前言

车间调度作为数字化制造车间的关键环节，可有效提高制造车间的生产效率与设备利用率，从而缩短生产周期。

随着交叉学科的不断发展，车间调度逐渐向综合性方向发展。传统的调度问题往往假设在理想环境下进行生产，即假设每个工件的加工信息和车间状况都是提前预知的，并且不可更改，同时依据这些给定加工参数进行调度优化。然而，在实际生产过程中，车间状况是一个动态过程，经常具有不确定性，存在一系列突发事件干扰，如工件随机到达、机器故障维修等，这使得初始优化的调度方案，由于车间状态的变化而失去最优性，有时甚至变为不可行。例如，针对某些生产车间（如汽车、飞机制造、造船等行业的数控加工车间），由于实际市场需求或交货期、原材料、设计方案等的变化导致现有生产无法完成，往往需要对设备、刀具等与车间生产状态相关的参数进行调整，以保证生产平稳、高效地进行。如何调整相关参数来既保证方案满足期望，又使得相关成本最低或方案改变最小成为亟须解决的问题。这就非常需要一种具有高柔性和高容错能力的调度方法。这种方法应在保障成本效益的前提下，能够快速响应生产变化。

近年来，随着人们对逆优化问题研究的深入，不断涌现出新的理论和方法。通过将逆优化理论引入车间调度领域，探索“逆调度理论与方法”的具体应用机理，逆调度可以改善既有调度方案的性能，快速响应车间突发事件，从而达到以最小的改变实现最优调整的目的。这是一类重要的生产调度问题，有广泛的工程应用背景。从理论上讲，目前的逆调度研究不足，缺乏相应的模型、策略和求解方法。因此，对车间逆调度问题进行分析与建模更具挑战性。目前，采用智能算法求解该问题尚属空白，而以往的方法只是针对具体问题给出优化结果，因此需要利用有效的智能算法对其内在结构进行分析，为新的高效求解方法提供相应的理论依据。同时，新的求解方法更注重问题的内在结构与本质。

本书针对已有的调度算法，研究相应的高效混合求解方法。这对车间逆调度问题本质的探究与求解方法的拓展是全新尝试，具有巨大的理论研究意义，同时为车间逆调度的发展提供了新的理论与方法，具有重要的价值。从实际生产环境上讲，以往车间调度的研究往往只考虑加工参数已知、给定的情况，而忽略了实际生产环境中存在不确定因素等情况；另外，研究的问题通常假设在理想状态下进行，对其他因素的考虑较少。本书结合实际生产中可控的加工参数等，通过调整相关参数来确保方案满足期望，以逆调度问题的本质为依据，逐渐对不同车间类型的逆调度问题进行深入研究。

本书主要介绍逆优化、逆调度及车间调度的基本概念、理论方法、关键技术，并应用相关理论与方法解决实际生产中的问题，从基本概念、理论方法与实现应用三个层面，紧密结合车间调度应用背景，将数据驱动的思想引入逆调度研究，阐述车间逆调度理论与方法在工业场景中的应用，从而具有工程应用价值。