基于混合变邻域遗传算法的柔性车间调度研究

针对柔性作业车间调度的问题，以最大完工时间为目标建立数学模型，提出一种混合变邻域遗传算法。采用三种初始化方法保证初始解的质量，用遗传算法进行初步搜索，将搜索的结果通过迭代贪婪策略进一步搜索，以提高解的质量，再对关键路径进行邻域搜索，设计“跨机器工序搜索邻域”、“同机器工序搜索邻域”、“次优工序搜索邻域”三种邻域结构，加强局部搜索能力。引入迭代贪婪策略和改进的邻域结构可显著提高算法的稳定性与迭代速度。通过对国际通用的柔性作业车间调度基准算例进行测试，实验结果表明所提改进算法能够有效求解柔性作业车间调度问题。     

作业车间调度问题的新型邻域结构

针对作业车间调度问题(JSP),在现有邻域结构的基础上进行拓展,提出一种新型邻域结构.通过对现有邻域结构中产生可行邻域解的约束条件进行松弛,能够使得当前解生成更多的可行邻域解.使用禁忌搜索算法将已有的3种常见的邻域结构与该新型邻域结构进行对比,使用TA数据集中的前50个算例进行验证.实验结果表明:设计的新型邻域结构无论在最优值还是平均值,都比其他3种邻域结构具有优势.实验数据表明:新型邻域结构在4种邻域结构中能够搜索的最多可行邻域解.尽管新型邻域结构搜索花费的时间最多,但由于使用了近似评估方法,因此搜索时间在可接受范围内.     

求解VRPBTW的变邻域搜索算法

以电子商务环境下物流配送为背景,建立了带有时间窗和回程载货约束的车辆路径问题优化模型,设计了改进的变邻域搜索求解算法.该算法采用改进的Braysy顺序插入法生成问题初始解,再根据变邻域搜索算法机制应用4种不同搜索范围的局域搜索算子对初始解进行改进.通过对多个算例的求解实验,并与采用一般流程的变邻域搜索算法进行比较,结果表明所提出的变邻域搜索算法的求解效果明显优于采用一般流程的变邻域搜索算法,是求解该类问题的有效算法.     

一种新的可调时间窗车辆调度问题研究

提出了一种新的时间窗可调整的车辆调度模型,设计了求解该问题的算法．设计了初始路径的构造算法、时间窗的分配以及动态调整策略和初始路径的禁忌搜索改进策略,实验计算表明,禁忌搜索算法能够显著改进初始解的质量,有效降低了运输成本,时间窗可调策略能够为顾客提供多个参考时间窗选择,增加了车辆调度的灵活性,与固定时间窗算法相比,本算法能够提高服务质量,不会产生拒绝顾客服务要求的现象．     

一种解决有限缓冲区流水车间调度问题的复合启发式算法

针对以最大完工时间为目标的有限缓冲区流水车间调度问题,提出了一种新的复合启发式算法.算法设计中首先使用PF-NEH算法进行解空间的搜索,并采用基于插入邻域和交换邻域的可变邻域搜索算法来增强局部搜索.仿真实验表明,该算法具有高效性和优越性.     

有时间窗的车辆路径问题及改进禁忌搜索算法

基于改进的禁忌搜索算法求解有时间窗的车辆路径问题,建立了该问题的通用数学模型.改进算法中,在随机构造的多个可行解中挑选较好的解作为初始解,采用2-opt方法生成邻域,并构造了动态禁忌表,使禁忌表的大小和结构随搜索过程发生改变,提高了整体寻优能力.仿真实验证明了算法的可行性、有效性和优越性.     

基于调度效益最大化的多功能组网认知雷达资源优化调度算法

在组网认知雷达中,针对多目标多任务(如搜索、跟踪与成像等)按优先级进行资源调度时易造成目标任务丢失的问题,提出基于调度效益最大化的多功能组网认知雷达资源优化调度算法。该算法将搜索与跟踪任务的时间窗考虑到目标函数中,通过目标任务的重要性(优先级)和有效性(时间窗)两个因素的加权来表示雷达对目标任务的调度效益,根据调度效益最大准则建立并利用遗传算法求解资源调度模型。对仿真结果分析表明,该方法能够提高组网认知雷达的整体效能。     

基于通用变邻域搜索的多AGV分拣调度优化

为了解决物流仓储分拣中心多台AGV处理大量包裹调度优化困难的问题,在考虑分拣作业时间窗和充电需求的基础上,研究了大规模AGV调度问题。以最小化分拣作业周期为目标,提出了一种通用变邻域搜索(general variable neighborhood search, GVNS)算法,为各台AGV指定转运任务和作业排序,采用遍历插入启发式策略生成满足时间窗约束的初始解,设计了10种邻域算子对初始解迭代寻优,并对比不同规模算例的算法性能,分析AGV充电速率和数量配置对分拣效率的影响。结果表明,GVNS算法具有计算时间和求解性能方面的优势,能在较短时间内求得近似最优解,平均计算时间仅为532.78 s,明显优于混合整数规划模型和约束规划模型;当包裹数为100时,最合适的AGV配置为14辆。因此,GVNS可以有效解决分拣中心考虑充电需求和硬时间窗的大规模多AGV调度问题,提高物流分拣效率,帮助企业找到科学、合理的AGV配置方案。     

实际约束条件下多配送中心物流车辆调度优化

传统方法难以解决有时间窗等具有实际约束条件,且调度结果并非最优,提出一种基于变邻域搜索算法的多配送中心物流车辆调度优化方法。对多配送中心物流车辆调度优化问题进行分析,在分析结果的基础之上构建实际约束条件下多配送中心物流车辆调度数学模型;利用变邻域搜索算法求解物流车辆调度模型的最优解,完成实际约束条件下多配送中心物流车辆的调度优化。实验结果表明,采用所提方法进行多配送中心物流车辆调度,其总运输时间短、运输总费用低,调度结果较优,且符合实际约束。     

基于改进分布估计算法的带并行机模糊混合Flow Shop调度

针对处理时间不确定情况下带并行机的混合Flow Shop调度问题,基于模糊规划理论,采用一种模糊数排序的方法建立了调度模型;以最小化加权模糊最大完工时间的平均值和不确定度作为调度目标,提出一种改进分布估计算法(IEDA)求解上述问题。IEDA算法采用基于NEH(Nawaz-Enscore-Ham)和破坏重建策略的初始化方法,对较优个体进行变邻域局部搜索以提高算法的局部搜索能力,同时采用破坏重建策略增加种群多样性,在最优解连续若干代没有改进时对其进行基于破坏重建策略的变邻域局部搜索,增强算法跳出局部最优的能力,并用正交设计的方法调节算法参数。仿真实验结果验证了本文算法的优越性。     

考虑司乘人员工作时间窗的高铁快巴车辆调度与人员排班综合优化

针对新型公交服务产品如高铁快巴仍然缺少相应的运营方式的情况，对高铁快巴的车辆调度与人员排班的综合优化问题进行研究。为发挥高铁快巴灵活性的优势，引入了满足司乘人员工作时间要求的时间窗约束，建立了考虑司乘人员时间窗的高铁快巴车辆调度与人员排班综合优化模型。通过算例计算，得到了高铁快巴的最优调度与排班方案。结果表明，相比于传统的多线调度独立优化，在高铁快巴的优化问题上使用综合模型的效果更好，综合优化后运营成本比原运营方案降低约8.98%、比独立优化降低约4.73%，同时减少了司乘人员数量，验证了该模型在解决高铁快巴问题上的正确性与良好应用效果。     

基于成本最小的公交人员排班优化模型

为了优化公交人员排班问题,提高公交公司的运营效率和资源利用率,以车辆行车计划为基础、公交公司运营成本最小为目标,构建了公交人员排班问题理论模型,并利用遗传算法和LINGO优化软件分别进行实例求解。算例分析表明,该模型具有可行性和合理性。     

作业时间依赖资源分配决策的项目调度问题建模与算法

针对实际问题的需求,提出了作业时间依赖资源分配决策的项目调度问题.以最小化项目工期为目标,建立了作业时间与资源分配量呈函数关系的资源受限项目的调度模型,提出了基于1-opt及2-opt局部搜索的遗传算法以提高算法的求解质量,分析了2-opt局部搜索中的作业组合情形,归纳与证明了不同作业组合调整与问题目标之间的关联性质,在此基础上建立了选取有效作业组合的方法,以提高算法在局部搜索求解中的效率.数据实验结果表明,所提算法相较于现有算法,其求解的质量和速度均具有优越性.     

基于蚁群算法的灵巧卫星调度

灵巧卫星的出现将极大程度增加卫星对给定地面目标实施观测的可选方式和灵活度,使得灵巧卫星调度问题的高度组合特征更加突出,大大增加了卫星调度问题的复杂性和解搜索的寻优难度。分析了灵巧卫星调度问题的约束条件,建立了灵巧卫星调度的约束满足模型。提出了求解灵巧卫星调度方法的蚁群算法,对算法的状态转移规则、信息素更新规则以及安排观测窗口的规则做了详细描述;并提出了任务路径处理流程,以此产生调度方案,评价路径优劣,反馈给蚂蚁路径搜索阶段。通过实例计算,展现了灵巧卫星强大的观测能力以及方法的有效性。     

基于粒子群算法的车间调度与优化

通过对车间调度问题的描述,针对传统调度算法寻优效率低或全局寻优能力差的弱点,提出了一种基于粒子群算法(PSO)的车间调度问题解决方案.根据车间调度问题的特点,对粒子群的编码及寻优操作进行了研究,确定了更适合车间调度问题的编码和操作方式,并将算法进行编程,应用到了系统的车间调度部分.仿真结果表明,通过设置适当的参数,可以快速地得到很好的排序结果,能够适用于动态的车间调度问题.     

基于析取图的集束型设备建模与调度方法

针对处理腔带有缓冲且能处理不同种类晶圆产品的单臂集束型设备调度问题,提出了基于析取图模型的分枝搜索调度方法.首先将问题转换为单机调度问题,建立析取图模型,采用分枝的方法获得可行解空间.然后在此基础上,提出以最小完工时间的机械手最优动作序列为目标的分枝搜索算法.最后对调度算法进行了仿真实验分析.结果表明,该算法有效可行,同时说明了处理腔带输入、输出缓冲的集束型设备对于满足不同种类晶圆的生产、提高生产能力均具有较好的效果.     

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.     

有时间窗配送车辆调度问题的禁忌搜索算法

在对有时间窗配送车辆调度问题进行描述的基础上,建立了该问题的基于直观描述的数学模型.通过设计一种新的解的表示方法构造了求解该问题的禁忌搜索算法,并以21个节点的运输网络为例进行了实验计算.计算结果表明,用作者设计的禁忌搜索算法求解有时间窗配送车辆调度问题,不仅可以取得很好的计算结果,而且算法的计算效率较高,收敛速度较快,计算结果也较稳定.     

TFT-LCD制造cell阶段多目标绿色调度问题研究

针对薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)制造cell阶段的多目标绿色调度问题,构建了最小化最大完工时间、总能耗和总生产成本为目标的优化模型。采用基于机器和工序的两段式编码,使用在步长因子前加入动态系数的改进布谷鸟搜索算法,结合双元锦标赛和动态淘汰制,根据聚集距离法筛选Pareto最优解来获得Pareto最优解集,对TFT-LCD制造cell阶段多目标绿色调度问题进行求解。结果表明,改进布谷鸟搜索算法优于标准布谷鸟搜索算法和带精英策略的快速非支配排序遗传算法,可以提高TFT-LCD制造cell阶段多目标绿色调度问题的求解效率和质量。     

考虑工人疲劳和学习效应的装备制造车间动态调度

针对大型装备制造车间人机双资源调度中工人疲劳和学习效应集成优化难的问题,基于指数型疲劳表征和DeJong学习曲线,构建混合整数规划模型。根据双资源调度问题的编码特征,结合排序规则生成初始调度方案,结合移除和插入操作设计自适应大邻域搜索算法,以求解人机双资源分配、工件排序、动态调度等子问题。同时,围绕紧急插单、机器故障、工人离岗等扰动设计重调度策略,基于原有算法实现动态调度,并进行算法测试。结果表明,与求解器、规则、遗传算法等相比,所提算法找到了完工时间更短的调度方案,且在紧急插单、机器故障、工人离岗等动态调度场景下,也能够给出更好的结果。所研究的装备制造车间调度问题同时考虑了工人疲劳与学习效应,对应算法可为大型装备制造排产系统开发提供参考。