基于双层循环的流水车间调度与设备维护鲁棒集成优化方法

高明中，唐秋华，钱新博

(1.武汉科技大学冶金装备及其控制教育部重点实验室，湖北 武汉，430081；2.武汉科技大学机械传动与制造工程湖北省重点实验室，湖北 武汉，430081)

生产调度和设备维护是相互关联、相互影响的。持续生产一段时间后，机器可靠性会降低，可能发生机器故障，需要中断生产进行维护，使其恢复到工作状态；或在设备发生故障前，根据“预防为主”“防患于未然”的原则，进行有计划的预防性维修。因此，在车间管理时必须综合考虑生产调度、预防维护和故障维护，通过集成优化来降低生产成本、延长设备寿命、提高产品质量。更重要的是，在集成优化过程中需要保证调度方案具有足够的鲁棒性，以促成生产组织与设备维护的无缝衔接。

生产调度与设备维护的集成优化通常分成两类：确定型和不确定型。确定型问题中，通过安排足量的预防维护来保证设备具备较高的可靠性，无需考虑随机故障的发生。此方面研究目前已相对成熟，如Wang等[1]研究了两阶段混合流水车间的生产调度与预防维护集成优化，可同时优化制造周期和第一阶段机器可用性。不确定型问题不仅需要考虑预防维护，更要考虑随时可能发生的机器故障。Cassady等[2]和Cui等[3]以鲁棒性为目标，建立了设备故障函数服从Weibull分布时的单机调度鲁棒集成优化模型。Herroelen等[4]将鲁棒性分为两种：制造周期鲁棒性和开始时间鲁棒性，前者是指在随机故障发生后调度目标变动不大，后者是指在随机故障产生后各操作的实际开始时间调整幅度不大。……