人才支出更多的费用。而公司生产设备的更换并不是说风就是雨，想换就可以马上换的。一则要考虑到设施的淘汰期情况，二则还须考虑到新设施的更换周期情况，三则还要分析新设施的引入所产生的经济效益和原先老设施所产生的经济效益的比对情况，从而决定是否更新设备。因此，对于大多数情况来说，通常可行性的方案是第二条，也是最有效的方式。在节约的前提下，还可以根据实际情况加以调整，获得新的经济利益。
同时，生产时间的确定就不得不联系到具体的生产调度情况，而这又能离开有关生产调度过程中的供应链现象，有关供应链的涵义已经受到了诸多学者的关注，他们从多元化的角度来加以界定。根据比较权威的马士华学者的相关理论可知，供应链指的是以重点企业为轴心，有效地掌控好企业生产过程中出现的一系列流程现象（诸如资金流、信息流以及物流等），其起点是原材料的购置环节，然后依次发展至中间的产品以及最终的产品，最终通过分销网状结构将产品销售至消费者群体。该流程所关涉的不同群体有：供应方、制造方、营销方已经零售方以及消费者等，是相互关联喜欢影响的一个有机整体。只有在供应链下全部成员的活动处于最优状态时，才可以使得消费者的满意度获得更高的程度。本论文所分析的课题为生产调度，其是整个供应链中最为重要的一个环节。很多的学者也从定量的计算方法角度来分析生产调度问题，包括蚁群算法、启迪式算法以及遗传算法等。从上述的一系列分析可知，研究该课题的意义是很重要的。
1.3研究现状 1.3.1生产调度
1.3.1.1调度问题的描述`
调度就是在一定的时间水平上,合理分配资源,以达到预先设定任务的指标。调度是一个过程,存在于人们的生产、生活和科研活动等当中,只不过有些调度跃然于纸上(或计算机里),而有些仅存在于人们大脑中。例如,在一个人的生活中,要安排一个星期内的活动,诸如上班、会客、访友、去书店、去商场、去公园等,这时他(她)就要仔细想一想,给每个活动分配一个时间,以保证既能完成各项活动,又不使自己太疲乏、太狼狈。在这里,时间就是一种资源。再如,在一个生产机械零
件的机加工车间,有几个客户下了几张订单,共需生产十五种零件,而这个车间共有加工这些零件的五台加工设备,问题是如何安排生产,才能完成生产任务,满足不同用户、不同产品的数量及交货期的要求,而且还应尽量满足设备利用率高、占用流动资金少等一些指标要求。这里,加工设备、原料、中间产品、能源等都是资源。
可以看出,对于第一个例子,一般人只要仔细想一想,就可以把这几项活动安排妥当,既不需要用高深的数学方法,也不必借助计算机,更很少有人把它写在纸上。对于第二个例子,单纯用大脑想一想是很难得出一个满意的答案的,因此必须借助数学工具和计算机,才能在合理的时间内,实现较合理的安排(调度)。典型的调度问题有生产调度伊rdouctinoshcudenilg),'工程调度诀orjectcsheudnilg),电力调度俘elctriopowercsheeudlins),铁路时刻表扭司wyamite一tbanilg)等。这里,我们只给出生产调度的综述,有关工程调度的问题请参考下列文献伽司ocnilatal.,1959;wdst,1967;Rob川ardet.al,1977;suc珑,1953;H四nget日.,1985;赵国浩,1991;栗印武等,1991;曹光明等,1993;Soroush,1994;王梦光等,1996;Chenetal.,1997)。 1.3.1.2生产调度描述
生产调度就是在一定的时间内,进行可用共享资源的分配和加工任务的排序,以满足某个或某些特定的生产指标扭do~eretal.,1985)。它和生产计划的区别在于:生产计划主要关心资源的需求和粗分配,_生产调度则主要涉及加工作业的具体安排和资源的详细分配`共享的生产资源包括:原料、加工设备、存贮设备、运输设备、人力、资金和能源等。加工任务就是在指定时间内生产特定的产品。这些产品既可是用户订购的产品,又可是根据市场需求计划生产的产品。
生产指标制定的目的是为了尽可能获得最大的经济效益和较好的社会效益。所以生产指标一般定为成本最低、库存费用最少(减少流动资金占用)、生产周期最短、生产切换最少、设备利用率最高、三废最少等。
影响调度的因素很多,正常情况下有;产品的投产期、交货期(完成期)、生产能力、加工顺序、加工设备和原料的可用性、批量大小、加工路径、成本限制等,这些都是所谓的约束条件。有些约束条件是必须满足的,如交货期、生产能力等,而有些达到一定的满意程度即可,如生产成本等。这些约束一般情况下是可见的
或可预见的,因此,在设计一个调度系统时,大都作为确定性因素考虑。但有时也有例外,即出现一些非正常情况,如急件(突然到来的加工任务,不在计划中),设备的突然故障,原料的供应不足等,都是事先不可预见的。
人们为什么对调度如此感兴趣,而且不遗余力地去研究各种方法去解决调度问题?最根本的原因就是一个合理的调度方案能带来很大的经济效益,再就是从最优角度讲调度是一个N'P完全问题伽no一Polyn。而aicomplete)(伍reyetal.,1979;Fox,1990),也就是说,随着调度l'q题规模的增加,求解调度问题所花费的时间是呈指数性增加,而非多项式性的增加。另外,几乎每一个生产环境都是唯一的,很难用一个生产环境的调度方案去解决另一个生产环境的生产调度(Aytugetal.,1994;sersetai,1996)。所以人们期望寻找一种调度方法,在类似的生产环境中,只须做一些较为简单的修改,·就可适用到另一生产环境中。
生产调度最热门的话题是机加工调度(Jbo一Shopschedul)、存贮控制(Invento eontrol)、间歇生产调度（atehseheduling)和动态调度（esehdeulngi)。
机加工调度问题涉及的是N个工件(Jbo)s在M台机床上加工,一个工件分M道工序加工脚个作业),每一道工序对应一台机器或几台机器.每一作业的加工时间是不可分的,每一台机器在一个时刻只能加工一个工件,而且工序是唯一的。调度的问题就是确定一个所有工件的加工顺序和各工序的加工时间,使得给定的指标最优。如最小流通时间(所有工件加工完毕所需的时间)、最小拖期等区pd~eretai.,1988;Sda et.ai,1996;VnaL hovenetal.,一992;E ishaaatal.,1995;方剑等,1997)
存贮控制主要考虑生产过程中发生的随机事件,如设备故障和人力的缺乏等,由事件发生的概率和市场需求的估计,设计一个最佳存贮策略,以保证当随机事件发生后,不但能满足市场对产品的需求,而且还能满足正常生产情况下的存贮费用不能太高的要求,即寻找一个最佳存贮临界点似（deging Ponit),同时满足二者要求。存贮控制的求解方法主要是采用随机最优控制理论的方法而aetal.,1983;Gesrhwnietai.,1986;Perknisetal.,1995;Shari
a,1988;Qiuetal.,1995;Casnasdasr,1996:Akellaetai.,1986;Hu,1995;LbieorPoulosetal.,1995;Boukasetai一1995;Buzaeott,1982;喻明等,2997)。第一章绪论1987):无限中间存贮策略仰S),有限中间存贮策略哪)s,无中间存贮策略郎)s,零等待策略(刀哟和混
合存贮策略。
批的大小和数t、任务排序及完成时间的确定是三个相关的问题,因此综合考虑三方面的问题肯定会比单独考虑要好得多,但这样做将会导致问题的表示和求解困难。为了能较为清晰、较为统一的表示间歇过程的生产调度问题,KOnd正etai.(1985)提出了用状态任务网(sTN)表示间歇调度过程,这使得过程的调度建模较为简单。STN是一个具有两种节点的双枝图,这两种节点分别为状态和任务.它表示通过任务(加工过卿将状态(原料、中间产品、成品)由一种形式转化成另一种形式。在时间处理上,将一个调度时期以最短操作时间为标准划分为等分的时间间隔。由此,将间歇过程的生产调度问题建成一个相关的模型。
最近一些学者在SNT的基础上,提出了一种更为简单的间歇调度的表示方法:资源一任务网扭们哪.RTN的主要特点是所有生产资源(原料和设备等)具有统一的描述和特征,所有的资源都允许被产生和被消耗。Kond等学者于1994年所介绍的s侧和RTN对调度时间的处理都是基于等间隔划分的,这势必增加决策变量和约束方程的个数。为了进一步简化调度问题的表达,cs恤hagetai.(1996)和MOCko,etai.(1997年)研究了一种不等间隔的RTN和STN表示方法,有效地减少了决策变t和约束方程的个数。另外, Ovoaetal.(1997)、Junget.ai(1994)、陈伟等(1991)和徐晖等(1993)在间歇化工厂设计和调度方面做了大t的研究工作,瓦ppni(1993)则对较早期的间歇过程作了一个较全面的分析和讨论.调度作为生产管理和过程控制的纽带越来越受到重视,以调度为核心的间歇化工厂的优化设计将展现出光辉的前景仍的（as Povoaetal.,1997)。
1.3.2生产过程的动态调度
无论是离散事件系统还是连续过程生产系统,几乎没有一个生产系统的运行能够维持在一个一成不变的调度上。一方面由于外部原因,即由市场需求变化引起的产品的订单改变,例如产品数量的变化,交货期的变化等;另一方面是由于企业内部原因,例如生产设备故障、能源的短缺、加工时间的变化等。这些因素都会使得原来的调度性能变坏或不再可行。
1.3.3间歇过程的生产调度
为了适应动荡的市场需求和激烈的竞争环境,近十年来,生产企业把目光转向
体积小、价格高的间歇化工产品的生产上即ppni,1993;Wideetal1987;陈伟等,1991;Kond etal.,1993)。这种间歇过程(Bathc Proceses)的主要特点在于可用加工资源具有灵活的应变能力,同样的生产设备可以生产很多种产品。相对来讲,这些产品数量较少,占有流动资金少,柔性大。然而由于同时生产的品种多、批量多、许多资源是有限且共享的,而且各品种需要完成的日期也不同,因此间歇过程化工厂的合理设计和调度引起了企业界和学术界人士的广泛兴趣。
间歇化工过程可以分为两类:一类是多产品(Mulitporudct)流水加工过程(Jngetal.,1994;Fukushimaetal.,19%;metal.,19%;sIhaetal.,1990),另一类是多用途伽ulitPuprose)间歇加工过程仍的。sa.povoaetal.,1997; dri eset.,1996;Kna maedalaet习.,1994).多产品间歇过程对所有产品来说都是通过同一条生产线,多用途间歇过程对一种产品来说有几条加工路线。多产品间歇过程的生产调度主要有两个方面:一是产品生产批量的个数和大小的确定体uatai.,1988;Kondiilet.ai,1993),二是产品的完成时间的确定(uJng,1994;metal.,2011)。生产批量的个数和大小不但受产品的最终需求量和产品的交货时间的影响,而且也受设备的加工能力、存贮条件和作业切换时间等的影响。产品完成时间的确定主要涉及每种产品的.每个批量的起始加工时间。一般来讲,一旦批量的大小确定,那么该批量的加工时间基本上就确定下来(不考虑设备损坏、资源短缺等)。所以确定了批量的起始加工时间就等于确定了各产品的完成时间(全部生产完毕)。完成时间的确定不但受产品的需求量和产品交货时间的影响,同时也受加工能力、存贮条件、作业切换时间和批量的影响。
多用途间歇过程的生产调度除了多产品间歇过程的生产调度的两个方面外还存在着排序问题。因同一产品可在多条路径上的具有相同性质的加工单元上加工,所以除了批量加工时间外,还有加工任务(批量)的排序问题。
考虑到不同化工产品具有不同的化学性质,因此针对不同的化工产品应有不同的中间产品存贮策略。常用的存贮策略有五种仰iodeatal.,浙江大学博士论文外,即使具有良好的预测方法,也不可能完全预测一个过程的动态变化。
所以,再调度（ecsheudlnis)或动态调度(amicshcdeunilg)是不可避免的。动态调度有两种形式:一种是滚动调度区（olhascshodu 1996;方剑等,1997),另一种是被动调度区（eactvieshceud，nakamadeaaletai.,1994;Rodriugesetal.,19%)。滚动调度