近似支配的NSGA-Ⅲ算法求解柔性作业车间调度问题

针对NSGA-Ⅲ算法求解多目标柔性作业车间调度问题时存在的收敛性、局部搜索和精英存储上的不足,依次设计了近似支配原则、变邻域局部搜索和精英存储策略,进而提出了一种近似支配的NSGA-Ⅲ-AD算法.结合柔性作业车间调度问题的特点,建立了多目标优化模型,设计了种群个体的初始化方法、近似支配的选择操作和变邻域的遗传操作.在仿...     

NWHFS多扰动调度问题的干扰管理方法

针对多扰动并发工况下无等待混合流水线(NWHFS)生产调度问题,构建了多重约束下兼顾初始调度目标(最小化工件完工时间加权和)和扰动修复目标(最小化工件完工滞后时间加权和)的干扰管理调度模型,设计了搜索方向动态可变的多目标随机加权处理策略。并将基于高斯变异的全局寻优改进策略与基于随机邻域结构的局部精细搜索策略相结合,提出了一种混合微粒群优化求解算法。数值算例仿真结果表明,包含高斯变异算子和随机邻域结构的混合微粒群优化算法求解本文干扰管理调度模型是有效的。     

时变路网下考虑时空距离的同时配集货车辆路径优化

针对道路行驶速度时变且软时间窗条件下的同时配集货车辆路径问题,以车辆派遣成本、时间窗惩罚成本以及车辆运输成本之和最小化为目标建立路径优化模型。根据问题特征设计了考虑时空距离的混合变邻域搜索遗传算法,采用时空距离对客户进行聚类生成初始解,提高算法求解质量;将变邻域搜索算法的深度搜索能力运用到遗传算法的局部搜索策略中,增强算法的局部搜索能力;提出自适应邻域搜索次数策略以及模拟退火的新解接受机制,平衡种群进化所需的广度和深度。通过多组不同规模的算例验证了本文模型及算法的有效性,研究成果不仅深化和拓展同时配集货车辆路径问题的相关研究,也为物流企业优化车辆调度方案提供理论依据。     

求解多车型车辆路径问题的变邻域搜索算法

多车型车辆路径问题（FSMVRP）是车辆类型不同的车辆路径问题（VRP）,基于变邻域搜索,提出一种启发式算法VNS_FSM求解FSMVRP。该算法设计了实现变邻域搜索中的＂抖动＂和局部优化过程的邻域结构组合,同时,还提出了一种新的车型调整策略。在通用的基准测试问题的实验验证了VNS_FSM算法的有效性,并给出问题G_07-G_12的正确解。实验结果表明,VNS_FSM算法能够获得大多数测试问题的已知最好解。与已有算法相比,VNS_FSM算法性能相当或更优。     

NWHFS多扰动调度问题的干扰管理方法

针对多扰动并发工况下无等待混合流水线生产调度问题,构建了多重约束下兼顾初始调度目标（最小化工件完工时间加权和）和扰动修复目标（最小化工件完工滞后时间加权和）的干扰管理调度模型,设计了搜索方向动态可变的多目标随机加权处理策略。并将基于高斯变异的全局寻优改进策略与基于随机邻域结构的局部精细搜索策略相结合,提出了一种混合微粒群优化求解算法。数值算例仿真实验结果表明,包含高斯变异算子和随机邻域结构的混合微粒群优化算法求解本文干扰管理调度模型是有效的。     

求解模糊需求车辆路径问题的两阶段变邻域禁忌搜索算法

模糊需求车辆路径问题(CVRPFD)是对带容量约束车辆路径问题(CVRP)的扩展,属于经典的NP难题,其求解与需求确定CVRP区别较大,较为复杂,具有很强的理论和现实意义.基于先预优化后重调度的思想,提出一种新的两阶段变邻域禁忌搜索算法(VNTS)对其求解:在预优化阶段,基于可信性理论构建模糊机会约束优化模型处理客户点模糊需求,设计VNTS求解预优化方案;在重调度阶段,设计随机模拟算法模拟客户点实际需求,提出一种新的点重调度策略对预优化方案进行调整.算例实验表明两阶段变邻域禁忌搜索算法是一种求解CVRPFD的有力工具,点重调度策略调整效果较佳.     

求解柔性作业车间调度问题的多策略融合Pareto人工蜂群算法

为克服单一算法在求解多目标柔性作业车间调度问题时最优性和多样性方面的缺陷,提出了一种多策略融合的Pareto人工蜂群算法(multi-strategy integration Pareto artificial bee colony algorithm, MSIPABC).算法在初始化阶段采用混合启发式策略产生质量较高的初始化种群;雇佣蜂采用多种探索操作实现蜂群自主邻域搜索;观察蜂选择较优食物源执行交叉操作,实现蜂群协作搜索,扩大搜索范围,并执行柔性作业车间关键路径相关局部搜索操作,进一步加强蜂群寻优能力;最后侦查蜂对种群重复解进行多样性重构.多种搜索策略的融合使算法不仅实现了人工蜂群的自主与协同搜索,而且达到了全局探索与局部寻优的平衡.通过验证,所提算法在求解质量和获取基准算例Pareto最优解数目方面具有优势.     

基于迭代变邻域下降算法求解TTRP问题

为了求解卡车带挂车的车辆路径问题(truck and trailer routing problem, TTRP),提出迭代变邻域下降算法(iterated variable neighborhood descent, IVND).该算法首先使用T-cluster算法求得一个初始可行解.然后,设计了基于多邻域算子的变邻域下降搜索算法.在搜索过程中,借鉴"粒邻域"的思想定义了"受限邻域",同时设计了基于switch-vehicle-type算子的扰动策略.最后,选取国际上通用的Chao测试数据集(21个50～199个顾客规模的标准测试算例)对算法性能进行测试.通过与文献中其它4种算法比较,实验结果表明,提出的IVND算法可以在最短的计算时间内收敛到满意解,并且IVND算法结构简单、计算效率高、易实现,可以被灵活地扩展解决其它车辆路径问题和组合优化问题.     

基于变邻域分布估计算法的数传资源配置优化

分析了地面站数传资源分配中的影响因素, 建立了问题的约束优化模型, 提出了变邻域搜索与分布估计相结合的优化算法. 算法在概率模型和种群个体两个层次分别设计了邻域结构, 以提高算法的全局搜索能力和局部优化能力, 并避免优化过程陷入局部极值. 构建了变邻域分布估计算法的优化流程, 推导证明了算法的收敛性. 利用仿真算例分别对算法性能及控制参数选择进行了分析, 实验结果表明, 算法能够有效地解决数传资源配置优化问题, 且求解精度较高.     

求解零空闲置换流水车间调度问题的离散烟花算法

针对以最小化最大完工时间为目标的零空闲置换流水线调度问题,提出了一种带有局部搜索的离散烟花算法.首先,结合调度问题的置换特征,定义了基于工件序列的编码方式;其次,结合反转和交换等操作重新定义了爆炸算子和变异算子;再次,开发了基于插入邻域的局部搜索策略,以增强烟花算法的局部搜索能力;最后,采用实验设计探讨了关键参数对算法性能的影响.基于Taillard基准问题的对比分析结果表明:所提方法在寻优精度、稳定性等指标上优于标准烟花算法、离散萤火虫算法、离散蛙跳算法、离散粒子群算法和遗传算法,且不劣于结合变邻域搜索的粒子群优化、混合离散粒子群优化、杂草优化等算法.     

多阶段恶化柔性流水车间调度优化研究

在恶化柔性流水车间问题中,工件在机器上的实际加工时间为其开工时间的线性函数,假设每个加工阶段有多台无关并行机,以最小化最大完工时间为目标建立混合整数规划模型,提出一种融合变邻域搜索过程和改进遗传过程的混合优化算法(HGAVNSP)。基于二维矩阵编码方案,设计两种双亲双子单点交叉操作和一种单点变异操作,进而提出遗传参数的自适应更新过程;设计四种邻域结构,构造VNSP更新记忆种群;引入CDS启发式,扰乱种群防止GA收敛过快。针对不同规模问题,分别对常规GA、VNSP和HGAVNSP进行仿真实验,结果表明HGAVNSP能够在较短的CPU时间内获得更好的近优解。     

求解柔性作业车间调度问题的一种新邻域结构

针对柔性作业车间调度问题(flexible job-shop scheduling problem,FJSP),提出了一种新的邻域结构,该邻域结构保证任意一次邻域移动可以改进当前解,从而显著地缩小了邻域规模.在此基础上,在求解FJSP问题的禁忌搜索算法中,设计了基于该邻域结构的两级邻域搜索策略,该策略既增加了邻域搜索的有效性,又保证了最优解的连通性.最后,针对69个FJSP的Benchmark问题进行了测试,实验结果验证了新邻域结构的有效性,并更新了 4个Benchmark问题的历史最优解.     

基于离散状态转移算法的无等待流水车间调度研究

针对制造行业中广泛存在的无等待流水车间调度问题,提出一种改进的离散状态转移算法进行求解。基于流水车间调度问题的特性,设计工件的编码方式,采用基于工件加工时间标准差为优先级的NEH(Nawaz-Enscore-Ham)方法构造初始解,设计基于插入和交换的多邻域组合搜索策略以提高初始解的质量;提出一种基于群状态的离散状态转移算法,并利用带二次状态转移操作的三种离散操作算子扩大算法的搜索范围;为进一步提高离散状态转移算法的求解性能,设计了基于莱维飞行的破坏重构局部搜索方法,对全局搜索发现的优质解进行细致搜索。仿真实验表明,改进的离散状态转移算法能够有效求解无等待流水车间调度问题。     

基于蚁群禁忌混合算法的成品油多舱配送路径优化研究

依据油品运输策略的不同,成品油二次配送可划分为两种模式:同一加油站的不同油品需求可拆分配送和不可拆分配送.在两种模式的基础上,根据带时间窗的成品油多舱配送基本模型,衍生出两类配送子模型;综合考虑蚁群算法较强的全局搜索能力和禁忌搜索算法的局部搜索能力,设计蚁群禁忌混合算法(ACO-TS),并提出相应策略用于两类子模型的求解.采用12组不同类型的算例进行数值实验,实验结果表明,混合算法能有效的求解两类配送子模型,并且针对第二类子模型设计的特有邻域能够加快算法求解速度;此外,两种配送模式中,同一加油站不同油品需求可拆分的模式在降低配送成本的同时,能够大幅提高车载率,减少车辆使用量。     

混合变邻域搜索算法求解大规模电动车辆路径优化问题

基于真实的物流场景,研究了带时间窗的多车型和多循环电动车辆路径问题。建立了一个基于路径的混合整数线性规划模型,可精确求解小规模算例。提出了将变邻域搜索算法和标签算法相结合的混合启发式算法,用以求解大规模情形。该算法提出了一种带随机因子的启发式算法构造初始解,并对时间窗和里程约束进行了松弛,使用邻域算子进行变邻域搜索,使用标签算法精确求解了固定商户配送顺序下的路径最优充电决策问题。测试结果表明：混合变邻域搜索算法可在极短时间内找到最优解,能大幅度降低物流成本。     

一种融合邻域搜索的多策略差分进化算法

设计多策略差分进化算法的难点在于选择何种变异策略以及如何分配这些策略。提出一种融合邻域搜索的多策略差分进化算法,根据个体适应度值将种群分为3 个子种群,每个子种群分别采用不同的变异策略和参数值,使得各子种群的搜索能力可互补,有助于平衡整个种群的勘探和开采能力。同时,对适应度值最好的子种群采用邻域搜索操作,充分挖掘优质个体可能包含的有益信息用于指导搜索。在34 个测试函数上实验,与包含7 种差分进化算法在内的12 种进化算法进行对比,结果表明该算法在大多数函数上取得了更好性能。     

基于邻域搜索的成品油多舱多目标配送路径优化算法研究

针对成品油配送中多车型,多车舱的优化调度难题,综合考虑路径安排,舱位指派及车辆指派等决策.以配送成本最小,路径风险最小以及油品准时送达为目标,建立了成品油配送多目标路径优化模型.基于邻域搜索的基本思想,提出求解成品油配送多目标路径优化问题的MOVNS算法框架,并结合不同的可行解运行策略和比较准则,衍生出三类MOVNS算法(MOVNS-1、MOVNS-2、MOVNS-3).采用12组算例进行数值实验,结果表明,三种算法均能有效的求解配送模型,提升成品油多舱配送问题的解决效率;且MOVNS-2算法具有较强的局部搜索能力,MOVNS-3算法容易跳出局部最优:同时,考虑节点关联性的可行解构造策略和并行邻域搜索策略能够增强算法的寻优能力.     

交箱序列不确定下的堆场箱位分配及多场桥调度优化

集装箱码头堆场出口箱箱位分配和场桥调度对装船效率有重要影响.为了避免翻箱,从装船和预约信息的视角提出新的堆存策略,考虑场桥实际作业中的安全距离,以装船时场桥完成提箱任务总时间最短为目标,构建堆场箱位分配及多场桥调度集成优化模型.设计文化基因算法进行求解,在遗传进化过程中加入了变邻域搜索操作,增强了算法的局部搜索能力.通过实例验证了模型和算法的有效性,并对集卡预约时段长度和准确性进行了鲁棒性分析.研究成果有利于提高装船作业效率.     

时间依赖型多时间窗车辆路径问题研究

针对一类考虑城市交通拥堵情况的时间依赖型多时间窗车辆路径问题(time-dependent vehicle routing problem with multiple time windows,TD_VRPMTW),提出一种混合离散灰狼算法(hybrid discrete grey wolf optimizer,HDGWO)进行求解。在HDGWO中,设计了新的灰狼个体更新公式,采用基于客户排列的整数编码方式,使算法可直接在离散问题解空间中执行基于标准灰狼算法个体更新机理的全局搜索;设计了基于问题性质的种群初始化策略,用于生成具有高质量和多样性的初始种群;引入头狼信息交流公式,用于探索头狼形成的优质解空间;构造具有多种局部搜索操作的自适应变邻域局部搜索策略,用于增强算法的局部搜索能力。结果表明：HDGWO可有效求解TD_VRPMTW。     

舰载机多机一体化机务保障调度方法

为了有效提升舰载机多机机务保障的效率和保障人员的利用率,根据单机机务保障流程约束特性,建立了基于多计划评审技术网络的多目标多机一体化机务保障调度模型。针对问题的求解,提出了一种自适应混合差分进化算法。首先根据调度的网络化排队过程,设计了基于事件调度策略的解码方法。其次为了协调算法“探索”与“开发”的能力,引入了自适应的变异操作和交叉、变异参数控制。再次,针对工序块的平行组合排列特征,提出了4种邻域结构,进而在算法框架中嵌入了一种自适应多邻域局部搜索策略。最后通过仿真实验验证了模型和算法的可行性和有效性。