不同于传统工业中的Flow-shop和Job-shop调度问题,综合调度是在具有树形复杂结构的多品种、小批量产品中,将产品加工和装配进行同步处理的调度。在现有以“工序”为优化对象的相关研究中,多以路径为研究主线,例如长路径、拟关键路径、紧密衔接路径、择时排序路径等,但是以长路径或者拟关键路径为主线的系列算法中,如果相同设备出现短路径上叶节点工序较早开始加工的情况时,首次适用调度策略就会失效;在以紧密衔接路径为主线的系列算法中,如果非紧密衔接路径上的两个工序都是叶节点工序,那么“短用时”调度策略就会失效;在以后续工序择时路径的系列算法中,只有当某个工序组调度完毕后,后续工序组才可以开始加工,因而工序组中的工序会在已经调度工序序列中形成不可利用的加工空隙。所以,在现有以工序路径为研究角度的算法中,工序之间连续加工的紧密度可以进一步提高。同时,在以“设备”为优化对象的相关研究中,无论是以关键设备为研究主线,还是以设备驱动为研究主线,加工工序较多的设备上会形成工序序列间的众多加工空隙,所以综合调度并行加工的力度也可以进一步提高。针对综合调度进一步提高工序连续加工的紧密度和并行加工的问题,本文从一般复杂产品综合调度的结构特征、调度单元、特殊设备等研究角度提出工艺树循环分解的综合调度优化算法,并建立算法模型,再将研究取得的成果拓展应用到资源对称型的二车间分布式综合调度中。具体的研究内容分为以下4个部分:1.在一般复杂产品综合调度问题中,以产品结构特征为研究角度,针对树形工艺中同层工序数量较多的复杂产品调度问题,提出了考虑层级调度次序的算法。算法在考虑优先级调度策略和短用时调度策略的基础上,提出了叶节点调度策略。通过优先调度没有紧前工序约束的叶节点工序,有效的减少了设备的空闲时间段,既提高了工序间纵向加工的紧密度,又实现了工序横向的并行优化。实验分析表明,所提算法的优化效果优于相同研究领域的最新算法。同时,利用Petri网模拟工厂的实际调度过程,又从实践仿真方面验证了算法的可行性和有效性。2.在一般复杂产品综合调度问题中,以产品加工过程中的调度单元为研究角度,提出了工艺树子树循环分解的算法。算法首先提出了子树循环分解策略,建立了以子树为单位的调度单元;其次提出了工序调整策略,有效解决了子树在解重组时的冲突问题;最后提出了工序约束关系审核策略,严格保证了调度过程中工序的约束关系。通过与以“工序组”和“工序串”为调度单元的最新研究成果对比,所提算法的优化效果更佳。3.在一般复杂产品综合调度问题中,以拓展调度系统中特殊设备的多样性为研究角度,提出了考虑多工序设备权重的调度算法。算法在综合调度中新定义了一种特殊设备——多工序设备。在此基础上又提出了设备优先级和工序约束度等定义,并以多工序设备为研究对象,通过充分利用多工序设备上工序间加工空隙的方法,减少了复杂产品的总加工用时。通过与以“关键设备”为研究对象的最新算法的对比分析,所提算法的优化效果更佳。4.在资源对称型的分布式综合调度问题中,基于前述优化算法模型提出了基于工艺树循环分解的二车间调度算法。算法全面考虑了综合调度中的相关影响因素:工艺树整体结构、工序自身属性、工序间约束关系和特殊设备运载情况等,提出了基于子树循环分解的车间调度方案和以车间加工均衡为原则的工序分配方案。所提算法实现了资源对称型的二车间综合调度的生产时间更短、工序迁移次数更少、车间设备平均利用率更高的优化效果。通过与现有的所有资源对称型二车间综合调度算法的对比分析,所提算法的调度效果更佳。