多目标模糊柔性作业车间调度问题优化

为降低柔性作业车间调度中的能耗,针对实际制造车间中工序加工时间和交货期的不确定性,将加工时间和交货期采用模糊数表示,建立以完工时间、平均满意度和最小满意度为柔性作业车间调度问题的多目标函数。同时设计了邻域遗传算法(GANS)求解该问题,算法采用机器选择的方法产生初始种群,并采用工序插入式方法对染色体进行解码;采用动态交叉概率及改进精英保留策略来保证种群的多样性和加快算法的收敛速度;并提出一种基于移动模糊关键工序的邻域结构来加强算法的局部搜索能力。最后通过数值实验验证了模型和算法的有效性和可行性,并对4个基准问题进行测试。结果表明:该算法在求解的精度、鲁棒性和解集的分布性方面与传统算法相比具有一定的优势,是一种有效的求解模糊柔性作业车间调度问题的新方法。     

基于改进遗传算法的多目标柔性作业车间节能调度问题

为降低柔性作业车间调度中的能耗,在分析柔性作业车间调度问题研究现状和不足的基础上,以完工时间、机器能耗和工人操作机器的舒适度作为柔性作业车间调度问题的多目标函数。利用改进遗传算法对其进行优化研究。算法中采用权重法对种群进行初始化处理以获得较好的解;采用快速解码获得需要的总适应度值;利用改进的交叉及变异操作,避免非法解的产生;利用精英保留策略保留优秀基因,提高求解效率和求解质量。通过对具体案例仿真验证算法的有效性。     

改进遗传蜂群算法求解分布式柔性作业车间调度问题

针对分布式柔性作业车间调度问题,提出一种改进遗传蜂群算法求解方案。算法采用基于机器编码的编码方案,根据编码特点和分布式柔性作业车间的特点,设计了一种基于编码相似度的交叉操作,可以避免在交叉过程中产生非法解,提高算法的运行效率,并通过在不同的交叉操作后,以不同概率进行两种变异操作的方式改进了雇佣蜂时期的搜索操作,改善了算法的迭代速度;采用排序选择策略替代原来跟随蜂时期的选择策略;改进侦查蜂的蜜源抛弃机制,通过对比已获得的全局最优解,对达到搜索上限的蜜源进行部分抛弃,防止破坏优质解再次陷入随机搜索。最后,通过对比不同算法对实例求解,验证本文算法的有效性。     

基于差分进化算法的FMS中机器与AGV同时调度方法

针对柔性制造系统中机器与AGV（automated guided vehicle）同时调度问题，提出一种混合变邻域搜索的改进离散差分进化算法。以最大完工时间最小为优化目标，考虑机器与AGV双资源约束，建立相应的数学模型。为了同时调度机器与AGV，采用基于工序、机器、AGV的3层编码结构。通过改进差分进化（differential evolution，DE）算法的变异、交叉算子产生新个体以提高算法的全局搜索能力，并引入模拟退火算法中解的接受准则选择下一代。同时，为了增强算法的局部搜索能力，对算法每次迭代的最优个体进行变邻域搜索。通过算例计算和对比，证明了提出的改进DE算法的有效性、稳定性和优越性。     

求解柔性作业车间调度问题的免疫遗传算法

通过对柔性作业车间调度问题(FJSP)进行分析,借鉴生物免疫机理提出一种求解柔性作业车间调度问题的免疫遗传算法(IGA).该算法在保留基本遗传算法(SGA)随机全局搜索能力的基础上,通过抽取疫苗和接种疫苗等免疫机制,有效改善基本遗传算法的未成熟收敛和局部搜索能力差的不足,显著提高了基本遗传算法对全局最优解的搜索能力和收敛速度.仿真实例表明,免疫遗传算法能有效解决柔性作业车间调度问题.     

求解FJSP的改进元胞粒子群算法

以企业的实际需求为依据,建立了柔性作业车间调度问题的数学模型;针对其特点,提出一种混合元胞粒子群优化算法,通过双层编码,将工件的加工顺序与加工机器位置信息数值化表示;引入遗传算法中的交叉、变异操作,改进了粒子位置更新方法;融入变邻域算法,改善算法局部搜索能力.通过仿真实验,结果表明:算法在求解能力方面有所提升,能够有效地求解柔性作业车间调度问题.     

基于改进免疫克隆选择算法的柔性作业车间调度

针对柔性作业车间调度问题,以最小化完工时间为优化目标,提出了1种改进的免疫克隆选择算法。建立了柔性作业车间的调度模型。在初始化种群方面采用多种策略以提高种群的初始质量。构造了自适应变异算子。针对标准免疫算法的缺陷,利用种群分割的思想使其具有多样性,提高全局搜索能力。对6工件10机器的标准测试实例进行仿真,利用遗传算法、模拟退火算法、免疫算法求得的完工时间优化结果分别是47 s、48 s和50 s,利用该文算法求得的完工时间优化结果是45 s,该文算法得到最优解的概率为75%。     

面向作业车间调度问题的遗传算法改进

为了获得遗传算法在作业车间调度问题上的最优化解,提高算法的迭代速度,研究了遗传算法的改进方法,以工件的加工时间最短为目标建立调度模型。在算法上提出了基于概率改进的具有自适应能力的交叉与变异算子,以求作业车间调度问题的最优解。在遗传算法上采用精英保留策略方法,并结合改进的自适应算子对问题进行求解。以基准案例LA01和FT06作为实验仿真对象,获得了相应的甘特图以及搜索过程曲线。仿真结果表明,与未改进的算法相比,该算法能够更加快速地获得最优解。改进后的算法在搜索上更加快速有效,在求解作业车间调度问题上具有一定的可行性,更加适合工业加工生产。     

改进混合蛙跳算法求解考虑运输时间的柔性作业车间调度问题

【目的】考虑到工件在机器间的转移，对具有运输时间的柔性作业车间调度问题进行研究。【方法】建立以最小化最大完工时间为目标的数学模型，并设计一种改进的混合蛙跳算法(Improved shuffled frog leaping algorithm，ISFLA)。在该算法中，从全局和局部的角度产生高质量的初始种群，考虑运输时间的贪婪插入解码能够合理地安排工件在机器上的加工顺序。批处理的模因组搜索方法能够充分利用模因组内其他个体信息，扰动策略可以防止算法陷入局部最优。此外，基于关键路径设计两种局部搜索策略以进一步提升解的质量。【结果】通过21组不同规模的算例进行测试，测试结果证明了ISFLA的有效性。【结论】ISFLA能够有效解决考虑运输时间的柔性作业车间调度问题。     

一种求解柔性作业车间调度问题的改进灰狼优化算法

针对柔性作业车间调度问题,以最大完工时间最小化为目标提出了一种改进灰狼优化算法(IGWO),采用两段式的编码方式来构造算法个体位置与调度方案之间的关系,使用基于启发式规则的初始化种群方法来提高初始解的质量.为了平衡算法的全局搜索与局部搜索,提出一种基于双曲正切函数的非线性收敛因子公式,并在算法的个体更新阶段提出了一种基于适应度值的加权方法,在算法决策层嵌入了变邻域搜索算法.通过仿真实验表明,算法在求解柔性作业车间调度问题上是有效的.     

耦合约束柔性作业车间调度优化研究

为扩展工艺约束的存在形式,对耦合约束柔性作业车间调度模型构建与调度优化算法设计进行探讨。在沿用链式约束调度的形式化与图形化描述构建耦合约束模型的基础上,对耦合约束邻域结构进行设计,选取禁忌搜索算法为设计框架,围绕算法执行步骤进行设计,并采用耦合约束案例与Brandimarte测试数据验证调度优化算法的适用性与优化性。耦合约束模型构建与调度算法的探讨为多部件系统作业的调度优化提供解决方案,也为调度相关邻域的深入研究拓宽思路。     

基于带随机网络的多种群粒子群优化算法求解多资源受限柔性作业车间调度问题

多资源受限柔性作业车间调度问题(MRC-FJSP,multi-resource constrained flexible job shop scheduling problem)是一类复杂的组合优化问题。针对以最小化最大完工时间为目标的MRC-FJSP,提出了一种带随机网络的多种群粒子群优化算法(MPSO-RDnet, multi-population particle swarm optimization algorithm with random network)。首先,设计了一种半主动解码和基于启发式规则解码相结合的新型解码方式,对原有解空间进行有效裁剪。其次,提出了基于关键路径的两种邻域结构,提高算法局部搜索能力;引入了基于随机网络的多种群策略,提高算法全局搜索能力;提出了面向算法搜索停滞问题的重新初始化策略,增强算法的鲁棒性。最后,采用MRC-FJSP基准算例SFTSP进行测试,验证了算法的可行性和有效性。     

基于改进遗传算法的车间调度原型系统

为了提高遗传算法求解作业车间调度问题的初始解质量和简化遗传操作过程,提出基于幻方变幻的互换编码规则改进遗传算法;同时利用该算法基于.NET平台建立了车间调度问题和柔性车间调度问题的混合原型系统。实验结果表明:采用幻方变换的互换编码规则,提高了遗传算法的求解能力;基于该算法的原型系统实现方便,求解效率高,能够有效应用于作业车间调度系统的开发。     

柔性流水作业排序问题的贪心算法求解

柔性流水作业排序问题是一类复杂的车间作业调度问题。针对通常情况下调度问题求解困难的问题,给出了求解柔性流水作业排序问题近似解的贪心算法,并对其性能进行了分析测试。结果表明,虽然该贪心算法求出的近似解与最优解相比有一定误差,但由于其时间复杂度较小,因此对求解车间作业调度问题仍有一定的现实意义。     

基于INSGA-II高维目标柔性作业车间调度的优化

高维目标柔性作业车间调度问题(many-objective flexible job shop scheduling problem,MaOFJSP)是指在实际生产中根据企业不同部门的要求,对车间生产寄予不同的期望,使各个部门利益最大化的调度决策。针对完工时间、拖期时长、机器负荷、能耗4个优化目标,提出了改进非支配解遗传算法(improved non-dominated sorting genetic algorithm,INSGA-II)来求解MaOFJSP,同时对算法的编码解码、Pareto排序、选择策略、交叉变异操作进行了研究。采用工序排序和机器选择的双层个体编码方式,在精英选择过程中计算个体的斜率,斜率小的进入到父代,使得优秀个体得以保存;在变异环节中基于关键工序块邻域结构,采用插入法让工序小的工件优先加工,使得最大完工时间明显变小。通过该算法对不同算例进行的Matlab模拟仿真,验证了该模型的可行性和算法的优越性。     

基于具有自适应与自学习能力的粒子群优化算法的车间调度算法

针对车间调度问题, 提出一种新的基于粒子群优化和模拟退火的混合算法. 该算法将问题规模作为启发式信息, 通过对模拟退火算法引入新的邻域搜索机制--多粒度搜索, 并加入选择优化和淘汰更新机制, 提高了算法的自适应性和自学习能力, 降低了粒子群算法陷入局部最优的可能性. 实验结果表明, 该算法在最优解的求解能力上优于其他算法.     

基于鲸鱼群算法的柔性作业车间调度方法

针对以最大完工时间为目标的柔性作业车间调度问题,在鲸鱼群算法(WSA,Whale swarm algorithm)基础上,提出一种改进的鲸鱼群算法。首先,设计了一种基于工序加工顺序的个体位置表达方式及相应距离计算方法,使鲸鱼群算法能够直接应用于求解离散型问题。其次,在寻找"较好及较近"鲸鱼过程中引入协同搜索机制,提高"较好及较近"鲸鱼的质量和数量,扩大鲸鱼个体的搜索范围。同时,引入基于关键路径的变邻域搜索算法,搜索当前最优鲸鱼个体的邻域解,提高种群局部搜索能力。最后采用BRdata基准算例进行测试,验证了算法的可行性和有效性。