预防性周期维护下的同速机调度问题研究

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传统的调度研究的一个重要特征是假设机器是一直可以加工工件的。然而在实际的生产调度中,为了避免因机器过度磨损而导致产品质量下降或者机器崩溃,一个普遍采用的做法是经常对机器进行预防性维护。本文主要研究了两个需要考虑机器预防性维护的同速机调度问题。第一个问题是每台机器都需要进行预防性周期维护的m台同速机调度问题,其中所有工件在0时刻均已到达且工件不可中断,工件只有加工时长和编号的区别。目标是求工件完成时刻之和最小的调度方案。本文在经典的SPT算法的基础上,提出了名为MSPT的算法。该算法的思想是对SPT方案中每台机器上工件的加工顺序进行调整。理论分析表明MSPT算法优于SPT算法。由于两台机器的情况是平行机调度中最基本的情况,本文针对上述问题的两台同速机的情况进行了详细的讨论。对于中小规模工件的情况,本文建立了一个数学规划模型。对于大规模工件的情况,本文提出了名为MSPTI的算法。该算法的思想是以SPT方案为基础,通过机器内部或机器之间的工件交换使得两台机器的空闲时长尽量短。数值实验表明机器的维护时长越大,MSPTI算法的性能就越好。第二个问题是考虑工件类别的每台机器都需要进行预防性周期维护的两台同速机调度问题,其中工件分为两类,即特殊工件和普通工件。特殊工件只能在其中一台机器维护后的某个时间段内加工,所有工件均不可中断。目标是求时间表长最小的调度方案。本文给出了一个名为MLPT的算法。数值实验表明,MLPT算法的平均误差小于10%。
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