Algorytmy rojowe w harmonogramowaniu procesów produkcyjnych

Algorytmy rojowe w harmonogramowaniu procesów produkcyjnych

Obecnie w przemyśle przeważającym modelem produkcji jest wytwarzanie w postaci zadań produkcyjnych, poprzez wytwarzanie części i ich montaż. Z tego względu potrzebne są metody takiego planowania i harmonogramowania produkcji, które będą optymalizowały wykorzystanie zasobów. Do systemu produkcyjnego składane są zlecenia, które zwykle opisane są w postaci szeregu zadań produkcyjnych, z których każde jest przetwarzane jako ciąg operacji. Każda z operacji ma określony czas wykonania (precyzyjnie lub też w postaci rozmytej), przy czym kolejność operacji musi być zachowana. Celem jest rozwiązanie problemu harmonogramowania zadań poprzez zbudowanie takiego HAR, który w największym stopniu pozwoli na precyzyjne dotrzymanie zobowiązań. Wykonanie zadań podlega ograniczeniom, które zwykle dotyczą zasobów. Do prawidłowego rozwiązania problemu HAR należy zdefiniować różne warianty modeli SP (np. gniazdowy, przepływowy), obejmujące możliwe ograniczenia produkcyjne, a także kryteria jego oceny.


Współczesne systemy zaawansowanego planowania i harmonogramowania APS (Advanced Planning & Scheduling) wspierają menedżerów i planistów w optymalizacji scenariuszy produkcyjnych. Systemy APS posiadają algorytmy optymalizacyjne oparte na różnego rodzajach metaheurystykach (w tym algorytmy rojowe), które umożliwiają takie harmonogramowanie produkcji, aby zlecenia zostały zrealizowane w jak najkrótszym czasie, przy uwzględnieniu narzuconych kryteriów. Algorytmy rojowe, mimo że naśladują bardzo różne zachowania, charakteryzują się wspólnym schematem przetwarzania. Po pierwsze populacja jest inicjalizowana wraz z kilkoma rozwiązaniami generowanymi losowo lub za pomocą prostych heurystyk. Rozwiązania początkowe są oceniane za pomocą wartości ich funkcji celów lub funkcji przystosowania. Proces iteracyjny jest wykonywany poprzez powtarzanie aż do wystąpienia kryterium zatrzymania. Na końcu najlepsze rozwiązanie i odpowiadająca mu wartość funkcji celu jest wyjściem algorytmu. Celem książki jest przedstawienie charakterystyki algorytmów rojowych i ich możliwości do budowy harmonogramów w rzeczywistych systemach produkcyjnych.

Książka jest przeznaczona dla studentów kierunku "Zarządzanie i inżynieria produkcji", młodych naukowców i praktyków zajmujących się zarządzaniem i sterowaniem produkcją.