前言

目前，对产品进行加工与装配制造时，往往采用先加工后装配的生产模式。随着物质生活水平的提高和技术的进步，具有复杂约束工艺的单件、小批量个性化产品越来越多，传统的调度方法由于忽略了产品内在加工和装配可并行处理的关系，影响了产品的完成时间，变得不再适用。因此，继产品加工调度和产品装配调度之后，将加工和装配并行处理的第三类产品制造调度模式——综合调度应运而生。作为智能制造的组成部分，综合调度是实现中国制造 2025 的重要手段，其研究意义重大，

不仅能提高生产效率和资源利用率，减少资源闲置浪费，而且可在激烈的市场竞争中通过提高效率和控制成本增强企业竞争力。在综合调度现有的以“工序”为优化对象的相关研究中，以多种路径为主线的算法仍存在调度策略失效及加工空隙的问题，工序之间的连续加工紧密度可进一步提高； 以“设备”为优化对象的相关研究中，无论以关键设备还是设备驱动为主线，加工工序多的设备上仍存在众多加工空隙，综合调度并行加工力度可进一步提高。

针对综合调度进一步提高并行加工和工序连续加工的紧密度的问题，本书从工艺树的结构特征、属性特征、位置优势、调度单元和特殊设备等研究角度，提出了工艺树循环分解的综合调度优化算法，建立了算法模型，并将研究成果拓展应用到资源对称型的二车间分布式综合调度中。具体研究内容分为以下三部分。

(1) 一般综合调度篇介绍了一般单件复杂产品、多件不同小批量产品和多件不同小批量产品动态分批制造的调度算法。其中，针对同层工序数量较多的复杂产品的考虑层级调度次序的综合调度算法，大幅提高了调度效率和资源利用率； 工艺树子树循环分解的综合调度算法，成功解决了因工序整体关系考虑不足而产生的设备空隙问题； 基于Dijkstra算法改进的综合调度算法解决了工序加工过程中设备上间隔时间长的问题。一般综合调度篇的内容使工艺树循环分解的综合调度算法能够广泛适用于各种生产情况，为不同类型产品的调度提供了有效的解决方案。在实现高效、精准的工艺树循环分解的综合调度过程中，此篇内容也发挥着不可或缺的核心支撑作用，为整个生产调度体系的稳定运行和持续优化奠定了坚实的基础。

(2) 特殊设备综合调度篇介绍了关键设备、瓶颈设备和柔性设备的调度算法，包括考虑多工序设备权重的综合调度算法，考虑多种设备加工特征的综合调度算法，以及考虑柔性设备加工能力的综合调度算法。这些算法不仅能有效减少产品加工时间，解决调度中增加的时间成本问题，还能提高设备系统高密加工和快速加工的能力，更能为工艺树循环分解在特殊设备上的高效调度提供强力支撑，在理论层面拓展工艺树循环分解的应用范畴，在实际生产中切实提高特殊设备的利用效率，推动生产调度的优化升级，丰富工艺树循环分解的调度策略体系，在提升整体生产调度水平方面发挥关键作用。

(3) 分布式综合调度篇将工艺树循环分解应用于资源对称型二车间综合调度中，综合考虑了工艺树整体结构、工序间约束关系和设备运载的情况等，同步实现了产品时间成本更少、工序迁移次数更少和二车间设备平均利用率更高的优化效果。这为分布式生产环境下的高效调度提供了有力的解决方案，丰富了工艺树循环分解的调度方法体系，对提升整体生产效率和资源利用水平起着不可或缺的推动作用。

本书系统全面地为读者介绍了综合调度的重要作用及其广泛应用。无论是从研究的深度层面进行剖析，还是从广度范畴加以阐述，抑或是聚焦于不同的应用领域，本书都致力于为对研究综合调度有兴趣的读者提供系统而全方位的参考资料，不仅有助于读者深入了解综合调度的发展脉络，还能为他们在该领域的进一步探索和实践提供有力的支持与引导。

本书著者为周伟，一直从事综合调度研究，是专著素材的主要完成人。

本书通过对综合调度算法的深入剖析，为从事智能计算和调度优化的学者及研究生读者们展现出了丰富的知识图景和深刻的理论架构，同时也为广大装配制造企业的管理人员与从事生产计划工作的相关人员提供了在实际应用中的相应指导。在科技不断进步、工业持续发展的时代浪潮中，综合调度将在推动各行业的创新与进步中发挥不可替代的作用。

著者2025年1月