基于ED的Job—Shop問題建模仿真與優化

陳小龍

【摘 要】本文對具有該類問題典型特點的案例進行研究分析，運用Enterprise Dynamics仿真軟件建立了相應的仿真模型并進行了模擬運行，找出系統的瓶頸環節，采用相應的措施優化模型，將優化前后的模型進行對比發現系統各方面都得到了明顯提高。

【關鍵詞】多目標，生產調度；Enterprise Dynamics；Job—Shop

【中圖分類號】TP301 【文獻標識碼】A 【文章編號】1672-5158（2013）03-0088-02

0 引言

現代生產車間中為了適應多變的需求，逐漸形成了多品種、小批量的生產方式。在多品種、小批量的生產方式下選擇合適的生產調度策略顯得尤為重要。而柔性Job Shop調度方法能夠提高設備的綜合利用率，合理安排各設備的生產負荷，降低設備空閑時間，提高生產效益。

本文主要利用了仿真軟件Enterprise Dynamics來詳細研究車間調度問題。

1 Job-shop車間調度問題描述

作業車間調度（job-shop scheduling）是所有生產調度中最復雜、最困難，也是最具普遍性的問題之一，屬于典型的NP難問題[3].車間調度是指根據產品制造的合理需求分配加工車間順序，從而達到合理利用產品制造資源，提高企業經濟效益的目的。

2 Job-shop車間調度模型建立

調度問題是指n個工件，在m 種機器類型上加工，每種類型的機器有數臺并行工作，即若某工件在該類型機器上加工，可選擇該類型機器上的任意一臺機器加工。每個工件有自己的加工路徑，并且每個工件不要求必須在每種類型機器上都加工。所有工件的加工路徑是確定的，且工序在不同類型機器上加工時間不同[4]。

車間調度問題的額變量描述如下：

n：工件總數； I：工件集合，1，2，， ，， }{Iin=……，共n個工件； OP：工序序列集，}，，{21nopopopOP，…=，}，，{21ikiiiopopopop，…=表示零件ip加工工序序列為：ikiiopopop，…

，

目標函數（1）是指工件i的最大完工時間的最小化，（2）指的是工件i等待時間之和最大值的最小化。

3 Job-shop車間調度問題仿真與優化

3.1案例描述

作業車間包括5個機器組，每個機器組執行不同的進程。作業車間有4種產品，每種都以獨立的平均90分鐘的指數分布間隔到達。每個產品都通過一系列的進程（4到6個）在機器上進行加工生產。作業車間工作時間是從9點到17點，每天都是延續前一天的工作。

產品在進入進程前會被放置在一個隊列中。在這個階段，沒有優先的規則，這意味著所有的產品都是先進先出的。

表1展示了產品在機器中的運行線路，以及在每個機器上的循環時間分布。

圖1中，各種產品的工序路線和加工時間集成在Table routing和Table cycle time中，控制各工件的加工順序和時間。

4種不同的產品隨機地進入到生產系統，然后在暫存器routing中等待空閑機床，當有空閑機床時，工件進入機床暫存器queue中，隨機選擇機器組中的任意機床按照不同的加工時間進行加工。