調度生產過程概述
調度需要解決的是如何將資源分配給任務，在滿足相關約束條件下，使得某項（或某多項）性能指標達到最優。調度在生活中的應用非常廣泛，比如我們日常生活中經常使用的滴滴打車、工廠中的運送物料的AGV小車等都是調度的應用實例。
生產制造調度是將調度應用到生產企業，將機器分配給工單（任務），即安排各機器上相應工單的上機時間或上機順序，在滿足相關約束條件（工藝約束、資源約束等）下，使得某項或多項性能指標（制造周期、機器利用率、能耗、成本等）達到最優。
企業在生產制造過程中涉及到ERP\MES\PLC等多套系統的協作（如下圖），其中生產制造調度是MES中的關鍵業務，其協作過程如下：
1）ERP/MRPII依據客戶訂單或營收目標下達生產任務給MES系統並實時獲取MES系統上傳的生產進度狀況數據；
2）MES系統依據ERP系統下達的生產任務，制定生產排程並下發任務（工單）至設備，同時獲取各設備的任務（工單）執行狀況；
3）DCS/PLC系統按照MES系統下達的任務（工單）執行生產、記錄產品生產過程中產生的數據信息（過站數據、品質數據等），同時將任務（工單）的執行狀況、生產過程數據信息上傳至MES系統。
調度生產過程的思路
調度生產過程前，首先需要整合各系統資訊，獲取到訂單、設備、工藝、原料庫存等約束條件現況，然后基於上述情況制定作業計划並展開關鍵工序作業計划、設備級作業計划。 基於異常原因導致的重調度，則需要依據約束條件，制定更改方案並進一步展開工序、設備級的作業計划。
調度生產過程的原則
1.計划性原則
生產調度工作必須以生產計划為依據，這是生產調度工作的基本原則。生產調度工作的靈活性必須服從計划的原則性，要圍繞完成計划任務來開展調度業務。
2.預見性原則
生產調度要以預防為主，對生產過程中的各個環節的情況做好分析，及時發現各種與計划相脫節的問題並制定好預案。
3.及時性原則
發現生產中的問題，采取措施加以解決，使生產順利進行，是生產調度的根本職能。在生產過程中如果不能及時發現問題，則會隨時產生不良后果。
4.准確性原則
數據記錄、數據計算、統計報表的應該准確無誤。
5.靈活性原則
調度過程中如果有重大情況變化或災害，難以完成生產任務時，應該可以調整作業計划。
調度生產過程的方法
在求解制造過程調度問題時，常用的方法包含：
1.基於運籌學的方法
基於實際制造過程中的調度問題進行化簡並附加假設條件產生數學規划模型，通過運籌學方法求解，形成實際問題解。該方法以求解最優解為目標，存在“指數爆炸”現象。
2.基於傳統啟發式的方法
將實際制造過程中調度問題用與工件或機器等相關的簡單信息決定上機順序，形成實際問題解。該方法計算量小，運行速度快，但是具有復雜約束、復雜目標或大規模等特點的調度問題，其調度效果往往不令人滿意。
3.基於計算機仿真的方法
基於制造過程調度問題建立仿真模型，確定初始參數，通過執行仿真程序確定滿意度：如果滿意，則形成實際問題解；如果不滿意，則重新執行仿真程序；該方法具有建模靈活但耗時長，面對復雜問題，難以得到令人滿意的調度效果。所以，單純采用仿真方法難以有效解決實時調度問題。
4.基於軟計算的方法
軟計算方法涵蓋了遺傳算法、禁忌搜索短發、模擬退火算法、粒子群算法/蟻群算法等。該方法通過對初始解進行尋優策略改進當前解，不斷產生新解，當達到終止條件后退出。該方法不以尋求問題最優解為目標，求解過程中基於簡單的形式化描述，將決策變量包含在待尋優個體中。
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