考虑行为主体的置换流水车间干扰管理研究

针对置换流水车间计划外新工件到达干扰问题,研究从加工系统参与主体:企业管理者、车间工人和客户三方进行基于前景理论的扰动度量,并建立同时考虑初始成本目标和基于行为运筹扰动目标的干扰管理模型.经分析发现问题复杂度为NP-难,为了弥补单一元启发式算法具有求解性能依赖于初始解的质量以及局部搜索不足等缺陷,从初始解改进和加强局部搜索两个角度,提出一种具有一般通用性的元启发式算法混合策略,分别基于量子计算、粒子群搜索和模拟退火设计了四种具体混合算法.为验证该混合策略的有效性,基于置换流水车间Taillard(Ta)标准测试集设计干扰算例并应用算法进行求解,验证了基于前景理论的扰动度量的优势,通过输出有效前沿多样性和收敛性分析证明了所提算法混合策略求解问题的有效性.     

基于改进遗传算法的流水车间调度求解方法

流水车间调度问题是一类经典的NP完全问题,为此提出了一种求解极小化总完工时间的流水车间调度问题的改进遗传算法.该算法采用构造型启发式算法和随机方法共同产生初始种群,结合禁忌搜索算法的局部搜索性能和遗传算法的全局搜索性能.仿真实例的结果表明该算法对问题求解的可行性和有效性.     

基于混合粒子群-NEH算法求解无等待柔性流水车间调度问题

针对以最小化最大完工时间为目标的无等待柔性流水车间调度问题,提出了一种混合粒子群-NEH算法.该算法 利用粒子群优化算法解决机器分配问题,并进行全局优化;利用改进的NEH算法确定工件加工顺序,并首次提出差值 平移算法计算问题目标值.在算法求解过程中,通过不断对停滞粒子实行变异操作,避免粒子群陷入早熟收敛状态.基 于典型算例的仿真实验,证明了所提算法求解该类问题的可行性和有效性.     

基于多目标萤火虫膜算法的学习效应生产调度问题北大核心CSCDCSSCI

针对复杂的生产环境,建立基于学习效应的多目标置换流水车间调度问题模型。设计嵌套有萤火虫算法的膜算法,改进其邻域搜索策略,对构建的模型进行寻优求解。利用Car类基准测试问题测试萤火虫膜算法的性能,并通过与萤火虫算法和粒子群算法的对比,验证了萤火虫膜算法在求解置换流水车间调度问题中的可行性和有效性。利用膜算法求解得到的不同学习率下置换流水车间调度问题的最大完工时间及总流经时间,构建Pareto最优解集,分析不同学习效应因子对多目标置换流水车间调度问题的影响程度。     

基于多目标萤火虫膜算法的学习效应生产调度问题

针对复杂的生产环境,建立基于学习效应的多目标置换流水车间调度问题模型。设计嵌套有萤火虫算法的膜算法,改进其邻域搜索策略,对构建的模型进行寻优求解。利用Car类基准测试问题测试萤火虫膜算法的性能,并通过与萤火虫算法和粒子群算法的对比,验证了萤火虫膜算法在求解置换流水车间调度问题中的可行性和有效性。利用膜算法求解得到的不同学习率下置换流水车间调度问题的最大完工时间及总流经时间,构建Pareto最优解集,分析不同学习效应因子对多目标置换流水车间调度问题的影响程度。     

求解零空闲置换流水车间调度问题的离散萤火虫算法

针对最小化最大完工时间的零空闲置换流水车间调度问题,提出了一种离散型萤火虫优化算法。基于萤火虫算法优化机理,采用基于工件序列的个体编码方式,重新定义了个体间距离的概念和位置更新公式,并结合交换、插入和逆序操作的局部搜索策略来提高算法性能。通过典型算例对算法进行了仿真测试和对比,结果表明了所提算法的可行性和有效性,扩展了传统萤火虫算法的求解范围,是解决流水线生产调度问题的一种有效方法。     

基于混合电磁算法求解置换流水车间调度问题

为了求解置换流水车间调度问题,提出了一种基于混合电磁算法的调度算法。首先,采用最小位置值法将算法中连续向量转换为工件排列顺序。其次,对随机生成的一部分初始解用基于启发式信息的贪婪随机自适应算法得到的结果加以改造,使其质量得到提高。最后,加入局部搜索增强算法性能。通过对Car系列和Rec系列基准测试结果表明,提出的算法性能优良。另外,还讨论了一些参数对算法优化性能的影响。     

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。     

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。     

基于折衷策略的Blocking流水车间调度构造启发式算法

针对目标函数为Makespan的Blocking流水车间调度问题,经过对目标函数结构的分析,提出了一种基于折衷策略对工件进行初始排序的启发式算法.通过对大量典型算例的计算,实验结果证明了设计的算法在解的质量上超越了NEH算法.     

基于教学优化算法求解置换流水车间调度问题

针对置换流水车间调度问题,将连续算法与离散策略相结合,提出一种多班级教学优化算法。采用基于置换变异改进的NEH (nawaz enscore ham)种群初始化方法,兼顾初始解的质量和多样性。在教学阶段,引入离散的自适应教学,并给出去重的操作,避免了无意义的教学过程。新增了基于莱维飞行的自学策略,同时以变邻域搜索的方式模拟离散阶段的自学。将相互学习与班级交流合并,在保证优秀个体交流的基础上,提高学习的效率。通过对标准测试集Rec进行测试,并与其他算法比较,验证了算法的有效性和稳定性。     

基于DPSO的无等待混合流水车间调度方法

研究了无等待混合流水车间调度问题,调度目标为最小化工件的最大完成时间。针对问题中工件加工无等待特点,设计了分阶段实现的无等待算法,并将机器的能力约束嵌入到算法之中。在此基础上,首次应用离散粒子群优化算法对无等待混合流水车间调度问题进行了优化求解。通过仿真实验表明,离散粒子群算法的优化质量优于遗传算法及LTPT、STPT和FCFP三种启发式算法,同时验证了分阶段无等待算法的有效性。

Abstract：

A no-wait hybrid flow shop（NWHFS） scheduling problem was studied for the objective of minimizing makespan.For the no-wait constraint between two sequential operations of a job,not only the no-wait algorithm of grading was designed,but also the number restriction of machines was embedded into this algorithm.On this basis,the discrete particle swarm optimization（DPSO） algorithm was proposed for the first time to solve such problems.The last simulation experiments show the optimization qualities of DPSO are superior to those of the genetic algorithm（GA） and the heuristic algorithms of LTPT,STPT and FCFP,and demonstrate the effectiveness of the no-wait algorithm of grading as well.     

求解零等待流水线调度问题的离散磷虾群算法

针对最小化最大完工时间零等待流水车间调度问题，设计了一种离散磷虾群优化算法进行求解。根据优化问题特性，定义了算法中虚拟食物的计算方法，规定了虚拟食物影响下磷虾个体之间的交叉规则；提出了个体间的距离计算方式，从而可以界定邻域范围实现个体信息交流；进一步采用交换、逆序、插入等策略来提高算法的局部搜索能力，同时借助多种初始化策略来提高初始种群的质量和多样性。通过典型算例的仿真测试和对比，验证了所设计算法的有效性和鲁棒性。     

一种求解阻塞流水车间调度问题的分散变邻域搜索算法

针对带有阻塞(blocking)限制的流水车间调度问题,将分散搜索与变邻域搜索结合起来,提出了分散变邻域搜索算法。在算法中提出了基于工件块的复合邻域及其搜索方法,该邻域的规模可以根据工件块的大小动态变化,从而实现局域搜索与广域搜索的平衡。此外,提出用分散搜索的参考集来存储算法搜索过程中得到的质量与分散性较好的解,每次迭代过程中变邻域搜索的初始解均从该集合中产生。使用标准测试问题对所提出的混合算法进行了测试,并与已有文献中的较好算法进行了比较,结果验证了所提出的分散变邻域搜索算法的有效性。     

求解Job Shop调度问题的改进禁忌搜索算法

提出一种改进的禁忌搜索算法,解决传统禁忌搜索算法优化效果对运行次数和初始解依赖的不足,提高这类问题的求解质量.根据Job Shop调度问题解的特征,提出基于关键工序的邻域选择方法,采用此邻域选择方法构造禁忌搜索算法,当无邻域时,重新产生初始解进行禁忌搜索,将传统的禁忌搜索算法从单起始点搜索改进成多起始点搜索.采用改进的禁忌搜索算法对13个难的benchmarks问题进行10次求解,得到的平均值8个优于TSAB算法,得到的最优解6个优于TSAB算法、4个与TSAB算法相同.采用基于关键工序的邻域结构构造的改进TS算法具有较强的搜索能力.     

混合鲸鱼算法在柔性作业车间系统中的应用

针对柔性作业车间调度计算复杂度高,求解困难的难题,在分析基本鲸鱼算法的基础上,提出一种改进的混合鲸鱼算法,用于求解柔性作业车间调度的最大完工时间最小问题。首先,利用随机二段式编码方式将连续型鲸鱼算法离散化,构造适应生产调度的函数;其次,利用随机规则和混合规则相结合的方式求得初始解,提高种群的多样性;最后,加入变邻域搜索算法,防止求解结果陷入局部最优。通过相关文献中的标准实例,将改进后的鲸鱼算法与标准鲸鱼算法和其他智能优化算法分别进行对比,求解的结果表明改进后的鲸鱼算法在求解柔性作业车间调度方面的可行性和有效性。     

基于蚁群优化的置换流水车间调度算法

针对置换流水车间调度问题,提出了一种基于蚁群优化的调度算法.该算法的要点是将NEH启发式算法和蚁群优化结合起来:首先,将蚁群优化中的能见度定义为NEH中所用的工作加工时间之和.其次,对于部分解采用了NEH中的步骤2和步骤3进行局部调整.最后,对构造出的解做插入型局部搜索.用所提算法对置换流水车间调度问题的基准问题进行了测试,测试结果表明提出算法的有效性.     

基于自适应变邻域搜索算法的一类混合流水车间调度问题

混合流水车间调度是一类典型的生产调度问题,属于NP-难问题。传统的研究通常针对中间存储无限的情况,但是在实际生产中,相邻工序之间的存储一般是有限的。针对中间存储能力有限的混合流水车间调度问题,建立了该问题的混合整数规划模型,并提出了一个自适应变邻域搜索算法。在算法中,针对混合流水车间调度问题的特点,提出了基于工件顺序的编码及解码方法。针对传统邻域类型广域搜索能力不足的问题,提出了基于块删除与插入的大规模邻域搜索,并提出了邻域规模的自适应选择机制。基于随机测试问题的实验结果表明,所提出的自适应变邻域搜索算法具有较好的局域与广域搜索能力。     

一种求解多目标柔性JSP的正交遗传算法

针对柔性作业生产调度问题的特点,提出一种新的多目标正交遗传算法.算法主要特点包括:提出一种基于SPEA改进的个体适应值计算方法,该方法回避了小生境参数设置的难题,且具有更强的相似个体区分能力;设计一种新的基于正交设计的多个体交叉算子,该算子既能增强算法搜索在Pareto前沿均匀分布非劣解的能力,也可提高算法全局寻优的能力;给出一种基于历史搜索信息和变量区间划分的局部解空间跳出机制,以避免算法早熟和提高搜索效率.实验结果表明该算法应用于柔性多目标作业生产调度问题,具有较强的搜索效率和求解性能.     

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.