Production Scheduler · User guide Production Scheduler · Príručka Production Scheduler · Handbuch

Einführung

RoboPol Production Scheduler plant die Werkstattfertigung. Jeder Job durchläuft eine geordnete Folge von Operationen mit zugeordneter Maschine und Dauer. Der Zeitplan berücksichtigt die Reihenfolge, Maschinenverfügbarkeit und eingetragene Stillstände.

CP-SAT unterstützt Makespan und gewichtete Terminverspätung. RoboPol Refined-Hybrid verbindet die Refined-Suche mit nativer CP-SAT-Unterstützung zur Makespan- und Terminoptimierung. Beide Solver zeigen ihre Ergebnisse im gleichen Arbeitsbereich. Der Nachweis unterscheidet zulässige Zeitpläne von nachgewiesenen Optima.

Schnellstart

1. Öffnen Sie Datensatz → Zufallsfabrik für ein Beispiel. Für eigene Daten öffnet Bearbeiten den Datensatz-Editor.
2. Definieren Sie Maschinen, Produktarbeitspläne und einen Produktionsplan. Alle Jobs generieren erzeugt die Solver-Eingabe. Das Zufallsbeispiel enthält bereits generierte Jobs.
3. Wählen Sie unter Grundoptionen den eigenen Datensatz. Eingebaute Instanzen sind separate Testdaten.
4. Wählen Sie CP-SAT oder RoboPol Refined-Hybrid. Beginnen Sie bei Refined mit Normal und prüfen Sie Ziel sowie Methodeneinstellungen.
5. Klicken Sie auf Optimierung starten. Im Gantt-Bereich sehen Sie Algorithmus und verstrichene Zeit. Berechnung stoppen bricht den Lauf ab.
6. Prüfen Sie Zeitplan, Algorithmus, Makespan und Optimalitätsnachweis. Speichern Sie das Projekt mit Speichern unter und exportieren Sie bei entsprechender Lizenzberechtigung.

Programmübersicht

Das Programm startet im Modus eigener Datensatz. Wenn der Datensatz leer ist, meldet die Validierung, dass vor der Berechnung mindestens ein Job vorhanden sein muss. Änderungen am Datensatz schalten automatisch auf eigener Datensatz, damit das sichtbare Projekt und die an den Solver gesendeten Daten zusammenpassen.

Online- und Desktop-Start

Die Online-Version läuft unter scheduler.robopol.sk. Im Bereich System stehen Downloads für Windows und Linux bereit. Unter Windows entpacken Sie das RAR-Archiv und starten das enthaltene EXE-Installationsprogramm; Linux verwendet das .run-Installationsprogramm. Die Online-Aktivierung gehört zur Browsersitzung, die Desktop-Aktivierung zum PC. Beide Versionen haben dieselben Fabrikgrößenlimits und Berechnungsfunktionen. Alle integrierten Beispiele sind auch im Demo verfügbar; Rechenzeit und Refined-Profile unterliegen keinen Lizenzlimits.

• Starten Sie die installierte Anwendung RoboPol Production Scheduler. Der Starter öffnet die Browseroberfläche und startet den lokalen Solver-Dienst.
• In der Desktop-Version laufen Berechnungen auf Ihrem Computer, online auf dem Server. Lassen Sie die Anwendung während der Arbeit geöffnet; eine direkt geöffnete HTML-Datei startet keine Solver.
• Das Desktop-Paket enthält den Refined-Kern, den nativen CP-SAT-Hybrid-Worker und die erforderlichen Bibliotheken. Diese Komponenten gehören zusammen. Fehlende Dateien lassen sich mit dem Installationsprogramm wiederherstellen.
• Für Lizenzaktivierung, gegebenenfalls erforderliche Verlängerung und Update-Prüfungen wird Internet benötigt. Das System-Panel zeigt die aktive Edition.
• Zum Bearbeiten empfiehlt sich ein Desktop oder Notebook. Erlauben Sie Downloads für JSON-, CSV-, PNG- und SVG-Exporte.
• Bearbeiten Sie ein Projekt in einem Tab und speichern Sie wichtige Arbeit mit Speichern unter. Die Browser-Wiederherstellung ersetzt keine gespeicherte Projektdatei.

Projektwerkzeuge

System, Lizenz und Klang

Öffnen Sie System im linken Panel. Diese Einstellungen betreffen die Anwendung und verändern das Produktionsmodell nicht.

Datenmodell

CSV-Import und Laden des Datensatzes

CSV-Import wird verwendet, wenn Produktionsdaten bereits aus ERP, MES, Excel oder einem anderen Planungssystem vorliegen. Der Import ist in Bereiche aufgeteilt: Maschinen, Produkte, Plan und Jobs. Jeder Import ersetzt nur den ausgewählten Bereich.

Datensatz-Werkzeuge

Empfohlener Importablauf

1. Importiere zuerst Maschinen, bei Bedarf inklusive geplanter Stillstände.
2. Importiere danach Produkte. Schritte der Produktroute müssen auf vorhandene Maschinen-IDs verweisen.
3. Importiere Plan. Planzeilen müssen auf vorhandene Produkt-IDs verweisen.
4. Öffne den Datensatz-Editor, prüfe den Plan und klicke Alle Jobs generieren.
5. Starte den Solver erst, wenn der Datensatzstatus meldet, dass der eigene Datensatz gültig ist.

Wenn ERP/MES bereits exakte Jobs auf Operationsebene exportiert, kannst du Produkte und Plan überspringen und direkt Jobs importieren verwenden. In diesem Fall muss jede Operationszeile auf eine vorhandene Maschinen-ID verweisen.

Regeln für CSV-Dateien

• Die erste Zeile muss Spaltennamen enthalten. Die Spaltenreihenfolge kann den Beispielen unten folgen.
• CSV verwendet Kommas als Trennzeichen. Werte mit Komma, Anführungszeichen oder Zeilenumbruch müssen in Anführungszeichen stehen.
• Für Dezimalzahlen wird ein Punkt verwendet, zum Beispiel 1.2. Kein Dezimalkomma wie 1,2 verwenden.
• IDs sind nullbasierte nichtnegative Ganzzahlen: 0, 1, 2.
• Dauern, Mengen und Chargengrößen müssen positive Zahlen sein. Zeiten stehen in der Projektzeiteinheit, normalerweise Minuten.
• Maschinen-IDs in Produkten oder Jobs müssen in Maschinen existieren. Produkt-IDs im Plan müssen in Produkten existieren.

Maschinen CSV

Pflichtspalten: machine_id, machine_name. Stillstandsspalten sind optional. Wenn eine Stillstandszeile gefüllt ist, sind downtime_id, downtime_start und downtime_duration erforderlich. Eine Maschine mit mehreren Stillständen steht in mehreren Zeilen mit derselben Maschinen-ID.

machine_id,machine_name,machine_description,downtime_id,downtime_name,downtime_type,downtime_start,downtime_duration,downtime_hard,downtime_description
0,Laser cutter,Cuts sheet-metal blanks,0,Lens cleaning,maintenance,120,30,true,Planned optics cleaning
1,CNC mill,Milling and drilling station,,,,,,,
2,Assembly bench,Manual assembly station,,,,,,,

Produktrouten CSV

Pflichtspalten: product_id, product_name. Ein Produkt, aus dem Jobs generiert werden sollen, braucht Zeilen mit route_step_id, machine_id und duration. machine_name ist nur informativ; der Import verwendet machine_id.

product_id,product_name,product_description,route_step_id,route_step_name,machine_id,machine_name,duration,route_step_description
0,Control cabinet,Sheet-metal cabinet,0,Cut panels,0,Laser cutter,20,Cut outer panels
0,Control cabinet,Sheet-metal cabinet,1,Drill mounts,1,CNC mill,35,Drill and tap holes
0,Control cabinet,Sheet-metal cabinet,2,Assemble frame,2,Assembly bench,45,Manual assembly
1,Pump housing,Machined housing,0,Rough mill body,1,CNC mill,30,Rough machining

Produktionsplan CSV

Pflichtspalten: plan_item_id, product_id, quantity, batch_size. due_time ist optional und muss, wenn angegeben, nichtnegativ sein. priority ist optional und hat den Standardwert 1. Die Anwendung erweitert jede Planzeile zu generierten Jobs nach ceil(quantity / batch_size).

plan_item_id,plan_item_name,product_id,product_name,quantity,batch_size,due_time,priority,description
0,Cabinet order,0,Control cabinet,12,4,480,1.0,Customer order A
1,Pump order,1,Pump housing,10,5,420,1.2,Priority order

Jobs CSV

Jobs importieren ist das direkte Solver-Eingabeformat. Verwende es, wenn Jobs bereits auf Operationsebene vorliegen und nicht aus Produktrouten und Produktionsplan generiert werden sollen. Pflichtspalten: job_id, job_name, operation_id, machine_id, duration. Ein Job besteht aus mehreren Zeilen, eine Zeile pro Operation, geordnet nach operation_id.

job_id,job_name,job_description,product_id,plan_item_id,batch_quantity,release_time,due_time,priority,operation_id,operation_name,machine_id,machine_name,duration,operation_description
0,Cabinet batch 1,First cabinet batch,0,0,4,0,480,1.0,0,Cut panels,0,Laser cutter,20,Cut panels
0,Cabinet batch 1,First cabinet batch,0,0,4,0,480,1.0,1,Drill mounts,1,CNC mill,35,Drill mounts
0,Cabinet batch 1,First cabinet batch,0,0,4,0,480,1.0,2,Assemble frame,2,Assembly bench,45,Assembly
1,Pump batch 1,First pump batch,1,1,5,0,420,1.2,0,Rough mill body,1,CNC mill,30,Rough machining

Datensatz-Editor

Klicke in der Datensatz-Karte auf Bearbeiten, um den Datensatz-Editor zu öffnen. Die Bereichskarten wechseln zwischen Maschinen, Produktarbeitsplänen, Produktionsplan und Generierten Jobs. Es ist immer nur ein Detailpanel aktiv, damit die Bearbeitung übersichtlich bleibt.

• Maschinen definieren Fertigungsressourcen und ihre Stillstandsfenster.
• Produktarbeitspläne definieren wiederverwendbare Fertigungsrezepte.
• Produktionsplan definiert Mengen, Chargengrößen, Termine und Prioritäten.
• Generierte Jobs sind der genaue operationsbasierte Eingang für den Solver.

Editor-Aktionen

Feldwerte im Produktionsplan

In Generierte Jobs verwenden Fällig und Priorität dieselben Zahlenregeln. Passe sie dort nur für einzelne Ausnahmen nach der Generierung an. Wenn Alle Jobs generieren erneut gedrückt wird, wird die vollständige Liste generierter Jobs wieder aus den Werten im Produktionsplan erstellt. Die Jobanzahl in den Produktionsplanzeilen ist nur eine Vorschau; echte Solver-Jobs entstehen erst nach dem Klick auf Alle Jobs generieren.

Die kleinen ?-Schaltflächen im Editor zeigen kurze Hilfe zur aktuellen Karte. Sie helfen zu erkennen, ob ein Feld zur Planungsebene oder direkt zum Solver-Eingang gehört.

Maschinen und Stillstand

Maschinenstillstand blockiert eine ausgewählte Maschine für ein festes Zeitfenster. Verwende ihn für geplante Wartung, technische Pausen, Reparaturen, Kontrollen, Kalibrierung, Reinigung oder bekannte Ausfälle. Robopol Refined und CP-SAT behandeln harten Stillstand als belegte Maschinenzeit; keine Operation darf ihn überlappen.

Manuelle Einrichtung im Datensatz-Editor

1. Öffne den Datensatz-Editor und wähle Maschinen.
2. Wähle die Maschinenkarte, zum Beispiel Laser cutter oder CNC mill.
3. Klicke im Bereich Stillstand / Wartung auf Stillstand hinzufügen.
4. Wähle einen Typ, zum Beispiel Wartung, technische Pause, Reparatur oder unerwarteter Ausfall.
5. Trage Start und Dauer in derselben Zeiteinheit wie die Operationen ein, normalerweise Minuten.
6. Lasse Hart aktiviert. Weicher Stillstand ist als zukünftiges Konzept sichtbar, der aktuelle Solver-Weg arbeitet mit hartem Stillstand.
7. Optional kannst du Name und Notizen ergänzen, damit der exportierte Plan erklärt, warum die Maschine blockiert ist.

Beispiel

Wenn CNC mill ab Minute 120 für 30 Minuten Wartung hat, setze Start = 120 und Duration = 30. Das blockierte Fenster ist 120-150. Die Gantt-Karte zeichnet es als roten Stillstandsblock, und der Plan-CSV-Export enthält eine Stillstandszeile.

Validierungsregeln

• Der Stillstandsbeginn muss eine nichtnegative Ganzzahl sein.
• Die Stillstandsdauer muss eine positive Ganzzahl sein.
• Stillstands-IDs müssen innerhalb der ausgewählten Maschine eindeutig sein.
• Aktuelle Stillstandsfenster werden als harter Stillstand geplant.

Produktionsplan und generierte Jobs

Produktarbeitspläne und Produktionsplan sind Planungsebenen für den Anwender. Der Solver optimiert Produktmengen nicht direkt; er plant die daraus erzeugten Jobs mit festen Maschinen. Klicke nach Fertigstellung des Plans auf Alle Jobs generieren. Änderungen an Planfeldern erzeugen Jobs nicht automatisch neu; die sichtbare Jobanzahl in einer Planzeile ist nur eine Vorschau.

Wie generierte Jobs entstehen

1. Zuerst den Produktarbeitsplan definieren: Reihenfolge der Operationen, feste Maschine pro Operation und Operationsdauer für einen generierten Job/eine Charge.
2. Im Produktionsplan eine Zeile anlegen: Produkt, Menge, Chargengröße, Termin und Priorität wählen.
3. Auf Alle Jobs generieren klicken. Die Anwendung erweitert jede Produktionsplanzeile zu konkreten Jobs und kopiert die Operationen aus dem Produktarbeitsplan in jeden Job.
4. Den Solver erst starten, wenn generierte Jobs vorhanden sind. Solver-Eingabe sind die generierten Jobs, nicht die Produktionsplantabelle selbst.
5. Wenn Menge, Chargengröße, Produktarbeitsplan, Termin oder Priorität im Produktionsplan geändert wird, erneut Alle Jobs generieren klicken.

Alle Jobs generieren ist eine Sammelaktion für den ganzen Produktionsplan, keine Aktion für einen einzelnen Job. Sie ersetzt die aktuelle Liste der generierten Jobs. Manuelle Änderungen in Generierte Jobs sind für Ausnahmen nützlich, können aber beim nächsten Alle Jobs generieren überschrieben werden.

Produktrouten

• Eine Produktroute ist ein geordnetes Rezept: Schritt 0, Schritt 1, Schritt 2 usw.
• Jeder Schritt braucht eine Maschine und eine Dauer.
• Die Reihenfolge bleibt in jedem Job erhalten, der aus diesem Produkt generiert wird.

Zeilen des Produktionsplans

• Menge ist die gesamte angeforderte Menge.
• Chargengröße legt fest, wie viele Stück ein generierter Job repräsentiert.
• Fällig ist die Ziel-Fertigstellungszeit für Jobs aus dieser Planzeile.
• Priorität wird von CP-SAT beim Ziel gewichtete Terminverspätung verwendet. Höhere Priorität macht Verspätung teurer.

Generierte Jobs

Für jede Planzeile erzeugt die Anwendung ceil(quantity / batch_size) Jobs. Beispiel: Menge 12 und Chargengröße 4 erzeugen 3 generierte Jobs. Die letzte Charge kann kleiner sein, wenn die Menge nicht durch die Chargengröße teilbar ist.

Generierte Jobs können vor der Berechnung geprüft und manuell angepasst werden. Nutze das für Ausnahmen, einmalige Nacharbeit, geänderte Dauer oder einen Job, der auf eine andere feste Maschine muss.

Produktionsdaten, Schichten und Prioritäten

Öffnen Sie in einem eigenen Projekt Kalender und Einheiten im Dateneditor oder unter Produktionsziele. Wählen Sie Kalenderdaten und Schichten, Zeiteinheit, IANA-Zeitzone, Planungsbeginn und Planungsende. CP-SAT und RoboPol Refined berücksichtigen diese Angaben während der Optimierung. Bestehende Projekte behalten relative Zeiten, bis Sie den Kalendermodus aktivieren.

1. Erstellen Sie einen Arbeitskalender. Erfassen Sie Pausen und mehrere Schichten als getrennte Intervalle. 22:00–06:00 reicht in den Folgetag; 00:00–24:00 bezeichnet einen ganzen Tag.
2. Wählen Sie den Standardkalender des Projekts und bei Bedarf abweichende Kalender einzelner Maschinen. Datumsausnahmen ersetzen den gesamten lokalen Tag: leere Intervalle bedeuten arbeitsfrei, eingetragene Intervalle ermöglichen Zusatzschichten. Betriebsstillstände gelten für alle Maschinen.
3. Definieren Sie Vorgangstypen mit einer Unterbrechungsregel und weisen Sie diese Produktabläufen oder generierten Jobs zu. Einzelne Vorgänge dürfen die Typregel überschreiben.
4. Tragen Sie Freigabe für die Job-/Materialverfügbarkeit und Fälligkeit für den Liefertermin ein. Daten aus Planzeilen werden in generierte Jobs übernommen. Für terminorientierte Planung wählen Sie bei einem der beiden Solver die gewichtete Terminverspätung und passende Prioritäten.

Beispiel: Eine Maschine arbeitet Montag bis Freitag von 06:00 bis 14:00. Ein dreistündiger Vorgang wird am Freitag, 11. September 2026, um 13:00 freigegeben. Ohne Unterbrechung läuft er am Montag, 14. September, von 06:00 bis 09:00. Mit Pausen arbeitet er Freitag 13:00–14:00 und Montag 06:00–08:00: drei Stunden Bearbeitung innerhalb einer Zeitspanne von 67 Stunden.

Das Gantt-Diagramm zeigt Kalenderdaten, geschlossene Zeiten in Grau, Wartung in eigener Farbe und getrennte Bearbeitungsabschnitte. Tag, Woche und Monat wechseln die Ansicht. Fertigstellung und Dauer verwenden die gespeicherten Zeiteinstellungen des Ergebnisses; spätere Projektänderungen verschieben ältere Ergebnisse nicht.

Einheiten und Grenzen: Der Wechsel von Stunden zu Minuten rechnet Dauern und numerische Zeitabstände physikalisch unverändert um. Berechnungszeitlimits bleiben Sekunden. Dauern müssen ganzen Sekunden entsprechen. Das Planungsende ist eine feste Grenze. Kalenderhorizonte reichen bis zehn Jahre; Speicherbedarf und Modellkomplexität begrenzen die praktisch nutzbare Größe.

Prioritäten: Beide Solver minimieren Σ Priorität × max(0, Fertigstellung − Fälligkeit). Fehlende Termine verursachen keine Strafe; vergangene Termine bleiben überfällig. Prioritäten unterstützen drei Nachkommastellen. Das Prioritätsoptimum kann einen längeren Makespan haben. Refined verwendet dieses Ziel bei Startlösungen, Suche, Reparaturen, Schranken, Optimalitätsprüfung und Stop. Eine gewichtete Strafe von null ist optimal. CP-SAT erhält einen geprüften Anfangsplan, sofern einer konstruiert werden kann, und kann ihn während der weiteren Verbesserung als zulässiges Ergebnis zurückgeben.

Kalender-Makespan und untere Schranke: Der Makespan ist die verstrichene Zeit ab Planungsbeginn, einschließlich Nächten, Wochenenden und Schließzeiten. Beide Verfahren berücksichtigen die Arbeitslast jeder Maschine und ihre nach Wartungen verfügbare Kapazität. Die Lücke verwendet die stärkste nachgewiesene Schranke auf derselben Zeitbasis. Exakte Gleichheit beweist das Makespan-Optimum; diese Kapazitätsschranke wird nicht als gewichtete Verspätungsstrafe verwendet. Gespeicherte Ergebnisse mit vollständigen Eingaben werden beim Öffnen erneut geprüft.

Zeitzonen: Schichten folgen der gewählten Zone. Nicht existierende Ortszeiten müssen korrigiert werden. Bei doppelt vorkommenden Jobzeiten wählen Sie das erste oder zweite Vorkommen. JSON/CSV akzeptieren auch ISO-Zeitstempel mit explizitem UTC-Versatz.

Dateien und Zufallsfabriken: Projekt-JSON speichert Kalender, Ausnahmen, Typen, Daten, Einheiten und Ergebnisstände. Abschnitts-CSV enthält time_unit, Datumsspalten und Kalender-/Typreferenzen; Definitionen übertragen Sie mit vollständigem Projekt-JSON. Zeitplan-CSV ergänzt absolute Beginn-/Enddaten, Zeitzone, Bearbeitungs-/Gesamtdauern und Bearbeitungsabschnitte. Random Factory kann den aktuellen Kalender und die Einheiten übernehmen und speichert seine Generierungseinstellungen.

Zufallsfabrik

Öffnen Sie Datensatz → Zufallsfabrik, wählen Sie ein Preset und passen Sie dessen Werte bei Bedarf an. Ein Presetwechsel füllt Größe, Arbeitspläne, Mengen, Lose und Stillstände aus; der Seed bleibt unverändert. Mit Fabrik generieren ersetzen Sie den aktuellen Datensatz durch das erzeugte Projekt. Die Generierung startet keine Optimierung.

Fabrikgrößen und erzeugter Arbeitsumfang

Beispiele mit Seed 20260618 und unveränderten Presetwerten. Job- und Operationszahlen hängen von Seed und Einstellungen ab. Dies sind Datensatzgrößen, keine Solver-Ergebnisse oder gemessenen Optimierungsgeschwindigkeiten.

Den tatsächlichen Arbeitsumfang steuern

Mehr Maschinen erzeugen nicht automatisch mehr Jobs. Mehr Planzeilen oder höhere Mengen erzeugen mehr Jobs; längere Arbeitspläne erhöhen die Operationszahl pro Job. Größere Lose reduzieren die Jobanzahl. Ein Auftrag über 25 Stück mit Losgröße 10 erzeugt beispielsweise drei Jobs (10, 10 und 5 Stück). Bei vier Arbeitsschritten entstehen insgesamt 12 Operationen.

Generierungslimits und Solver-Lizenzlimits

Die Vorschau zeigt Unter- und Obergrenzen, keine exakte Vorhersage. Die Obergrenze muss innerhalb von 20000 Jobs und 250000 Operationen bleiben. Bei Überschreitung eines Limits wird die Generierung deaktiviert: Reduzieren Sie Planzeilen, maximale Menge oder maximale Arbeitsplanlänge, oder erhöhen Sie die minimale Losgröße. Die Zeile Solver-Lizenzlimits zeigt separat die Maschinen-, Job- und Operationslimits der aktuellen Lizenz. Ein erzeugtes Projekt kann diese Solver-Limits überschreiten; die Generierung erhöht die lizenzierte Berechnungskapazität nicht. Große Listen zeigen 100 Jobs pro Seite mit den Schaltflächen Zurück und Weiter.

Solver und Ziele

Robopol Refined Normal-Profil und Produktionsziel-Auswahl.

Makespan-Ziel

Makespan minimiert die endgültige Fertigstellungszeit des gesamten Plans. Es ist das Standardziel und wird von Robopol Refined und CP-SAT unterstützt. Verwende es, wenn die Hauptfrage lautet: „Wie früh kann der gesamte Produktionsauftrag fertig werden?“

Gewichtete Terminverspätung in beiden Solvern

Gewichtete Terminverspätung plant gegen Liefertermine. Für jeden Job berechnet die Anwendung tardiness = max(0, completion_time - due_time). Die gewichtete Strafe ist priority * tardiness. Beide Solver minimieren die Summe dieser gewichteten Strafen.

Das ist ein anderes Ziel als Makespan. Ein Lauf mit gewichteter Terminverspätung kann den Gesamtplan später abschließen als der beste Makespan-Lauf, wenn dadurch die Strafe für verspätete Jobs sinkt. Ein makespan-optimaler Plan kann zum Beispiel bei Zeit 261 enden, während ein nach Terminen optimierter Plan bei Zeit 304 endet, weil wichtige Jobs näher an ihre Fälligkeit geschoben werden. OPTIMAL oder FEASIBLE bezieht sich immer auf das gewählte Ziel, nicht auf jede Metrik auf der Karte.

• Wähle CP-SAT oder RoboPol Refined-Hybrid.
• Wähle Optimierungsziel = Gewichtete Terminverspätung.
• Setze Fällig und Priorität im Produktionsplan oder in den generierten Jobs.
• Jobs ohne Termin erzeugen keine Verspätungsstrafe.
• Priorität hat den Standardwert 1. Ein Job mit Priorität 2 macht eine Minute Verspätung doppelt so teuer wie Priorität 1.
• Die Gantt-Karte zeigt weiterhin Plan und Makespan; Laufausgaben zeigen zusätzlich Zielwert, gewichtete Terminverspätung, Gesamtverspätung, verspätete Jobs und schlimmste Verspätung, wenn diese Werte verfügbar sind.

Refined optimiert durchgehend das gewählte Ziel und behält bei Stop sein bestes vollständiges Ergebnis.

Algorithmen

CP-SAT

CP-SAT ist der exakte bzw. constraint-programming-basierte Solver-Weg. Er baut ein mathematisches Planungsmodell mit Job-Reihenfolge, Nichtüberlappungsbedingungen für Maschinen und harten Stillstandsintervallen. Der wichtigste Benutzerparameter ist CP-SAT-Zeitlimit (Sekunden).

• Ein kurzes Limit liefert schnell eine Antwort, nützlich für schnelle Kontrolle oder kleinere Datensätze.
• Ein längeres Limit gibt CP-SAT mehr Zeit, den Plan zu verbessern oder Optimalität zu beweisen.
• OPTIMAL bedeutet, dass CP-SAT bewiesen hat, dass für das gewählte Ziel keine bessere Lösung existiert.
• FEASIBLE bedeutet, dass CP-SAT einen gültigen Plan gefunden hat, aber innerhalb des Limits keinen Optimalitätsbeweis liefern konnte.
• Für CP-SAT werden Makespan und Gewichtete Terminverspätung unterstützt.

Erhöhe das CP-SAT-Zeitlimit bei größeren Projekten, bei gewichteter Terminverspätung, bei vielen Stillstandsfenstern oder wenn gap/bound darauf hindeuten, dass CP-SAT das Ergebnis noch verbessern kann.

Robopol Refined

RoboPol Refined-Hybrid verbindet den generischen Refined-Suchkern, einen JSSP-Adapter und einen nativen CP-SAT-Worker. CP-SAT liefert Startzeitpläne und unterstützt ausgewählte neue Startlösungen und Reparaturen. Der Adapter prüft Kandidaten, der Refined-Kern koordiniert die Suche. Normal nutzt vier Läufe, Stark und ein neues benutzerdefiniertes Profil acht. Die Laufzeit hängt von Instanz und Einstellungen ab.

Normal, Stark und Benutzerdefiniert verwenden für jede Datensatzgröße dieselbe hybride Suchsteuerung. Die Profile bestimmen den Suchaufwand; Refined und CP-SAT teilen sich das gewählte CPU-Budget. Neue beste Zeitpläne und nachgewiesene globale Schranken bleiben auch nach Stopp im Ergebnis erhalten.

Der Scheduler nutzt Robopol Refined als universelles Guided-Search-Kernsystem, das über einen JSSP-Adapter angebunden ist. Der Kern stellt die Suche bereit; der Adapter beschreibt Zustand, Bewertung, erlaubte Züge und Guidance Edges für diese Produktionsplanungsdomäne. Mehr Hintergrund steht auf TSP and Universal Robopol Refined Solver.

Refined meldet die stärkste nachgewiesene untere Schranke für das gesamte Problem, einschließlich CP-SAT-Seeds und laufender Suche. Erreicht ein Plan diese Schranke, ist das Optimum bewiesen und die Suche endet. Bei kleiner Lücke oder längerer Stagnation prüft CP-SAT kurz, ob ein kürzerer Plan existiert. Falls nicht, bestätigt Refined das Optimum und stoppt; ein besserer Plan wird übernommen. Eine ergebnislose Prüfung bestätigt keine Optimalität, und die Suche läuft innerhalb des verbleibenden Budgets weiter.

Robopol Refined Parameter

Im normalen Produktionsbetrieb zuerst Normal verwenden. Stark wählen, wenn ausdrücklich das größere Qualitätsbudget mit 8 Läufen gewünscht ist. Benutzerdefiniert ist sinnvoll beim Tuning eines bekannten Datensatzes, dessen Ergebnisse mit früheren Plänen verglichen werden können. Im benutzerdefinierten Modus kann der Anwender Suchparameter für bessere Ergebnisqualität abstimmen: mehr Läufe, tiefere ILS-Suche, breiteres Candidate-Scouting und parallele Läufe können die Chance auf einen besseren Makespan erhöhen, benötigen aber mehr CPU-Zeit. Nicht gespeicherte benutzerdefinierte Änderungen gelten nur für den aktuellen Lauf; mit Benutzerdefinierte Parameter speichern werden sie beim nächsten Browserstart wieder geladen.

Bei Fabriken mit Tausenden von Operationen kann eine Suchiteration deutlich länger dauern. Mehr Läufe und eine tiefere lokale Suche garantieren innerhalb derselben Zeit keinen besseren Plan. Vergleichen Sie Profile mit denselben Daten, demselben CPU-Budget und derselben Laufzeit. Stopp liefert den besten bisher gefundenen vollständigen Plan; das Anhalten allein beweist keine Optimalität.

Optimierung starten

Grundoptionen

• Datenquelle: Für reale Produktionsdaten aus dem Datensatz-Editor Eigener Datensatz wählen. Eingebaute Instanz nur für Beispiel- und Benchmarkdaten verwenden.
• Instanz und Instanz-Seed: werden nur verwendet, wenn eingebaute Instanz ausgewählt ist.
• Algorithmus: Robopol Refined oder CP-SAT wählen.
• Refined-Profil: nur für Robopol Refined verfügbar. Normal ist das abgestimmte Effizienzprofil mit 4 Läufen; Stark nutzt das Qualitätsbudget mit 8 Läufen; Benutzerdefiniert startet mit denselben Werten für 8 Läufe und aktivierter exakter Reparatur und wird erst nach Benutzerdefinierte Parameter speichern gespeichert.

Eingebaute Instanzen verwenden den Datensatz-Editor nicht. Vor dem Rechnen mit importierten oder manuell bearbeiteten Produktionsdaten wieder auf Eigener Datensatz wechseln.

CP-SAT Exact Einstellungen

CP-SAT-Zeitlimit legt fest, wie lange CP-SAT suchen darf. Wenn der beste Wert bewiesen wird, ist der Status optimal. Findet CP-SAT eine gute Lösung ohne Beweis innerhalb des Limits, kann der Status feasible sein. Dann Zielwert, Makespan, Bound und Gap in den Laufausgaben prüfen.

• Search workers setzt OR-Tools num_workers für eigenständiges CP-SAT. Robopol Refined verwendet denselben Wert als gemeinsames CPU-Budget für Refined-Läufe und interne CP-Aufrufe.
• Search mode wählt normale Portfolio-Suche, Interleaved-Suche oder einen Single-Full-Search-Worker.
• LNS, RINS / RENS, Feasibility Pump, Feasibility Jump und Dual Scheduling sind erweiterte CP-SAT-Schalter über backend-whitelisted Parameter.
• Violation LS, FJ restart factor, Solution pool und Alternative pool steuern Local-Search-Diversität und Restart-Verhalten.
• Save CP-SAT Parameters speichert die aktuellen CP-SAT-Einstellungen in diesem Browser. Nicht gespeicherte Änderungen gelten für den aktuellen Lauf, werden nach dem Reload aber nicht wiederhergestellt.

Refined-Beweismetadaten

Robopol-Refined-Laufausgaben können proof_status, refined_lower_bound und die verbleibende Lücke anzeigen. optimal_by_lower_bound bedeutet, dass der Refined-Makespan der stärksten nachgewiesenen unteren Schranke entspricht. optimal_by_cp_sat bedeutet, dass eine Schranke des vollständigen CP-SAT-Modells oder eine Optimalitätsprüfung das Optimum bewiesen hat. not_proven bedeutet, dass der Plan gültig, aber nicht als optimal bewiesen ist.

Schaltflächen

• Optimierung starten validiert den ausgewählten Datensatz und startet den gewählten Solver.
• Stop beendet den aktiven Lauf und liefert den besten bisher gefundenen vollständigen Plan, sofern verfügbar.
• Ausgaben löschen leert die sichtbare Laufhistorie und setzt die aktuell angezeigten Ausgaben zurück.

Vor Start

• Die Datensatz-Zusammenfassung sollte mindestens eine Maschine, einen Job und eine Operation zeigen.
• Die Validierung sollte bei eigenem Datensatz einen gültigen Datensatz melden.
• Für gewichtete Terminverspätung einen der beiden Solver wählen und Fälligkeit sowie Priorität der betroffenen Jobs eintragen.
• Bei Maschinenstillstand nach der Berechnung die Gantt-Karte prüfen und sicherstellen, dass Operationen keine roten Stillstandsblöcke überlappen.

Während einer Berechnung

Der Gantt-Bereich zeigt eine Animation, den aktiven Algorithmus und die verstrichene Zeit. Die Animation zeigt Aktivität, keinen prozentualen Fortschritt. Berechnung stoppen beendet die Suche und behält den besten bisher gefundenen vollständigen Plan in Gantt und Ergebnisverlauf. Falls noch kein zulässiger Plan vorliegt, meldet die Anwendung, dass kein Ergebnis verfügbar ist. Klangeinstellungen stehen unter System.

Gantt-Karte

Was die Karte zeigt

Nach einem erfolgreichen Lauf zeigt die Gantt-Karte eine Zeile pro Maschine. Farbige Balken sind Operationen, rote Bereiche sind harte Stillstandsfenster, und die Titelzeile zeigt Instanz, Solver, Makespan, Status und aktuelles Zoomfenster.

Kartensteuerung

Karte als Bild exportieren

Für ein visuelles Bild der berechneten Karte verwende das Panel Projekt in der linken Einstellungs-Seitenleiste.

1. Zuerst eine erfolgreiche Berechnung ausführen. Die Export-Schaltflächen brauchen einen zeichnbaren Gantt-Plan.
2. Das Panel Projekt in der Einstellungs-Seitenleiste öffnen.
3. PNG exportieren anklicken, um ein Bitmap der aktuellen Canvas-Ansicht herunterzuladen.
4. SVG exportieren anklicken, um eine skalierbare Vektorkarte des Plans herunterzuladen.
5. Der Browser lädt eine Datei mit Instanz, Solver und Makespan im Namen herunter. Wenn noch kein Plan existiert, warnt die App: Run a calculation before exporting the map.

Ergebnisse und Optimalitätsnachweis

CP-SAT oder RoboPol Refined-Hybrid stoppen: Stop beendet die Suche und gibt den besten bisher gefundenen vollständigen Plan zurück. Er erscheint in Gantt und den Laufausgaben mit Status STOPPED (GESTOPPT), Algorithmus, Makespan, Zielwert, stärkster verfügbarer Schranke und Optimalitätsnachweis. CP-SAT schließt den Abbruch vor der Rückgabe ab. Suchstatistiken können unvollständig sein. Beim Stoppen vor dem ersten zulässigen Plan meldet die Anwendung, dass noch kein Ergebnis verfügbar ist. Stoppen allein beweist keine Optimalität; ein bereits vorhandener Nachweis bleibt erhalten.

Jede Karte unter Run Outputs nennt Algorithmus, Instanz, Ziel, Makespan und Berechnungszeit. Auf jeder Karte steht Optimum nachgewiesen oder Optimum nicht nachgewiesen, ohne die Zusammenfassung zu öffnen. Untere Schranke und Lücke erscheinen, sofern verfügbar.

Eine angezeigte Lücke von 0 %, Gleichheit mit einem anderen Lauf oder der Status OK allein sind kein Beweis. Der Nachweis folgt den Ergebnis-Metadaten.

Diagrammbilder erhalten Sie über Projekt → PNG exportieren / SVG exportieren. Exporte erfordern eine entsprechende Lizenzberechtigung.

Darstellung und Lesbarkeit

Die Anwendung hat ein einheitliches Design mit Hell und Dunkel. Der Umschalter steht über den Einstellungen im linken Panel. Die Auswahl wird gespeichert; die Gantt-Palette passt sich an.

Balkengröße und Animation finden Sie unter Methodeneinstellungen → Visuelle Einstellungen. PNG exportiert die aktuelle Ansicht, SVG verwendet die gewählte Palette.

Aktueller Umfang

• Ziele: CP-SAT und Refined unterstützen Makespan und gewichtete Terminverspätung.
• Alternative Maschinen: Das aktuelle Datenmodell verwendet eine feste Maschine pro Operation. Alternative Maschinenrouten sind als spätere Produktionsplanungsebene vorgesehen.
• Kalender: Beide Solver unterstützen wiederkehrende Schichten, Ausnahmen, Freigaben, Wartungen und typspezifische Unterbrechungen.
• Produktionseinstellungen: Verwenden Sie Kalender und Einheiten sowie Job-/Planprioritäten. Berechnungszeitlimits bleiben Sekunden.
• Sperren und Rüsten: Importierte numerische Startfixierungen werden berücksichtigt. Reihenfolgeabhängige Rüstzeiten und beliebige Unterbrechungen sind nicht Teil des Modells.

Fehlerbehebung