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10分鐘用Python或MATLAB制作漂亮的甘特圖（Gantt）

2020-05-01 23:44

程序猿聲

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好久沒有更新了，今天趁著放假，趕緊來水一期。嗯沒錯，就是這么直白。

我們做過幾個關于生產調度相關的算法，相關的傳送門如下：

遺傳算法求解混合流水車間調度問題（附C＋＋代碼）

作業車間調度JSP與遺傳算法GA及其Python／Java／C＋＋實現

Tabu Search求解作業車間調度問題（Job Shop Scheduling）－附Java代碼

但是說到生產調度，就不得不提甘特圖這東西，可以用它來直觀看調度的情況，非常方便。比如下圖中：

Python畫Gantt圖

其實用Python畫gantt原理是利用plt．barh（）繪制水平方向的條形圖，然后加以不同顏色區分表示。就是這么簡單的。下面給出一個代碼模板：

import matplotlib．pyplot as plt
import numpy as np
ax＝plt．gca（）
［ax．spines［i］．set＿visible（False） for i in ［＂top＂，＂right＂］］
def gatt（m，t）：
＂＂＂甘特圖
m機器集
t時間集
＂＂＂
for j in range（len（m））：＃工序j
i＝m［j］－1＃機器編號i
if j＝＝0：
plt．barh（i，t［j］）
plt．text（np．sum（t［：j＋1］）／8，i，＇J％sT％s＇％（（j＋1），t［j］），color＝＂white＂，size＝8）
else：
plt．barh（i，t［j］，left＝（np．sum（t［：j］）））
plt．text（np．sum（t［：j］）＋t［j］／8，i，＇J％sT％s＇％（（j＋1），t［j］），color＝＂white＂，size＝8）
if ＿＿name＿＿＝＝＂＿＿main＿＿＂：
＂＂＂測試代碼＂＂＂
m＝np．random．randint（1，7，35）
t＝np．random．randint（15，25，35）
gatt（m，t）
plt．yticks（np．arange（max（m）），np．arange（1，max（m）＋1））
plt．show（）

效果圖如下：

這里講講plt．barh這個函數

barh（）表示繪制水平方向的條形圖，基本使用方法為：

barh（y， width， left＝0， height＝0．8， edgecolor）

各個參數解析如下：

－ y：在y軸上的位置

－ width：條形圖的寬度（從左到右的哦）

－ left：開始繪制的x坐標

－ edgecolor：圖形邊緣的顏色

還是用圖解釋方便一點，比如下圖【J12 T21】：

當然，為了讓各個圖形更有區分度，你也可以指定邊緣的顏色。

上面的是生產調度的甘特圖。這里再帖一個項目管理的甘特圖。是GitHub上的＠stefanSchinkel大神（總是大神大神，讓我覺得有種營銷號的感覺！／哭笑）做的。
東西全都封裝好了。只需要下載上述文件中的gantt．py，然后
from gantt import Gantt
即可使用。？運行環境要求

matplotlib＝＝3．0．3numpy＞＝1．16．3
不過讀取數據采用的是json格式的，結構如下：

｛
＂packages＂：［
｛＂label＂：＂WP 1－1＂，
＂start＂： 0，
＂end＂： 2，
＂milestones＂：［2］，
＂legend＂：＂worker one＂
｝，
｛＂label＂：＂WP 1－2＂，
＂start＂： 2，
＂end＂： 4，
＂milestones＂：［3， 4］
｝
］，
＂title＂：＂ Sample GANTT for textbf｛myProject｝＂，
＂xlabel＂：＂time （weeks）＂，
＂xticks＂：［2，4，6，8，10，12］
｝

－ label：表示工作流程的名稱

－ start：開始時間

－ end：結束時間

－ milestones：里程碑

－ legend：標簽

－ title：標題

－ xlabel：x軸名稱

－ xticks：x軸的刻度標簽

使用也很簡單，比如利用當前目錄下的sample．json生成一張甘特圖：

from gantt import Gantt
g ＝ Gantt（＇．／sample．json＇）
g．render（）
g．show（）＃ or save w／ g．save（＇foo．png＇）

效果圖如下：

MATLAB畫Gannt圖
當然MATLAB也是可以畫的，具體我這里就不展開說了（因為我很少用這玩意，不太熟悉）。直接給出一個CSDN上＠mnmalist大神寫的腳本模板：
％fileName：mt06＿final．mt06
％fileDescription：create a gatt chart whith the data given
％creator：by mnmlist
％Version：1．0
％last edit time：06－05－2015
clear；
axis（［0，42，0，6．5］）；％x軸 y軸的范圍
set（gca，＇xtick＇，0：2：42）；％x軸的增長幅度
set（gca，＇ytick＇，0：1：6．5）；％y軸的增長幅度
xlabel（＇加工時間＇，＇FontName＇，＇微軟雅黑＇，＇Color＇，＇b＇，＇FontSize＇，16）
ylabel（＇機器號＇，＇FontName＇，＇微軟雅黑＇，＇Color＇，＇b＇，＇FontSize＇，16，＇Rotation＇，90）
title（＇mk01 的一個最佳調度（最短完工時間為40）＇，＇fontname＇，＇微軟雅黑＇，＇Color＇，＇b＇，＇FontSize＇，16）；％圖形的標題
n＿bay＿nb＝6；％total bays ／／機器數目
n＿task＿nb ＝ 55；％total tasks ／／任務數目
％x軸對應于畫圖位置的起始坐標x
n＿start＿time＝［0 0 2 6 0 0 3 4 10 13 4 3 10 6 12 4 5 6 14 7 9 9 16 7 11 14 15 12 16 17 16 15 18 19 19 20 21 20 22 21 24 24 25 27 30 30 27 25 28 33 36 33 30 37 37］；％start time of every task ／／每個工序的開始時間
％length 對應于每個圖形在x軸方向的長度
n＿duration＿time ＝［6 2 1 6 4 3 1 6 3 3 2 1 2 1 2 1 1 3 2 2 6 2 1 4 4 2 6 6 1 2 1 4 6 1 6 1 1 1 5 6 1 6 4 3 6 1 6 3 2 6 1 4 6 1 3］；％duration time of every task ／／每個工序的持續時間
％y軸對應于畫圖位置的起始坐標y
n＿bay＿start＝［1 5 5 1 2 4 5 5 4 4 3 0 5 2 5 0 0 3 5 0 3 0 5 2 2 0 3 1 0 5 4 2 1 0 5 0 0 2 0 3 2 1 2 0 1 0 3 4 5 3 0 2 5 2 0］；％bay id of every task ＝＝工序數目，即在哪一行畫線
％工序號，可以根據工序號選擇使用哪一種顏色
n＿job＿id＝［1 9 8 2 0 4 6 9 9 0 6 4 7 1 5 8 3 8 2 1 1 8 9 6 8 5 8 4 2 0 6 7 3 0 2 1 7 0 4 9 3 7 5 9 5 2 4 3 3 7 5 4 0 6 5］；％
rec＝［0，0，0，0］；％temp data space for every rectangle
color＝［1，0，0；
0，1，0；
0，0，1；
1，1，0；
1，0，1；
0，1，1；
0．67，0，1；
1，．5，0；
．9，．5，．2；
．5，．5，．5］；％和上一個版本的最大不同在于，matlab中僅可以用字符表示8種顏色，超過8種就不可以了，現在用rgb數組可以表示任意多的顏色
for i ＝1：n＿task＿nb
rec（1）＝ n＿start＿time（i）；％矩形的橫坐標
rec（2）＝ n＿bay＿start（i）＋0．7；％矩形的縱坐標
rec（3）＝ n＿duration＿time（i）；％矩形的x軸方向的長度
rec（4）＝ 0．6；
txt＝sprintf（＇p（％d，％d）＝％d＇，n＿bay＿start（i）＋1，n＿job＿id（i）＋1，n＿duration＿time（i））；％將機器號，工序號，加工時間連城字符串
rectangle（＇Position＇，rec，＇LineWidth＇，0．5，＇LineStyle＇，＇－＇，＇FaceColor＇，［color（n＿job＿id（i）＋1，1），color（n＿job＿id（i）＋1，2），color（n＿job＿id（i）＋1，3）］）；％draw every rectangle
text（n＿start＿time（i）＋0．2，（n＿bay＿start（i）＋1），txt，＇FontWeight＇，＇Bold＇，＇FontSize＇，16）；％label the id of every task ，字體的坐標和其它特性
end
效果圖如下：