CN105279598A - 基于动态关键路径法的兄弟工序成组综合调度方法 - Google Patents

Abstract

<b>基于动态关键路径法的兄弟工序成组综合调度方法。在已有的综合调度基础上，对具有多紧前工序的工序，通过尽早对其多紧前兄弟工序进行成组调度，使影响该工序开始加工时间的紧前工序提前加工，从而缩短产品完成时间。本发明方法包括：模块一，兄弟工序组划分模块，根据工序属性将与工序同紧后工序的所有紧前工序划分成一个组，形成兄弟工序组，所有调度均以工序组为单位调度；模块二，组内工序处理模块，按动态关键路径法在可调度工序集中选出一个工序，如果该工序所属兄弟工序组内所有工序均在可调度工序集中，则按组内各工序进入可调度工序集的先后次序调度该组各工序，若该工序所属兄弟工序组内工序不全在可调度工序集中，则将该工序组标记为挂起工序组，暂不调度该工序组；模块三，唤醒挂起模块，若新加入可调度工序集中的工序为所属挂起工序组内最后一个不可调度工序，则将该工序组立即成组调度，可按模块二处理。本发明用于单一产品综合调度。</b>

Description

基于动态关键路径法的兄弟工序成组综合调度方法

技术领域

本发明涉及一种基于动态关键路径法的兄弟工序成组综合调度方法。

背景技术

近年来，由于个性化生产的需要，学者们开始关注面向单件复杂产品的加工和装配一同处理的综合调度研究。

动态关键路径法是优先选择可调度工序集中的路径最长的工序调度加工，如果路径最长的工序不唯一，选择加工时间短的工序；其中工序路径长度为该工序到最后结束工序路径上所有工序加工时间之和。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于动态关键路径法的兄弟工序成组综合调度方法，通过整体提前多紧前工序的完成时间，使后续工序提前加工，从而使产品加工完成时间更短。

上述的目标通过以下的技术方案实现：

基于动态关键路径法的兄弟工序成组综合调度方法，其特征是:该方法主要包括如下模块：模块一，兄弟工序组划分模块，根据工序属性将与工序同紧后工序的所有紧前工序划分成一个组，形成兄弟工序组，所有调度均以工序组为单位调度；模块二，组内工序处理模块，按动态关键路径法在可调度工序集中选出一个工序，如果该工序所属兄弟工序组内所有工序均在可调度工序集中，则按组内各工序进入可调度工序集的先后次序调度该组各工序，若该工序所属兄弟工序组内工序不全在可调度工序集中，则将该工序组标记为挂起工序组，暂不调度该工序组；模块三，唤醒挂起模块，若新加入可调度工序集中的工序为所属挂起工序组内最后一个不可调度工序，则将该工序组立即成组调度，可按模块二处理。

所述的基于动态关键路径法的兄弟工序成组综合调度方法，所述的调度方法具体实施步骤如下：

步骤1：在加工树中计算各工序结点到根结点的路径长度；

步骤2：根据工序属性对加工树所有工序划分兄弟工序组，即将与工序同紧后工序的所有紧前工序划分成一个组；

步骤3：对初始加工树内各叶子结点工序按动态关键路径法确定加入可调度工序集顺序；

步骤4：判断此时可调度工序集是否为空，如可调度工序集不为空，继续向下执行，否则跳转至步骤16；

步骤5：判断可调度工序集中路径最长的未挂起工序是否唯一，如果唯一选取该工序向下执行，否则跳转至步骤14；

步骤6：判断该工序所属兄弟工序组内工序是否均在可调度工序集中，如果均在可调度工序集中继续向下执行，否则跳转至步骤15；

步骤7：调度该工序所属兄弟工序组内所有工序，兄弟工序组内工序调度次序按各工序进入可调度工序集的先后顺序；

步骤8：应用首次适应算法对已确定调度次序的各工序确定加工时间；

步骤9：删除可调度工序集中已调度的工序，删除加工树中已调度的结点；

步骤10：将上述成组调度后产生的一个新可调度工序加入可调度工序集；

步骤11：判断该新可调度工序所属工序组是否为挂起工序组，如果是继续向下执行，否则跳转至步骤5；

步骤12：判断该工序所属工序组内工序是否均在可调度工序集中，如果不是继续向下执行，否则跳转至步骤7；

步骤13：对该工序不做处理，跳转至步骤5；

步骤14：选取用时最少的工序，跳转至步骤6；

步骤15：将该工序所属工序组标记为挂起工序组，暂不调度该工序组，跳转至步骤5；

步骤16：获得各工序调度顺序并输出调度结果甘特图。

所述的基于动态关键路径法的兄弟工序成组综合调度方法，其特征是：所述的各叶结点到根结点的路径长度是路径上各工序加工时间的总和。

所述的基于动态关键路径法的兄弟工序成组综合调度方法，其特征是：所述的兄弟工序组是工序的所有紧前工序形成的组合。

所述的基于动态关键路径法的兄弟工序成组综合调度方法，其特征是：所述的可调度工序集是所有无紧前工序或紧前工序均已加工完毕的未调度工序所组成的集合。

所述的基于动态关键路径法的兄弟工序成组综合调度方法，其特征是：所述的优先成组调度兄弟工序是使其紧后工序获得更早加工，从而使产品尽早完成。

有益效果：

1.本发明按动态关键路径法在可调度工序集中选出一个工序，采用优先成组调度该工序所属兄弟工序组，使该工序的紧后工序获得较早的可开始加工时间。若该工序所属兄弟工序组内工序不全在可调度工序集中，则将该工序组标记为挂起状态，暂不调度该工序组，直到该工序所属工序组内工序均在可调度工序集时，立即成组调度该工序组。

本发明较完善的解决了多紧前工序的调度问题，在解决多紧前工序的综合调度问题时，每道工序必须在其所有紧前工序均已加工完毕或没有紧前工序时才可以调度，无论工序具有多少个紧前工序，只有最后完工的紧前工序才能决定该工序最早可加工时刻，其它紧前工序的提早加工不仅无法使该工序与其它工序尽早并行加工，而且占用大量急需加工工序的加工时间。因此，只有成组调度工序的所有紧前工序，才可避免上述问题。

本发明方法通过兄弟工序组内各工序进入可调度工序集顺序确定组内工序调度次序。由于同一兄弟工序组内工序连续调度且组内工序具有同一紧后工序，因此若组内工序所需加工设备均不相同，组内各工序调度次序对调度过程无影响；若组内工序所需加工设备相同，优先调度进入可调度工序集时刻较早的工序，可有效提高设备利用率。综上所述，兄弟工序组内工序调度次序按各工序进入可调度工序集时刻的先后顺序调度。

本发明方法通过对兄弟工序组采取挂起操作，使被选中的兄弟工序组可以在组内工序均可调度后尽早得到调度，从而令该工序组对应的紧后工序更早进入可调度工序集，即关键路径上的后续工序更早得到与其它工序并行加工的机会。该方法可以在不破坏动态关键路径法思想的前提下，使较晚可开始加工的工序尽早进入可调度工序集，而传统调度方法未考虑进行兄弟工序成组调度，是对传统调度方法的优化。

本发明方法首先按动态关键路径法在可调度工序集中选出一个工序，然后建立兄弟工序组并判断此时该组内工序是否均可调度，若均可调度则成组调度该兄弟工序组，否则挂起该工序组，直到该组内所有工序均可调度，立即调度该工序组。本方法达到了对动态关键路径法扬长避短的作用，在处理综合调度问题上可以获得更优的解。

附图说明：

附图1是“彩虹-4”无人机样机生产的部分加工装配图例。

附图2是本发明根据附图1中加工时间成本及加工所需加工设备建立的产品加工树图例。

附图3是本发明的工序调度流程图。

附图4是本发明的成组调度过程加工树变化图例。

附图5是本发明的最后一工序组所在加工树图例。

附图6是同组工序所需加工设备相同时，优先调度不同工序对比甘特图。

附图7是现有方法对附图2所示加工树的调度结果甘特图。

附图8是本发明针对附图2所示加工树的调度结果甘特图。

具体实施方式：

实施例1：

基于动态关键路径法的兄弟工序成组综合调度方法，其特征是:该方法主要包括如下步骤：模块一，兄弟工序组划分模块，根据工序属性将与工序同紧后工序的所有紧前工序划分成一个组，形成兄弟工序组，所有调度均以工序组为单位调度；模块二，组内工序处理模块，按动态关键路径法在可调度工序集中选出一个工序，如果该工序所属兄弟工序组内所有工序均在可调度工序集中，则按组内各工序进入可调度工序集的先后次序调度该组各工序，若该工序所属兄弟工序组内工序不全在可调度工序集中，则将该工序组标记为挂起工序组，暂不调度该工序组；模块三，唤醒挂起模块，若新加入可调度工序集中的工序为所属挂起工序组内最后一个不可调度工序，则将该工序组立即成组调度，可按模块二处理。

实施例2：

上述的基于动态关键路径法的兄弟工序成组综合调度方法，所述的调度方法具体实施步骤如下：

步骤1：在加工树中计算各工序结点到根结点的路径长度；

步骤2：根据工序属性对加工树所有工序划分兄弟工序组，即将与工序同紧后工序的所有紧前工序划分成一个组；

步骤3：对初始加工树内各叶子结点工序按动态关键路径法确定加入可调度工序集顺序；

步骤4：判断此时可调度工序集是否为空，如可调度工序集不为空，继续向下执行，否则跳转至步骤16；

步骤5：判断可调度工序集中路径最长的未挂起工序是否唯一，如果唯一选取该工序向下执行，否则跳转至步骤14；

步骤6：判断该工序所属兄弟工序组内工序是否均在可调度工序集中，如果均在可调度工序集中继续向下执行，否则跳转至步骤15；

步骤7：调度该工序所属兄弟工序组内所有工序，兄弟工序组内工序调度次序按各工序进入可调度工序集的先后顺序；

步骤8：应用首次适应算法对已确定调度次序的各工序确定加工时间；

步骤9：删除可调度工序集中已调度的工序，删除加工树中已调度的结点；

步骤10：将上述成组调度后产生的一个新可调度工序加入可调度工序集；

步骤11：判断该新可调度工序所属工序组是否为挂起工序组，如果是继续向下执行，否则跳转至步骤5；

步骤12：判断该工序所属工序组内工序是否均在可调度工序集中，如果不是继续向下执行，否则跳转至步骤7；

步骤13：对该工序不做处理，跳转至步骤5；

步骤14：选取用时最少的工序，跳转至步骤6；

步骤15：将该工序所属工序组标记为挂起工序组，暂不调度该工序组，跳转至步骤5；

步骤16：获得各工序调度顺序并输出调度结果甘特图。

实施例3：

所述的基于动态关键路径法的兄弟工序成组综合调度方法，其特征是：所述的各叶结点到根结点的路径长度是路径上各工序加工时间的总和。

所述的基于动态关键路径法的兄弟工序成组综合调度方法，其特征是：所述的兄弟工序组是工序的所有紧前工序形成的组合。

所述的基于动态关键路径法的兄弟工序成组综合调度方法，其特征是：所述的可调度工序集是所有无紧前工序或紧前工序均已加工完毕的未调度工序所组成的集合。

所述的基于动态关键路径法的兄弟工序成组综合调度方法，其特征是：所述的优先成组调度兄弟工序是使其紧后工序获得更早加工，从而使产品尽早完成。

实施例4：

上述的基于动态关键路径法的兄弟工序成组综合调度方法，基于工序间属性的兄弟工序组划分模块：

根据加工树所示各工序的关系，为方便统一调度，将加工树内各工序按同紧后工序的所有紧前工序划分成组，形成兄弟工序组，组内各工序为串行调度关系，组间关系保持原加工树所示关系，所有调度均以工序组为单位调度。

实施例5：

上述的基于动态关键路径法的兄弟工序成组综合调度方法，基于关键路径法和进入顺次序的组内工序处理模块：

遍历加工树内各工序并计算所有工序到根结点的路径长度，将初始加工树内各叶子结点工序按动态关键路径法确定加入可调度工序集顺序，以便建立初始可调度工序集。按动态关键路径法在可调度工序集中选出一个工序，如果该工序所属兄弟工序组内所有工序均在可调度工序集中，则按组内各工序进入可调度工序集的先后次序调度该组各工序，若该工序所属兄弟工序组内工序不全在可调度工序集中，则将该工序组标记为挂起状态，暂不调度该工序组，直到该组工序均在可调度工序集中，立即调度该工序组。

实施例6：

上述的基于动态关键路径法的兄弟工序成组综合调度方法，基于工序组尽早调度的唤醒挂起模块：

由于本方法所涉及调度均为成组调度，因此每调度一组必有一个工序成为新的可调度工序，若该工序为所属挂起工序组内最后一个不可调度工序，即新可调度工序的加入使所属兄弟工序组内工序均在可调度工序集中，则立即按组内各工序进入可调度工序集的先后次序调度该工序组内工序。

实施例7：

上述的基于动态关键路径法的兄弟工序成组综合调度方法，由于样机加工装配过程过于复杂，本发明中附图1所示图例仅显示部分重要部件的加工装配过程，其中飞行控制系统、燃油系统、导航系统、自动飞行控制系统仪表系统、APU、安全系统等也可根据本发明方法加工装配。

施例8：

上述的基于动态关键路径法的兄弟工序成组综合调度方法，按该方法处理如附图2所示的加工树，根据各工序的兄弟工序情况，具体调度时分三种情况：

1）若此时路径最长工序无兄弟工序，直接调度此工序。如本例中工序8的路径最长（90）且无兄弟工序，所以直接调度工序8；

2）若此时路径最长工序具有不可调度的兄弟工序，则将该工序所属工序组挂起，直到其所有兄弟工序均为可调度工序，立即对该工序所属的兄弟工序组成组调度。如本例中工序7的路径长度为65，此时工序5为不可调度工序，所以不能将工序5、6、7成组调度，只能将7暂时挂起，直到调度工序11，,使工序5为可调度工序时，将工序5、6、7成组调度，调度顺序为{6、7、5}，如附图4所示；

3）若此时路径最长工序具有的兄弟工序均可调度，则按各工序进入可调度工序集的先后次序调度该组各工序。如本例中工序2、3、4，它互为兄弟工序，对它们进行成组调度，按照它们进入可调度工序集的先后顺序作为它们的调度次序，即调度次序为{3，2，4}，此例中可以明显看出优先调度工序2比优先调度工序4可以使产品完工时间提前，如附图5所示。

实施例9：

上述的基于动态关键路径法的兄弟工序成组综合调度方法，如果存在路径长度相同的工序，优先调度工序加工时间用时最短的工序。如本例中工序11、工序14的路径长度相同（55），由于工序11比工序14的加工时间短，因此优先调度工序11。附图8是上述发明针对附图2所示加工树调度结果的甘特图，附图7是现有方法针对附图2所示加工树调度结果的甘特图。

实施例10：

上述的基于动态关键路径法的兄弟工序成组综合调度方法，若工序A、工序B是所需加工车间设备相同的同组工序，工序A进入可调度工序集的时刻为F1，工序B进入可调度工序集的时刻为F2，即工序A较工序B先进入可调度工序集。如附图6所示，优先调度进入可调度工序集早的工序可明显提高调度效果。

综上所述，本文所提出的方法通过对兄弟工序的成组调度，使多紧前工序更早加工，不仅达到了对动态关键路径法的进一步改进，还使产品综合调度结果更优。因此，本发明提出的调度方法是对综合调度技术的进一步改善。

Claims (6)

1.基于动态关键路径法的兄弟工序成组综合调度方法，其特征是:该方法主要包括如下模块：模块一，兄弟工序组划分模块，根据工序属性将与工序同紧后工序的所有紧前工序划分成一个组，形成兄弟工序组，所有调度均以工序组为单位调度；模块二，组内工序处理模块，按动态关键路径法在可调度工序集中选出一个工序，如果该工序所属兄弟工序组内所有工序均在可调度工序集中，则按组内各工序进入可调度工序集的先后次序调度该组各工序，若该工序所属兄弟工序组内工序不全在可调度工序集中，则将该工序组标记为挂起工序组，暂不调度该工序组；模块三，唤醒挂起模块，若新加入可调度工序集中的工序为所属挂起工序组内最后一个不可调度工序，则将该工序组立即成组调度，可按模块二处理。

2.根据权利要求1所述的基于动态关键路径法的兄弟工序成组综合调度方法，其特征是：所述的调度方法具体实施步骤如下：

步骤1：在加工树中计算各工序结点到根结点的路径长度；

步骤2：根据工序属性对加工树所有工序划分兄弟工序组，即将与工序同紧后工序的所有紧前工序划分成一个组；

步骤3：对初始加工树内各叶子结点工序按动态关键路径法确定加入可调度工序集顺序；

步骤4：判断此时可调度工序集是否为空，如可调度工序集不为空，继续向下执行，否则跳转至步骤16；

步骤5：判断可调度工序集中路径最长的未挂起工序是否唯一，如果唯一选取该工序向下执行，否则跳转至步骤14；

步骤6：判断该工序所属兄弟工序组内工序是否均在可调度工序集中，如果均在可调度工序集中继续向下执行，否则跳转至步骤15；

步骤7：调度该工序所属兄弟工序组内所有工序，兄弟工序组内工序调度次序按各工序进入可调度工序集的先后顺序；

步骤8：应用首次适应算法对已确定调度次序的各工序确定加工时间；

步骤9：删除可调度工序集中已调度的工序，删除加工树中已调度的结点；

步骤10：将上述成组调度后产生的一个新可调度工序加入可调度工序集；

步骤11：判断该新可调度工序所属工序组是否为挂起工序组，如果是继续向下执行，否则跳转至步骤5；

步骤12：判断该工序所属工序组内工序是否均在可调度工序集中，如果不是继续向下执行，否则跳转至步骤7；

步骤13：对该工序不做处理，跳转至步骤5；

步骤14：选取用时最少的工序，跳转至步骤6；

步骤15：将该工序所属工序组标记为挂起工序组，暂不调度该工序组，跳转至步骤5；

步骤16：获得各工序调度顺序并输出调度结果甘特图。

3.根据权利要求1或2所述的基于动态关键路径法的兄弟工序成组综合调度方法，其特征是：所述的各叶结点到根结点的路径长度是路径上各工序加工时间的总和。

4.根据权利要求1或2或3所述的基于动态关键路径法的兄弟工序成组综合调度方法，其特征是：所述的兄弟工序组是一个工序的所有紧前工序形成的组合。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的基于动态关键路径法的兄弟工序成组综合调度方法，其特征是：所述的可调度工序集是所有无紧前工序或紧前工序均已加工完毕的未调度工序所组成的集合。

6.根据权利要求1或2或3或4或5所述的基于动态关键路径法的兄弟工序成组综合调度方法，其特征是：所述的优先成组调度兄弟工序是使其紧后工序获得更早加工，从而使产品尽早完成。