產(chǎn)調(diào)度高復(fù)雜性、動(dòng)態(tài)隨機(jī)性、突發(fā)性、多目標(biāo)性、多約束性、多資源相互協(xié)調(diào)、非線性、目標(biāo)可變性、大規(guī)模性和多極小性等特點(diǎn)，并且多數(shù)調(diào)度問題求解過程是NP(Non-deterministicPolynomial)問題，它的計(jì)算量隨問題的規(guī)模呈指數(shù)增長(zhǎng)。這導(dǎo)致生產(chǎn)調(diào)度要綜合平衡這些條件自己的矛盾與沖突。多目標(biāo)車間調(diào)度最終得到的解是一個(gè)解集，如何從解集中選出一個(gè)最優(yōu)妥協(xié)解作為實(shí)施方案，使企業(yè)制定出合適的作業(yè)生產(chǎn)計(jì)劃。生產(chǎn)調(diào)度問題作為現(xiàn)代制造系統(tǒng)的一個(gè)研究熱點(diǎn)，由于系統(tǒng)建模方法的多樣性，以及問題的側(cè)重點(diǎn)不同，調(diào)度方法和研究對(duì)象也明顯不同。

2傳統(tǒng)生產(chǎn)調(diào)度體統(tǒng)下的生產(chǎn)問題

實(shí)際的生產(chǎn)系統(tǒng)是一個(gè)動(dòng)態(tài)生產(chǎn)環(huán)境，存在著大量不確定性因素，往往會(huì)導(dǎo)致計(jì)劃、調(diào)度與控制脫節(jié)，不能有效協(xié)調(diào)和均衡的生產(chǎn)，造成企業(yè)成本增加和效益下降。傳統(tǒng)生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)作用下的車間實(shí)際生產(chǎn)加工現(xiàn)場(chǎng)，雖然每個(gè)待加工的工件都被分配到指定的加工設(shè)備，并按照開始時(shí)已經(jīng)規(guī)劃好的調(diào)度方案進(jìn)行加工。但由于實(shí)際生產(chǎn)情況復(fù)雜多變，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)工件到達(dá)時(shí)間隨機(jī)性和制造過程中隨機(jī)發(fā)生的擾動(dòng)使得實(shí)際生產(chǎn)出現(xiàn)了與原調(diào)度方案的偏離，加工現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)流程混亂，導(dǎo)致生產(chǎn)系統(tǒng)不能再按照原有的生產(chǎn)計(jì)劃正常運(yùn)行。為了保證生產(chǎn)順利進(jìn)行，這就要調(diào)整某些零件的加工順序，而改變?nèi)魏我坏拦ば虻捻樞蚨伎赡軙?huì)影響后面所有工序的加工順序，導(dǎo)致作業(yè)計(jì)劃要重排。在這些問題還沒得到解決的同時(shí)，還要求實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)周期短、制造成本低和相應(yīng)市場(chǎng)變化能力迅速等目標(biāo)，這些都要求中小型制造企業(yè)的調(diào)度系統(tǒng)具有良好的動(dòng)態(tài)性和實(shí)現(xiàn)能力。因此，現(xiàn)有的落后生產(chǎn)計(jì)劃管理模式不僅難以滿足生產(chǎn)要求，也嚴(yán)重影響著公司的成本管理，造成公司效益提高緩慢，競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)。具體體現(xiàn)如下：

2.1 當(dāng)前制造業(yè)企業(yè)生產(chǎn)調(diào)度體系弊端在生產(chǎn)中的體現(xiàn)。（1）主觀與經(jīng)驗(yàn)性。在組織生產(chǎn)時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)工藝流程、工時(shí)定額不完善等情況。生產(chǎn)計(jì)劃與調(diào)度嚴(yán)重依賴管理者的經(jīng)驗(yàn)、技巧，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)精確度低，缺乏科學(xué)的理論基礎(chǔ)和現(xiàn)代管理理論的支撐，沒有一個(gè)全面細(xì)致到位的科學(xué)調(diào)度安排。計(jì)劃的及時(shí)性、均衡性、應(yīng)變性差，造成在實(shí)際生產(chǎn)過程中，調(diào)度頻繁，生產(chǎn)效率低下等不良現(xiàn)象。（2）拖期嚴(yán)重。工序流程周轉(zhuǎn)不暢、產(chǎn)品生產(chǎn)周期不能滿足客戶訂單要求的交貨期系統(tǒng)集成，零部件的制造周期不能滿足裝配要求的交付期，并且各零件的加工狀態(tài)無(wú)法追蹤，生產(chǎn)過程的進(jìn)度不能動(dòng)態(tài)反映，嚴(yán)重影響了公司的信譽(yù)和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。（3）生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)未能與庫(kù)存管理系統(tǒng)進(jìn)行有效集成、無(wú)法查看即時(shí)的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)信息或庫(kù)存情況。生產(chǎn)發(fā)生變化時(shí)計(jì)劃調(diào)整困難，響應(yīng)速度慢，不能滿足快速響應(yīng)的要求。倉(cāng)庫(kù)擺放大量零部件和半成品，可裝配現(xiàn)場(chǎng)仍頻繁缺件，庫(kù)存的零部件不是產(chǎn)品裝配所需的零部件。（4）生產(chǎn)計(jì)劃未能充分進(jìn)行資源的平衡。一方面，部分設(shè)備能力不能滿足生產(chǎn)需求，成為加工的瓶頸，而部分設(shè)備卻有能力富余；另一方面，計(jì)劃調(diào)度人員僅僅根據(jù)所主管的型號(hào)安排計(jì)劃，沒有考慮到生產(chǎn)能力的平衡，使整個(gè)生產(chǎn)過程時(shí)緊時(shí)松，人員和機(jī)器不能達(dá)到很好的利用。

2.2 現(xiàn)行調(diào)度在企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)中的缺陷表現(xiàn)在：(1)延遲性。生產(chǎn)車間的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)變化，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)不能夠及時(shí)地反饋到調(diào)度部門，在時(shí)間上存在很大的滯后性。調(diào)度人員對(duì)數(shù)據(jù)手工分析，進(jìn)而產(chǎn)生調(diào)度指令，時(shí)間上又有了一段延遲，信息處理和反饋速度慢。由于信息滯后，生產(chǎn)調(diào)度人員難以及時(shí)、全面地掌握生產(chǎn)信息，增加了對(duì)生產(chǎn)異常情況的處理難度，嚴(yán)重制約了生產(chǎn)正常進(jìn)行。對(duì)車間缺乏有效的生產(chǎn)監(jiān)控機(jī)制（包括生產(chǎn)計(jì)劃監(jiān)控、零件進(jìn)度監(jiān)控與產(chǎn)品或訂單進(jìn)度監(jiān)控等），很難對(duì)生產(chǎn)進(jìn)度實(shí)現(xiàn)有效管控，超差品常常得不到及時(shí)補(bǔ)救與處理。目前，調(diào)度管理基本上是采用反饋控制，該法是根據(jù)實(shí)際執(zhí)行結(jié)果的反饋信息來(lái)調(diào)節(jié)和控制生產(chǎn)系統(tǒng)行為，具有時(shí)滯性，缺乏靈活性和適應(yīng)性。(2)不準(zhǔn)確性。在調(diào)度管理工作中，從數(shù)據(jù)的匯總、傳遞、分析到指令的下達(dá)等工作，基本采用手工處理，且難以達(dá)到優(yōu)化的目的。由于人工采集的信息數(shù)據(jù)具有不可靠性和不完整性，一方面容易造成決策者錯(cuò)誤決策，另一方面不能向客戶反映生產(chǎn)進(jìn)度情況系統(tǒng)集成，降低了生產(chǎn)的透明度。(3)調(diào)度低效率。由于系統(tǒng)本身的復(fù)雜和非線性行為、隨時(shí)間變化的行為、信息集成的因素等原因，造成了車間信息客觀上的不確定和復(fù)雜性，輕重緩急得不到合理安排，優(yōu)先級(jí)的零件得不到及時(shí)安排，關(guān)鍵、瓶頸設(shè)備得不到合理使用，造成資源浪費(fèi)；難加工、周期長(zhǎng)的零件不能按期完成，拖延產(chǎn)品齊套時(shí)間，影響交期。生產(chǎn)過程的脫期任務(wù)變?yōu)榫o急任務(wù)，導(dǎo)致計(jì)劃頻頻變更、生產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)作效率低下。不能用數(shù)字說(shuō)話，達(dá)不到科學(xué)管理的要求。沒有考慮到人力資源的重要性，沒有引入人工激勵(lì)機(jī)制，沒有將人工的心理因素引入到生產(chǎn)調(diào)度，從而在一定程度上導(dǎo)致了企業(yè)的效率不高。（4）缺乏全局性和科學(xué)性。由于調(diào)度人員的智力、經(jīng)驗(yàn)和處理能力的限制導(dǎo)致調(diào)度缺乏全局性和科學(xué)有效性，造成生產(chǎn)計(jì)劃和生產(chǎn)安排及生產(chǎn)工序之間不協(xié)調(diào)、物流不暢，生產(chǎn)缺料和車間在制品大的情況同時(shí)存在。

2.3 生產(chǎn)計(jì)劃和調(diào)度系統(tǒng)信息不完備。（1）信息的缺乏。信息的不統(tǒng)一、不完整、不及時(shí)等諸多問題已經(jīng)影響到企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)，造成整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)處于應(yīng)急的狀態(tài)，原材料不能按時(shí)到位，延長(zhǎng)了交貨期，有時(shí)貨物不能按時(shí)送達(dá)；生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的管理混亂，原材料和半成品堆放隨意，影響生產(chǎn)車間的對(duì)外形象。(2)信息的復(fù)雜性。這主要取決于人們處理大量信息的能力，如分類、簡(jiǎn)約等來(lái)獲取有用的信息。（3）生產(chǎn)調(diào)度軟件的問題。由于目前的智能調(diào)度系統(tǒng)并不能真實(shí)反映實(shí)際生產(chǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)的不確定性，而現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中的不可預(yù)測(cè)擾動(dòng)經(jīng)常導(dǎo)致智能算法的最優(yōu)解決方案并不能很好執(zhí)行。如果按照這些算法進(jìn)行生產(chǎn)計(jì)劃的安排，會(huì)造成正反饋的累積效應(yīng)，使得計(jì)劃越來(lái)越脫離實(shí)際。

2.4 生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)中的失控。實(shí)際生產(chǎn)過程中，會(huì)遇到各種各樣的情況，有局部的，也有整體的；有內(nèi)部的，也有外部的；有工藝方面的，也有設(shè)備方面的；有主觀因素，也有客觀因素。這些問題一旦出現(xiàn)，小則造成生產(chǎn)被動(dòng)，大則造成生產(chǎn)過程中斷，計(jì)劃難于完成。我國(guó)工業(yè)雖已形成較為完整的生產(chǎn)體系，但技術(shù)裝備和管理水平仍然比較落后，尤為突出的是由于缺乏生產(chǎn)計(jì)劃造成宏觀生產(chǎn)失控，以及調(diào)度系統(tǒng)不完善導(dǎo)致實(shí)時(shí)監(jiān)控紊亂等方面的問題。

2.5 綜合管理能力弱。管理基礎(chǔ)薄弱系統(tǒng)集成，生產(chǎn)管理基礎(chǔ)數(shù)據(jù)相對(duì)較少，缺乏科學(xué)的管理方法和工具是大多數(shù)制造企業(yè)亟待解決的問題。目前大多數(shù)制造企業(yè)仍然采用制度化管理，這種層次過多、劃分過細(xì)的組織結(jié)構(gòu)造成信息的上傳下達(dá)緩慢。部門間分割管理，造成調(diào)度計(jì)劃協(xié)調(diào)困難甚至相互矛盾，難以實(shí)現(xiàn)企業(yè)的全局最優(yōu)。不符合現(xiàn)在靈活、快速、多變的生產(chǎn)制造特點(diǎn)，難以快速響應(yīng)市場(chǎng)變化。同時(shí)各管理層各自編制的計(jì)劃之間經(jīng)常存在矛盾沖突，當(dāng)產(chǎn)品到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)時(shí)才進(jìn)行解決，經(jīng)常產(chǎn)生連鎖不良反應(yīng)。

2.6 部門間缺乏有效溝通。多個(gè)生產(chǎn)計(jì)劃之間缺乏協(xié)商，在實(shí)施過程中經(jīng)?；ハ鄾_突。各型號(hào)產(chǎn)品在定計(jì)劃時(shí)，相關(guān)資源處于空閑狀態(tài)，表面上看，產(chǎn)品交貨節(jié)點(diǎn)可以保證，但是，由于各型號(hào)產(chǎn)品是同一時(shí)間內(nèi)引用了相同的生產(chǎn)資源，在實(shí)際生產(chǎn)中，各產(chǎn)品會(huì)相互沖突，互相占用資源，生產(chǎn)節(jié)點(diǎn)無(wú)法保證。傳統(tǒng)生產(chǎn)過程中，在工藝設(shè)計(jì)階段人們關(guān)心的是加工方法的選擇，加工順序的確定，以及以手冊(cè)和經(jīng)驗(yàn)為依據(jù)的工藝參數(shù)的確定等純技術(shù)設(shè)計(jì)，而不關(guān)心生產(chǎn)計(jì)劃調(diào)度的內(nèi)容和生產(chǎn)車間的實(shí)際狀態(tài)。同理，在生產(chǎn)計(jì)劃和調(diào)度過程中，人們把注意力放在生產(chǎn)進(jìn)度和資源分配，而不考慮工藝過程和工序設(shè)計(jì)的細(xì)節(jié)問題。以卡萊橡膠制品有限公司為例，由于生產(chǎn)車間環(huán)境的變化，大約有30%的工藝加工計(jì)劃在實(shí)施時(shí)需更改，這些更改往往只由調(diào)度人員進(jìn)行，沒有專業(yè)工藝人員參加，勢(shì)必造成加工質(zhì)量與加工效率的下降。在實(shí)際的生產(chǎn)過程中，過長(zhǎng)的計(jì)劃凍結(jié)期也會(huì)帶來(lái)較大的負(fù)面影響：設(shè)備故障、人為操作失誤、物料供應(yīng)短缺、工藝流程過長(zhǎng)等因素使得部分半成品被迫離線，而過長(zhǎng)的計(jì)劃凍結(jié)期會(huì)造成生產(chǎn)線旁半成品的大量累積，導(dǎo)致整個(gè)計(jì)劃不能按時(shí)完成，延誤了其它產(chǎn)品的生產(chǎn)。半成品的大量離線積壓系統(tǒng)集成，會(huì)造成轉(zhuǎn)運(yùn)過程中不必要的質(zhì)量損失和成本損失，也會(huì)造成部分產(chǎn)能的空閑累積。另外，在生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃和實(shí)際作業(yè)之間存在偏差，還有需求變化、預(yù)測(cè)不準(zhǔn)、庫(kù)存控制指標(biāo)不合理、外協(xié)計(jì)劃未落實(shí)、生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃銜接失誤、設(shè)備維修計(jì)劃失誤等。

2.7 企業(yè)中存在信息化孤島。企業(yè)在調(diào)度管理時(shí)，自動(dòng)化設(shè)備的加工信息不能與電腦建立關(guān)聯(lián)。由于缺乏準(zhǔn)確、及時(shí)的企業(yè)數(shù)據(jù)和狀況分析，導(dǎo)致調(diào)度管理失職。在傳統(tǒng)生產(chǎn)中，降低產(chǎn)品成本主要通過批量?jī)?yōu)勢(shì)來(lái)實(shí)現(xiàn)，但隨著用戶對(duì)產(chǎn)品需求的快速變化，不是按照產(chǎn)能生產(chǎn)、而是按照客戶需求生產(chǎn)，用戶要求制造企業(yè)提供質(zhì)量高、成本低、交貨準(zhǔn)時(shí)和多樣化的產(chǎn)品。因而自動(dòng)化孤島模式已經(jīng)不再適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)要求。目前制造業(yè)，特別是機(jī)械工業(yè)中生產(chǎn)調(diào)度和過程優(yōu)化控制相互脫節(jié)，在過程控制和管理信息系統(tǒng)之間存在著“信息鴻溝”，割裂了流程企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理與生產(chǎn)控制。顯而易見，關(guān)鍵是如何選擇實(shí)時(shí)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)，使企業(yè)中大大小小的“自動(dòng)化孤島”、“信息化孤島”的信息能夠流暢地進(jìn)入數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。生產(chǎn)調(diào)度方式已經(jīng)不滿足現(xiàn)代生產(chǎn)的需求，現(xiàn)行生產(chǎn)調(diào)度的優(yōu)劣評(píng)估目前沒有一個(gè)明確的評(píng)價(jià)系統(tǒng)。

3系統(tǒng)集成視角下的生產(chǎn)調(diào)度方法及其改進(jìn)

生產(chǎn)調(diào)度問題同時(shí)也受到工廠管理方法的影響，在不同的管理方法下，調(diào)度問題的優(yōu)化目標(biāo)、優(yōu)化策略及其優(yōu)化數(shù)學(xué)模型均不同，幾乎每一個(gè)生產(chǎn)環(huán)境都是唯一的，很難用一個(gè)生產(chǎn)環(huán)境的調(diào)度方案，去解決另一個(gè)生產(chǎn)環(huán)境的生產(chǎn)調(diào)度。一旦求解的問題改變，相應(yīng)的問題建模方法和調(diào)度軟件就要改變，而原先的算法也不再適用，必須重新?lián)Q用新的方法建立數(shù)學(xué)模型和求解優(yōu)化，即缺乏較為通用的建模方法和優(yōu)化算法。由此可以看出，系統(tǒng)的“適應(yīng)性”和“實(shí)用性”是目前企業(yè)計(jì)劃調(diào)度系統(tǒng)的瓶頸所在。與此同時(shí)，由于各種隨機(jī)因素，如機(jī)器故障、操作工人的熟練程度、環(huán)境參數(shù)等影響，只能得到加工時(shí)間的一個(gè)大概數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)的可能變化范圍，很少能獲得精確的加工時(shí)間。因此，將加工時(shí)間按模糊數(shù)處理更加符合生產(chǎn)實(shí)際，更能保證調(diào)度的可行性。

國(guó)內(nèi)外企業(yè)界己把注意力轉(zhuǎn)移到節(jié)能降耗、少投入多產(chǎn)出的高效生產(chǎn)模式上。即集直接數(shù)字控制、監(jiān)控優(yōu)化、生產(chǎn)調(diào)度、經(jīng)營(yíng)決策等功能于一體的綜合自動(dòng)化模式(CIPS)。其核心問題是充分發(fā)揮信息在生產(chǎn)指揮調(diào)度中的輔助決策作用，有利于從更大范圍更高層次上優(yōu)化資源的配置，從而提高企業(yè)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。由于生產(chǎn)環(huán)境的動(dòng)態(tài)性系統(tǒng)集成，生產(chǎn)領(lǐng)域知識(shí)的多樣性，調(diào)度問題的復(fù)雜性，必須將人、數(shù)學(xué)方法和信息技術(shù)結(jié)合起來(lái)進(jìn)行生產(chǎn)領(lǐng)域管理調(diào)度問題的研究。近20年來(lái)，國(guó)際生產(chǎn)工程學(xué)會(huì)(CIRP)曾總結(jié)了40種先進(jìn)的制造模式，無(wú)論哪一種制造模式都是以優(yōu)化的生產(chǎn)調(diào)度為基礎(chǔ)的[8]。盡管調(diào)度方法逐漸走向復(fù)雜化和多元化，但是它們基本上可以歸結(jié)為4種類型：基于運(yùn)籌學(xué)的方法、啟發(fā)式調(diào)度方法、基于仿真的方法和基于人工智能的方法。規(guī)則調(diào)度法是根據(jù)人們?cè)谏a(chǎn)實(shí)踐中所總結(jié)、提煉出的很多行之有效的經(jīng)驗(yàn)和規(guī)則(通常稱其為調(diào)度規(guī)則)來(lái)決定下一步操作的調(diào)度方法。Panwalker等人總結(jié)了113個(gè)啟發(fā)式調(diào)度規(guī)則，將其分為簡(jiǎn)單規(guī)則、復(fù)合規(guī)則、啟發(fā)式規(guī)則，并對(duì)各規(guī)則的適應(yīng)情況做了總結(jié)[9]。隨著分布式人工智能的發(fā)展，特別是多Agent技術(shù)在生產(chǎn)調(diào)度領(lǐng)域的應(yīng)用，促使基于多Agent技術(shù)的生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)研究成為了生產(chǎn)調(diào)度領(lǐng)域中的一個(gè)重要的研究方向。目前有關(guān)車間調(diào)度問題的較高效算法的研究與設(shè)計(jì)仍是整個(gè)生產(chǎn)調(diào)度領(lǐng)域的重要研究?jī)?nèi)容。迄今雖然有些新算法產(chǎn)生，但其性能還有待進(jìn)一步研究和驗(yàn)證?，F(xiàn)有的研究生產(chǎn)調(diào)度的方法主要有OPT(優(yōu)化生產(chǎn)技術(shù))；PFS(過程流調(diào)度)；SCM(供應(yīng)鏈管理)等。由于調(diào)度問題涉及面廣、因素復(fù)雜，單純的運(yùn)籌學(xué)方法、隨機(jī)優(yōu)化方法，離散事件仿真和人工智能方法等，尚不能對(duì)調(diào)度問題進(jìn)行全面而有效的求解。實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中，企業(yè)生產(chǎn)調(diào)度問題不只是針對(duì)某幾臺(tái)設(shè)備，而是生產(chǎn)全過程，需要構(gòu)建起覆蓋整個(gè)企業(yè)生產(chǎn)過程的、簡(jiǎn)單有效的全流程級(jí)動(dòng)態(tài)調(diào)度模型。在過去幾十年中，通常和其他的方法結(jié)合使用，人們將許多算法應(yīng)用于調(diào)度領(lǐng)域，但是人們使用各種調(diào)度算法需要特定的應(yīng)用環(huán)境，判斷何種算法適合何種環(huán)境是一個(gè)很有現(xiàn)實(shí)意義的問題。

在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)環(huán)境中，生產(chǎn)任務(wù)的種類、批量、加工設(shè)備、工裝狀況和任務(wù)進(jìn)度等因素千變?nèi)f化，針對(duì)不同的加工環(huán)境，車間調(diào)度系統(tǒng)應(yīng)能快速地選擇或組合相應(yīng)的調(diào)度模型和算法。實(shí)際上在計(jì)劃與調(diào)度過程中，影響系統(tǒng)決策的不確定性因素廣泛存在。在確定性假設(shè)下得到的最優(yōu)計(jì)劃和調(diào)度在實(shí)際生產(chǎn)過程中由于不確定因素的影響往往變?yōu)榇蝺?yōu)，甚至不可行，但不確定條件下的計(jì)劃與調(diào)度優(yōu)化仍然沒有得到充分的解決和實(shí)際應(yīng)用。車間生產(chǎn)調(diào)度問題的復(fù)雜性和現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)對(duì)優(yōu)化調(diào)度的應(yīng)用需求，促使從事現(xiàn)代制造研究人員提出很多解決方法，從而推動(dòng)車間生產(chǎn)調(diào)度理論與實(shí)踐的發(fā)展。實(shí)際生產(chǎn)中，各種工藝約束，資源約束，生產(chǎn)能力約束等平行存在，這就需要對(duì)生產(chǎn)作業(yè)進(jìn)行合理的調(diào)度安排。而一個(gè)好的調(diào)度安排需要一個(gè)好的優(yōu)化調(diào)度算法。以往車間調(diào)度系統(tǒng)只能適應(yīng)某個(gè)具體車間環(huán)境且只能得到時(shí)間最短、設(shè)備負(fù)荷平衡一般的調(diào)度方案，這將嚴(yán)重影響企業(yè)的發(fā)展。生產(chǎn)計(jì)劃與調(diào)度面臨的難題包括不確定性的描述與求解、計(jì)算復(fù)雜性、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集、調(diào)度模型及其解算方法等。從已有的研究看系統(tǒng)集成，最優(yōu)化方法雖然可以得到“最優(yōu)解”，但單獨(dú)應(yīng)用優(yōu)化模型無(wú)法考慮各種影響因素，難以反映制造的本質(zhì)特征和動(dòng)態(tài)運(yùn)行過程，影響了模型及解的可信性、有效性，而仿真方法、啟發(fā)式規(guī)則、人工智能以及遺傳算法等具有計(jì)算效率高、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在生產(chǎn)計(jì)劃與調(diào)度研究中得到重視。因此，難有一個(gè)包羅萬(wàn)象的、普遍適用的調(diào)度策略、調(diào)度模型和算法。

綜上所述，雖然對(duì)車間調(diào)度領(lǐng)域的研究已有六十多年的歷史，但是至今仍未形成一套完備的系統(tǒng)理論和方法。主要存在的問題如下：

（1）將算法進(jìn)一步的實(shí)用化。現(xiàn)在許多的研究只注重算法本身，而將算法廣泛地運(yùn)用到實(shí)際中真正解決實(shí)際問題，且能給企業(yè)帶來(lái)巨大效益的應(yīng)用成果卻少之又少，因此如何綜合應(yīng)用現(xiàn)有優(yōu)化算法，真正的提高車間調(diào)度的信息化水平有待于進(jìn)一步的研究。由于實(shí)際調(diào)度問題的高度復(fù)雜性和現(xiàn)有計(jì)算條件的局限性決定了不可能把實(shí)際調(diào)度中所有影響因素都納入考慮之中，NFL（No Free Lunch theorem）定理表明不存在萬(wàn)能的適用于任何問題的優(yōu)化算法，因此探索各算法的適用范圍也是一件重要的研究工作。建立系統(tǒng)的算法框架有利于該領(lǐng)域的發(fā)展，并揚(yáng)長(zhǎng)避短發(fā)展混合型算法，從而提高算法的性能。

（2）進(jìn)一步確保解的次優(yōu)性?？偟膩?lái)說(shuō)，生產(chǎn)調(diào)度問題的研究方法主要有精確算法和近似算法。前者只能解決小規(guī)模的車間調(diào)度問題，雖然已有不少的改進(jìn)，但是距離實(shí)用還有一段較大的距離。近似算法由于能在合理的時(shí)間產(chǎn)生比較滿意的解，而被廣泛應(yīng)用于實(shí)際調(diào)度中，但是往往對(duì)解的次優(yōu)性不能評(píng)估，所以解的次優(yōu)性的保障及定量評(píng)估問題也是下一步要解決的問題。

（3）探索新的調(diào)度算法。針對(duì)于現(xiàn)有生產(chǎn)調(diào)度算法所存在的局限性，應(yīng)與生物工程及應(yīng)用數(shù)學(xué)等交叉學(xué)科相結(jié)合，探索新的實(shí)用算法。系統(tǒng)、全面、合理的生產(chǎn)調(diào)度方法，己經(jīng)成為先進(jìn)制造技術(shù)實(shí)踐的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。

4不確定條件下的生產(chǎn)調(diào)度策略及評(píng)價(jià)指標(biāo)

4.1 不確定條件下的生產(chǎn)調(diào)度策略

針對(duì)不確定條件下的生產(chǎn)調(diào)度策略問題，近年來(lái)出現(xiàn)了一些新方法用來(lái)解決NP難題，目前已經(jīng)形成了以下策略。

（1）并行或分布策略。為適合不同車間控制結(jié)構(gòu)與高度復(fù)雜問題的需要，不少學(xué)者利用并行或分布策略來(lái)解決車間調(diào)度問題。如用多智能體結(jié)構(gòu)的分布式?jīng)Q策方法對(duì)柔性加工系統(tǒng)(FMS)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)度。

（2）分解與成組策略。利用分解生產(chǎn)計(jì)劃或成組技術(shù)的調(diào)度策略，可以大大降低問題的計(jì)算復(fù)雜性和規(guī)模，求得調(diào)度問題的較優(yōu)解，同時(shí)優(yōu)化系統(tǒng)的一些性能指標(biāo)。

（3）人機(jī)交互策略。大量的研究成果表明：人機(jī)協(xié)同交互的策略可以減少系統(tǒng)的搜索空間，可在有限時(shí)間、背景知識(shí)條件下解決困難的問題。交互反應(yīng)式調(diào)度的主要優(yōu)點(diǎn)是：在交互反應(yīng)排產(chǎn)之前，通過智能算法(如GA、PSO和ANN等)得到最優(yōu)調(diào)度計(jì)劃；一旦最優(yōu)排產(chǎn)計(jì)劃出現(xiàn)紊亂和擾動(dòng)時(shí)，可通過交互反應(yīng)系統(tǒng)集成，進(jìn)行快速修復(fù)，使得調(diào)度方案能夠快速適應(yīng)變化。采用基于多智能體系統(tǒng)(MAS)的混合方法是解決模型的準(zhǔn)確性、實(shí)用性和求解可行性的有效途徑。

（4）動(dòng)態(tài)重調(diào)度策略。預(yù)測(cè)控制是上世紀(jì)70 年代后期產(chǎn)生的一類新型的計(jì)算機(jī)控制算法，其基礎(chǔ)是3 個(gè)基本原理：預(yù)測(cè)模型、滾動(dòng)優(yōu)化和反饋校正。其與其他傳統(tǒng)最優(yōu)控制的根本區(qū)別在于，在預(yù)測(cè)控制中優(yōu)化不是一次離線進(jìn)行，而是反復(fù)在線進(jìn)行。不是用一個(gè)對(duì)全局相同的優(yōu)化性能指標(biāo)，而是在每一時(shí)刻有一個(gè)相對(duì)于該時(shí)刻的優(yōu)化性能指標(biāo)。它放棄了全局最優(yōu)的概念，通過在向優(yōu)化每個(gè)滾動(dòng)區(qū)間，使系統(tǒng)在此區(qū)間內(nèi)達(dá)到最優(yōu)，通過滾動(dòng)而得到較為滿意的控制結(jié)果。這使預(yù)測(cè)控制在工業(yè)過程控制中取得了廣泛的應(yīng)用。這一思想同樣可以用于生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)中。方劍等針對(duì)Job-shop 調(diào)度問題，提出了基于工件的滾動(dòng)調(diào)度的方法[10]。張純剛等運(yùn)用基于預(yù)測(cè)控制的滾動(dòng)優(yōu)化的思想，對(duì)機(jī)器人路徑進(jìn)行規(guī)劃[11]。把這種思想用于生產(chǎn)調(diào)度，主要的研究?jī)?nèi)容在于怎樣確定滾動(dòng)窗口，以及怎樣進(jìn)行再調(diào)度以保證生產(chǎn)的連續(xù)性。車間制造過程的隨時(shí)性和不確定性需要不斷地進(jìn)行重調(diào)度，以處理突發(fā)的事件。基于目前的研究，對(duì)于動(dòng)態(tài)調(diào)度的具體策略有：周期調(diào)度，連續(xù)調(diào)度，事件驅(qū)動(dòng)調(diào)度，周期與事件驅(qū)動(dòng)混合調(diào)度，周期與連續(xù)調(diào)度混合的策略等[12]。因此發(fā)展重調(diào)度和在線調(diào)度系統(tǒng)，建立具有魯棒性的動(dòng)態(tài)集成模型有現(xiàn)實(shí)意義。

（5）生產(chǎn)計(jì)劃、調(diào)度與監(jiān)控集成策略。生產(chǎn)計(jì)劃與調(diào)度的集成研究具有全局優(yōu)化的特征，也符合先進(jìn)制造模式的思想，同時(shí)提高了生產(chǎn)系統(tǒng)的柔性。全局調(diào)度與局部控制相結(jié)合：生產(chǎn)調(diào)度管理系統(tǒng)必須在宏觀上把握生產(chǎn)的全過程，又必須對(duì)每一個(gè)車間和裝置的具體生產(chǎn)作出指導(dǎo)，以保證生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)高效。傳統(tǒng)生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃、調(diào)度和控制三者是相互獨(dú)立的，將三者結(jié)合的集成研究具有全局優(yōu)化的特征，符合先進(jìn)制造模式的思想，是目前研究領(lǐng)域中的熱點(diǎn)問題。

（6）異地生產(chǎn)調(diào)度策略。作為敏捷制造模式的關(guān)鍵技術(shù)之一，異地生產(chǎn)調(diào)度策略也成為近期的研究熱點(diǎn)，具有比較廣闊的應(yīng)用前景。

（7）生產(chǎn)調(diào)度工作要以預(yù)防為主、以生產(chǎn)進(jìn)度計(jì)劃為依據(jù)，這是生產(chǎn)調(diào)度工作的基本原則。生產(chǎn)調(diào)度工作的靈活性必須服從計(jì)劃的原則性，要圍繞完成計(jì)劃任務(wù)來(lái)開展調(diào)度業(yè)務(wù)。貫徹預(yù)防為主的原則，就是要抓好生產(chǎn)前的準(zhǔn)備工作，避免各種不協(xié)調(diào)的現(xiàn)象產(chǎn)生。在組織生產(chǎn)過程中，不僅要抓配套保證需要系統(tǒng)集成，還要抓原輔料保證需要，防止只抓出產(chǎn)不抓投入，抓后不抓前的做法。通過對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)、外部條件的觀察、調(diào)查、預(yù)測(cè)和分析，預(yù)測(cè)生產(chǎn)系統(tǒng)可能出現(xiàn)的結(jié)果，將預(yù)測(cè)結(jié)果與期望結(jié)果進(jìn)行比較，對(duì)可能存在的偏差或隱患提前采取處理措施，以獲得預(yù)期的生產(chǎn)結(jié)果。生產(chǎn)調(diào)度工作要從實(shí)際出發(fā)，要經(jīng)常深入生產(chǎn)第一線，掌握第一手資料，及時(shí)了解和準(zhǔn)確地掌握生產(chǎn)活動(dòng)中千變?nèi)f化的情況，摸清客觀規(guī)律，深入細(xì)致地分析研究問題。把調(diào)度的生產(chǎn)指令規(guī)范化、具體化，使調(diào)度工作有計(jì)劃性、合理性、預(yù)見性，保證生產(chǎn)調(diào)度的各環(huán)節(jié)緊密銜接。加強(qiáng)生產(chǎn)調(diào)度管理，建立上下貫通、左右協(xié)調(diào)、集中統(tǒng)一、靈活高效的生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)，及時(shí)了解、掌握生產(chǎn)進(jìn)度，研究分析影響生產(chǎn)的各種因素，采取相應(yīng)對(duì)策，是保證企業(yè)安全穩(wěn)定生產(chǎn)的關(guān)鍵。因此生產(chǎn)調(diào)度就要及時(shí)了解掌握各類影響因素，組織有關(guān)部門、有關(guān)人員處理解決這些不平衡因素，消除隱患，來(lái)保證生產(chǎn)長(zhǎng)周期安全運(yùn)行，保證生產(chǎn)計(jì)劃按要求實(shí)現(xiàn)。

（8）完善成本預(yù)算。企業(yè)成本控制的一個(gè)重要方面就是全面實(shí)行成本預(yù)算管理，包括預(yù)算編制、預(yù)算實(shí)施、預(yù)算差異分析、事后對(duì)標(biāo)管理、經(jīng)濟(jì)活動(dòng)分析等。實(shí)踐中的預(yù)算可以時(shí)刻生產(chǎn)進(jìn)行差異分析，有效的加強(qiáng)對(duì)管理薄弱環(huán)節(jié)的控制，充分的提高生產(chǎn)設(shè)備的利用率及減少變動(dòng)成本的浪費(fèi)，從總體上降低生產(chǎn)成本。建立健全專門的預(yù)算管理機(jī)構(gòu)，加強(qiáng)企業(yè)各部門間的信息溝通和相互約束，加強(qiáng)對(duì)預(yù)算執(zhí)行情況的監(jiān)督與考核，并對(duì)預(yù)算中不合理的地方做出調(diào)整，根據(jù)部門對(duì)預(yù)算的執(zhí)行情況，把成本管理的責(zé)、權(quán)、利落實(shí)到每個(gè)職工，將成本指標(biāo)與工作績(jī)效掛鉤，嚴(yán)格考核、獎(jiǎng)罰系統(tǒng)集成，通過預(yù)算管理的全過程來(lái)激發(fā)員工。

4.2 生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)評(píng)價(jià)指標(biāo)

企業(yè)生產(chǎn)調(diào)度方案評(píng)估系統(tǒng)，是面向制造企業(yè)，結(jié)合企業(yè)的生產(chǎn)特點(diǎn)、生產(chǎn)訂單、生產(chǎn)工藝和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)等信息，構(gòu)建的智能決策系統(tǒng)。計(jì)劃實(shí)施評(píng)價(jià)是計(jì)劃目標(biāo)與其實(shí)現(xiàn)情況的檢查、對(duì)比和分析。實(shí)際的生產(chǎn)往往對(duì)一個(gè)調(diào)度問題有多個(gè)方面的優(yōu)化目標(biāo)，在生產(chǎn)過程中這些目標(biāo)之間可能發(fā)生沖突，導(dǎo)致調(diào)度方案無(wú)法產(chǎn)生符合預(yù)期的優(yōu)化效果。多個(gè)目標(biāo)常常是交織在一起，需要用一種優(yōu)化算法來(lái)找到幾個(gè)目標(biāo)的平衡點(diǎn)，這樣就更增加了調(diào)度算法的復(fù)雜性，也增加了生產(chǎn)調(diào)度評(píng)估的難度。企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)環(huán)境差異性很大，基于不同的考慮，對(duì)于不同的生產(chǎn)方式，企業(yè)生產(chǎn)調(diào)度評(píng)估的側(cè)重點(diǎn)不同。比如有的側(cè)重于效率，有的側(cè)重于客戶的滿意度。因此程序不應(yīng)該一成不變的設(shè)定評(píng)定指標(biāo)，而應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況的需要，由專家靈活的選擇。不同企業(yè)的制造執(zhí)行系統(tǒng)是不同的，實(shí)際的生產(chǎn)過程千差萬(wàn)別，系統(tǒng)中機(jī)器配置和資源、調(diào)度目標(biāo)、調(diào)度策略均多種多樣，一個(gè)企業(yè)在不同市場(chǎng)形勢(shì)下的調(diào)度問題也可能大相徑庭。計(jì)劃實(shí)施過程中的所有不確定因素，會(huì)使計(jì)劃的實(shí)際與預(yù)期的目標(biāo)相偏離。而提高對(duì)環(huán)境的響應(yīng)能力最根本的是制造系統(tǒng)要將自身的資源進(jìn)行合理快速的重構(gòu)，通過內(nèi)部變化來(lái)適應(yīng)外部環(huán)境的變化。實(shí)施評(píng)價(jià)是一種反饋行為，它可以為計(jì)劃的調(diào)整或者新計(jì)劃的編制提供依據(jù)和經(jīng)驗(yàn)。有必要定期把計(jì)劃的實(shí)際執(zhí)行結(jié)果與原始目標(biāo)比較，作出系統(tǒng)、客觀的評(píng)價(jià)。計(jì)劃實(shí)施的評(píng)價(jià)可以在計(jì)劃的過去、現(xiàn)在和將來(lái)之間建立起認(rèn)識(shí)的橋梁，增強(qiáng)制造系統(tǒng)適應(yīng)市場(chǎng)的變化能力，它是制造業(yè)策略的目標(biāo)。

生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系如表1所示。每方面又各自包含多項(xiàng)評(píng)估指標(biāo)，較為全面的概括了生產(chǎn)調(diào)度方案評(píng)估的摘要有：

(1)驗(yàn)證先進(jìn)合理的生產(chǎn)調(diào)度算法。通過優(yōu)化調(diào)度算法，優(yōu)化生產(chǎn)指標(biāo)參數(shù)。

(2)為生產(chǎn)決策提供重要依據(jù)。生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)可以為生產(chǎn)相關(guān)部門提供基本數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)是進(jìn)行生產(chǎn)決策的基礎(chǔ)。良好的生產(chǎn)作業(yè)排序方案是編制生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃的重要依據(jù)。同時(shí)，生產(chǎn)調(diào)度方案的順利實(shí)施要靠生產(chǎn)、供應(yīng)、工藝等部門的密切協(xié)作來(lái)完成。

(3)提高生產(chǎn)管理水平。生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)中數(shù)據(jù)庫(kù)及其管理模塊的建立，促進(jìn)了生產(chǎn)相關(guān)數(shù)據(jù)的規(guī)范化，對(duì)生產(chǎn)設(shè)備、產(chǎn)品、零件、加工工藝等實(shí)行有效管理，為整個(gè)生產(chǎn)管理系統(tǒng)的建立與運(yùn)行提供條件。

5結(jié)論及展望

適應(yīng)市場(chǎng)的變化需要制造業(yè)在向多品種、小批量的生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)變，在這種模式下車間級(jí)的組織與控制方式對(duì)其生產(chǎn)調(diào)度要求更高，因此需要一個(gè)先進(jìn)適用的調(diào)度系統(tǒng)，通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)集成，對(duì)于下達(dá)的生產(chǎn)任務(wù)進(jìn)行一定程度上的智能優(yōu)化調(diào)度，最大程度地減少生產(chǎn)過程中的非增值時(shí)間。車間生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)的研究已經(jīng)成為一個(gè)提高車間生產(chǎn)效率、提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵技術(shù)。其發(fā)展趨勢(shì)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

(1)集成化。車間生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)與工藝系統(tǒng)等其他系統(tǒng)的集成已經(jīng)是車間生產(chǎn)發(fā)展驅(qū)使的必然結(jié)果，發(fā)展方向是計(jì)劃調(diào)度控制一體化集成。只有將調(diào)度和控制綜合考慮，實(shí)現(xiàn)信息與功能的集成，才能形成一個(gè)適應(yīng)生產(chǎn)環(huán)境不確定性和市場(chǎng)需求多變性的全局優(yōu)化的高質(zhì)量、高柔性、高效益的智能生產(chǎn)系統(tǒng)。因此，調(diào)度系統(tǒng)應(yīng)能與現(xiàn)有企業(yè)的信息基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)進(jìn)行通信和信息交換，并作為信息基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的一部分，這也是生產(chǎn)調(diào)度理論和方法的研究方向之一。信息化則可以在很大程度上使現(xiàn)有管理方式規(guī)范化，增加管理的透明度、增強(qiáng)各部門之間的溝通，使企業(yè)信息流、資金流、物流暢通無(wú)阻。調(diào)度層在CIMS結(jié)構(gòu)中占有很大的比重，涉及生產(chǎn)進(jìn)行的各個(gè)方面，其是承上啟下、維持生產(chǎn)進(jìn)行的中間環(huán)節(jié)。

(2)動(dòng)態(tài)化。在加工過程遇到擾動(dòng)和故障時(shí)，調(diào)度方法能根據(jù)系統(tǒng)的狀態(tài)修改原定的加工順序和調(diào)度系統(tǒng)的所有資源，使系統(tǒng)持續(xù)地、優(yōu)化地運(yùn)行；生產(chǎn)計(jì)劃的安排基于實(shí)時(shí)能力信息和生產(chǎn)資源，能獲取實(shí)時(shí)生產(chǎn)和調(diào)度信息，企業(yè)資源利用得到優(yōu)化。對(duì)生產(chǎn)異常進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)度，系統(tǒng)每發(fā)一組指令，都要在當(dāng)前的模型環(huán)境下運(yùn)行這些調(diào)度指令，預(yù)測(cè)其后果，在不發(fā)生沖突并有利于調(diào)度目標(biāo)的情況下，才能執(zhí)行調(diào)度指令，保證生產(chǎn)能夠在異常情況下也能夠得以正常的運(yùn)行。如果動(dòng)態(tài)調(diào)度結(jié)果影響到下游分廠的生產(chǎn)，應(yīng)及時(shí)將本分廠的調(diào)度結(jié)果通知給下分廠，下分廠即可對(duì)本廠的作業(yè)計(jì)劃進(jìn)行調(diào)整，保證生產(chǎn)的順暢進(jìn)行。進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)度時(shí)要在原有模型環(huán)境的基礎(chǔ)上進(jìn)行，減少大范圍調(diào)整造成的生產(chǎn)混亂的局面。通過將動(dòng)態(tài)多變的復(fù)雜生產(chǎn)調(diào)度與控制問題，轉(zhuǎn)化為分散到各個(gè)決策節(jié)點(diǎn)上的局部決策問題，由于局部決策相對(duì)與全局決策規(guī)模小，借助于節(jié)點(diǎn)間的協(xié)調(diào)、合作實(shí)現(xiàn)制造系統(tǒng)的整體調(diào)度與控制功能。

(3)高效智能化。尋找新的調(diào)度算法，該算法應(yīng)該快速、高效地找到大規(guī)模調(diào)度問題的最優(yōu)或次優(yōu)解，并能對(duì)找到的解進(jìn)行評(píng)估。其中，混合車間調(diào)度算法是當(dāng)前和未來(lái)的研究熱點(diǎn)之一。車間生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)的算法正在朝著人工智能技術(shù)方向發(fā)展，如遺傳算法、蟻群算法及模擬退火算法等。智能化的計(jì)算機(jī)具有學(xué)習(xí)功能，可以從舊有調(diào)度案例中獲取調(diào)度規(guī)則用于指導(dǎo)工作系統(tǒng)集成，從而避開無(wú)法綜合考慮所有影響因素的難題。由于MAS能夠充分體現(xiàn)人類的社會(huì)智能，對(duì)開放、動(dòng)態(tài)的現(xiàn)實(shí)環(huán)境具有良好的靈活性和適應(yīng)性，因此MAS理論受到重視并迅速發(fā)展，在制造領(lǐng)域(如車間資源配置、生產(chǎn)調(diào)度與控制、生產(chǎn)管理決策等)獲得越來(lái)越多的應(yīng)用。

(4)柔性化。在傳統(tǒng)的車間調(diào)度問題的研究中，僅考慮每一工件具有唯一確定加工工藝路線的情況。隨著加工技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，特別是FMS的出現(xiàn)，工件加工工藝路線必須唯一確定的傳統(tǒng)限制己被突破，工件具有多個(gè)可選擇的加工路線，即路徑柔性己成為生產(chǎn)的實(shí)際需求。車間生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)正在由單目標(biāo)優(yōu)化向多目標(biāo)優(yōu)化發(fā)展，使車間調(diào)度更貼近實(shí)際車間的情況。

(5)排程可視化、最優(yōu)化、精準(zhǔn)化。在生產(chǎn)能力負(fù)荷范圍內(nèi)避免拖期及無(wú)辜等待時(shí)間，對(duì)計(jì)劃變更能做出快速的響應(yīng)。排程系統(tǒng)為柔性的，滿足生產(chǎn)組織的靈活性，支持插單功能，同時(shí)也支持?jǐn)?shù)據(jù)的自動(dòng)調(diào)整與修正等。提升計(jì)劃的精確度及效率，建立高精度的未來(lái)生產(chǎn)計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)可視化和目標(biāo)管理，以分鐘的精度建立。工廠的每一臺(tái)機(jī)器設(shè)備或者每位工作人員從明天到未來(lái)的生產(chǎn)計(jì)劃，并且導(dǎo)出可行的生產(chǎn)指令。

隨著生產(chǎn)調(diào)度研究的深入及調(diào)度算法與生產(chǎn)實(shí)踐的進(jìn)一步相結(jié)合，生產(chǎn)調(diào)度研究已經(jīng)從理論探索轉(zhuǎn)移到實(shí)際應(yīng)用階段。目前，在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的制定和規(guī)范方面做了大量的工作，如物料的編碼管理等，為企業(yè)進(jìn)一步的信息化集成奠定了良好的規(guī)范化基礎(chǔ)，促進(jìn)企業(yè)向現(xiàn)代企業(yè)模式的轉(zhuǎn)變，為企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供動(dòng)力。將信息技術(shù)與現(xiàn)代管理技術(shù)、工業(yè)過程控制技術(shù)等相結(jié)合，通過信息化帶動(dòng)工業(yè)化進(jìn)而取得企業(yè)的進(jìn)步和發(fā)展將是企業(yè)的必由之路。大規(guī)模動(dòng)態(tài)復(fù)雜生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)是未來(lái)研究中的一個(gè)熱點(diǎn)與難點(diǎn)，對(duì)于生產(chǎn)調(diào)度問題這一具有NP-Hard特性的研究，隨著應(yīng)用數(shù)學(xué)方法的發(fā)展，必然朝著集成化、動(dòng)態(tài)實(shí)用化、多目標(biāo)化、高度優(yōu)化方向深入。

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