Diz 74 cz

Z DCEwiki
Verze z 28. 4. 2021, 08:58, kterou vytvořil Petrasva (diskuse | příspěvky)
(rozdíl) ← Starší verze | zobrazit aktuální verzi (rozdíl) | Novější verze → (rozdíl)
Skočit na navigaci Skočit na vyhledávání

Rozvrhování s omezeními na spotřebu energie

Autor: István Módos

S roustoucími náklady za spotřebu elektřiny pro velké výrobní podniky se v posledních letech objevil trend výzkumu v rámci energeticky efektivního a udržitelného rozvrhování. Při návrhu automatizovaných rozvrhovacích systémů pro takové podniky již nestačí brát v úvahu pouze tradiční kritéria jakými jsou např. délka rozvrhu. Výrobní rozvrhy musí zohledňovat i energetické aspekty, jinak jsou v praxi nepoužitelné, popř. je nutné je ručně upravit lidskými plánovači. Jedním z takových aspektů, kterým se tato práce zabývá, je tzv. čtvrthodinové maximum. Je to horní limit na spotřebu elektrické energie v každou čtvrthodinu během dne. Tento limit si výrobní podniky sjednávají s distributorem elektřiny a jeho překročení je finančně penalizováno. Motivační příklad pro tento výzkum byl podnik vyrábějící tvrzené sklo, kde k překročení čtvrthodinového maxima docházelo několikrát do měsíce. Často k této situaci došlo kvůli nepředvídatelnému prodloužení přípravného času operací, což vedlo k tomu, že se k sobě přiblížily energeticky náročné operace během stejné čtvrthodiny, během které spotřeba energie překročila sjednaný limit. V této práci se proto zabýváme tímto rozvrhovacím problémem, který dále uvažujeme jak v deterministickém, tak v stochastickém prostředí. V deterministickém prostředí očekáváme, že začátky vykonávání operací nepodléhají zpoždění, což má své uplatnění buď v plně automatizované výrobě anebo v podnicích, kde pracovníci jsou za prodlevy penalizováni. Studovali jsme výpočetní složitost různých variant tohoto problému; hlavním výsledkem je, že varianta s fixním pořadím operací, neměnným počtem strojů a předpokladem, že operace nemohou protínat více intervalů, se dá řešit v polynomiálním čase. Studium rozvrhovacího problému v stochastickém prostředí se zaměřuje studium postupů, jak zaručit, že výsledný výrobní rozvrh je robustní, tedy že i v případě, že nastanou neočekávané události, tak čtvrthodinová maxima nebudou porušena. Vzhledem k náročnosti podstaty problému bylo v této části uvažováno pouze rozvrhování na jednom stroji. Nicméně, objevili jsme, že pokud se zafixuje pořadí operací, tak se takový rozvrhovací problém dá vyřešit v pseudo-polynomálním čase; navržený algoritmus využíváme v exaktních a heuristických algoritmech. Pro rozvrhování v deterministickém a stochastickém prostředí jsme navrhli několik algoritmů, jak exaktních (optimalizační modely, metoda větví a mezí, Logická Bendrova dekompozice), tak heuristických (adaptivní lokální prohledávání), abychom mohli řešit i velké instance se stovkami operací. Srovnali jsme naše přístupy s adaptovanými přístupy z literatury, které jsme dále vylepšili a překonali v počtu nejlepších nalezených řešení.


Disertační práce 2021