[发明专利]基于图的树分解和启发式的综合调度方法

说明书

本专利提出了一种基于图的树分解和启发式的综合调度方法。针对工艺树的有向图，利用树分解将有向图中的节点划分为有限的若干部分，即形成子树，然后在各个子树上分别独立求解，再将各个并行子树结合起来求得最终解，加大工序并行处理的力度，进一步充分利用了设备的空闲时间，为解决一般复杂产品的综合调度提供了一种新的方法。

技术领域

本发明属于计算机集成制造技术领域。

背景技术

产品制造的调度问题是影响制造业生产效率的重要因素，在企业设备、资源等条件固定的前提下，调度的效率直接决定了企业的生产效率。为了更好的解决小批量、多品种生产的调度问题，有专家学者提出了将产品的加工和装配一同处理的综合调度，并开展了一系列的研究，产生了诸多调度方法，也拓展出很多新的研究领域。比较有代表性的方法有：基于工序集的动态关键路径多产品制造调度方法、可退回抢占的设备驱动综合调度方法、考虑后续工序的择时调度方法等。

基于工序集的动态关键路径多产品制造调度方法以长路径为主线，但是当同一设备上叶节点的工序路径小于非叶节点工序并且其加工时间大于非叶节点工序的开始时间时，首次适用调度失效，从而产生了无法利用的空闲时间，降低了设备的利用率。

可退回抢占的设备驱动综合调度方法采用设备驱动并行原则，从设备利用的角度优化了层优先原则，但是在后续路径长度相同时，如果两个工序都是叶节点，那么短用时策略失效，从而增加了设备的空闲时间，忽略了纵向调度优化对整体调度结果的影响。

考虑后续工序的择时调度方法以工序排序策略为主线，但是考虑后续工序的策略是只有当某个工序组调度完毕后，后续工序组才开始调度，工序组中的工序在已经调度工序序列中形成了加工空隙，使得加工设备上产生了较多无法利用的空闲时间段，同样降低了设备的利用率。

本专利提出了一种基于图的树分解和启发式的综合调度方法。针对工艺树的有向图，利用树分解将有向图中的节点划分为有限的若干部分，即形成子树，然后在各个子树上分别独立求解，再将各个并行子树结合起来求得最终解，加大工序并行处理的力度，进一步充分利用了设备的空闲时间，为解决一般复杂产品的综合调度提供了一种新的方法。

发明内容

1树分解和割集启发式方法描述

Step1，将复杂产品工艺树依据工序间的约束关系简化为有向图；

Step2，割集启发式：

(1).判断工艺树的分枝是否唯一，是，则不符合复杂产品的条件，退出；否，则工艺树的分枝根节点作为割集，分割工艺树；

(2).判断分解树的分枝节点是否均为叶节点，是，不再继续分割；否，重复(1)；

Step3，根据确定的割集将加工工艺树分解为若干分解树；

Step4，如果所得子树仍有分枝，返回Step2；否则，转Step5；

Step5，工序调度策略，即依据工序间的约束关系调整各分解树上的工序；

Step6，约束关系审核策略，即对Step5调整后的结果按照工序间的紧前紧后约束关系进行审核，从而保证复杂产品的工序关系。

Step7，计算产品工艺树的总工时。

2工序调整策略

因树分解方法采用的是分布式思想，当对各个子树进行独立求解的过程中，同一子树内部的工序具有最早开始加工的优势，所以当把所有子树结合起来求得最终解的时候，出现了同一时刻存在多个工序同时加工的问题，而在综合调度中不存在相同的设备，并且同一时刻某个设备只能加工一道工序，因此，需要根据紧前紧后的约束条件对工序进行调整。

定义1：工序层优先级