摘 要

随着经济全球化，制造企业面临的竞争日趋激烈，管理者需要优化企业的生产调度过程来提高自己的核心竞争力。作业车间调度作为实际中最常见的一类生产调度问题，引起了广泛关注。由于调度问题的复杂性和特殊性，实际生产中存在的不确定因素将会对调度结果带来很大影响。因此，只有充分考虑不确定因素对调度策略的影响，才能够得到更稳健的调度结果。

本文采用随机数法来描述工件加工时间的不确定性，对加工时间不确定的作业车间调度问题进行研究，利用Tecnomatix Plant Simulation9软件模拟仿真1000×6的作业车间调度问题，以总加工时间、交货期等为优化目标，比较九种的派工法则在各个优化目标下的表现。

实验结果表明，加工时间发生偏差时，工件的总加工时间会变大，延迟完工水平会上升；派工法则和加工时间确定与否的交互作用较微弱或者不存在，即不管加工时间确定或者随机，9种派工法则调度表现的优劣情况相似；对派工法则进行分析可以发现，对于大部分情况来说，SPT规则、STR规则和EDD规则的调度效果相对较优。没有一种派工法则适用于所有的生产情况，需要根据实际的生产条件和生产目标来选择合适的派工法则。希望本文的研究结果对于实际的生产实践具有指导作用。

关键词：随机数法；加工时间不确定；作业车间调度；派工法则

Abstract

With the acceleration of economic globalization, manufacturing enterprises are facing increasingly fierce competition. Managers need to optimize the production scheduling process to improve their core competitiveness. Job shop scheduling problem，as the most common one ，has attracted wide attention. Due to the complexity and particularity of the scheduling problem, the uncertain factors in the actual production will have a great impact on the scheduling results. Therefore, only by taking full account of the impact of uncertain factors on the scheduling strategies, the results can be more robust.

This paper explores Job-shop scheduling problem with processing time uncertainties by taking the random number method to describe the uncertainties. It simulates a job shop scheduling problem of 1000×6 by using the software “Tecnomatix Plant Simulation9”.We Consider the average processing time and the due date for the optimization goal,and then compare performance of the 9 different dispatching rules on the two goals.

The experimental results show that the total processing time of the job will be larger when the machining time is changed and that delayed completion levels will rise. The interaction between dispatching rules and the processing time is weak or doesn’t exists, that is, whether the processing time is determined or random, the performance of the 9 dispatching rules is similar.Through the analysis of the dispatching rules,it can be found that, for the most part, SPT ,STR and EDD rules have relatively better scheduling results. No dispatching rule applies for all production.It is necessary to choose suitable dispatching rules according to the actual production condition and target.It is hoped that the research results of this paper can guide the actual production practice.

Key Words: random number method；processing time uncertainties；Job-shop scheduling problem；dispatching rule

目 录

第1章 绪论 1

1.1研究背景及意义 1

1.2国内外研究现状 1

第2章 车间调度概述 3

2.1车间调度问题 3

2.1.1车间调度问题综述 3

2.1.2车间调度问题研究方法 3

2.2作业车间调度问题 4

2.2.1确定性作业车间的调度问题 4

2.2.2不确定性作业车间调度问题 4

2.3加工时间不确定的作业车间调度问题 5

2.3.1问题难点 5

2.3.2问题求解特点 6

2.4 Plant Simulation软件介绍 6

第3章JSP-PTU问题仿真研究 7

3.1仿真分析 7

3.1.1仿真问题描述 7

3.1.2仿真流程设计 7

3.2仿真建模 7

3.2.1仿真参数分析 7

3.2.2仿真模型设计 12

3.2.3仿真模型运行 17

第4章 派工法则的性能评价 19

4.1数据统计 19

4.2派工法则性能分析 27

第5章 总结与展望 29

5.1总结 29

5.2展望 29

参考文献 31

致 谢 33

第1章 绪论

1.1研究背景及意义

近年来，制造业面临的竞争加剧，每个企业都在探索如何才能提高自己的生产效率，并同时提高客户满意度、增强自己的竞争优势。作业车间调度问题作为生产车间调度问题的关键组成，一直是相关领域的热门议题。目前，行业内针对不确定性作业车间调度问题的研究还是较少，大多是研究的确定性的问题，我们必须对生产过程中的不确定性进行更多的研究，这样得出的调度方案才能更好地指导生产实践。

在寻求最优调度方案时，由于环境的不确定性，我们无法用确定的参数去描述实际生产中工件的加工时间、完工时间以及交货期等，在这样的情况下得出的调度决策可靠性往往较低。因此，为了得出对具体生产环境针对性较强的方案，对不确定性的研究就显得尤为重要。

所以，本文的主要目的是研究生产过程中工件加工时间不确定时的车间调度问题，对实际生产调度问题受到的复杂约束进行分析，采用不同的优化目标，从而寻求最优良的调度方案，使设计更加符合实际生产条件，从而更好地安排生产调度过程。因此，对加工时间不确定条件下的作业车间调度问题进行研究，对于优化企业生产流程、降低生产成本以及增强企业的核心竞争力，具有十分重要的意义。

1.2国内外研究现状