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.     

自适应多目标遗传算法在柔性工作车间调度中的应用

针对柔性工作车间调度问题的特点，提出了一种新的自适应多目标遗传算法，其特点包括：同时运用了基于工序顺序和基于机器分配两种交叉变异方法以弥补经典工作车问调度问题中交叉变异操作的局限性；根据遗传算法搜索的历史自适应的调整两种交叉变异方法的概率以提高算法的搜索效率和稳定性；引入多目标遗传算法中的小生境技术以保持种群的多样性；采用精英保留策略保护进化过程中的优秀个体。实验结果证明该算法在多目标柔性工作车间调度问题的应用上，可以产生分布性较好的高质量的解。     

基于免疫算法的多目标柔性job-shop调度研究

建立了多目标柔性job-shop调度模型;然后提出了带有保优机制免疫算法,利用免疫记忆、接种疫苗等机制,在算法中保留并充分利用每代最优抗体和局部最优基因,使算法加快收敛;针对这类调度的柔性,提出基于工序设备双层抗体编码方案和基于设备能力空间的解码方案;采用多目标分级评价方法同时对时间、设备和成本等多目标进行评价和优化.最后,用Benchm ark标准问题的仿真和西安航空发动机(集团)有限公司的调度实例验证了算法、策略和调度模型的有效性和优越性.     

求解Job Shop调度问题的粒子群算法研究

为解决单一粒子群算法求解Job shop调度问题存在的不足,提出一种基于交换序的混合粒子群算法,提高了这类问题的求解质量.在混合粒子群算法中,采用粒子群算法进行大范围全局搜索.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,并将基于这种方法的禁忌搜索算法作为局部搜索算法,增强了粒子群算法的搜索能力.采用混合粒子群算法对13个难解的benchmark问题进行求解,在较短的时间内,得到的最优解和10次求解的平均值优于并行遗传算法和粒子群算法.由此说明本文所提出的混合粒子群算法是有效的.     

基于DSM的研发项目流程多目标仿真优化

分析了复杂产品研发项目中流程结构的不确定性,采用设计结构矩阵对其进行仿真建模,并将设计结构矩阵调度策略嵌入仿真模型,建立了同时最小化项目工期和成本的多目标优化模型.提出了一种基于设计结构矩阵仿真与非支配排序遗传算法的混合优化算法,获取研发项目流程多目标优化的Pareto最优解.以某飞机初步研制项目流程为研究算例,验证了混合优化算法的可靠性和有效性,并对获得的最优流程结构进行了深入的仿真评价与分析。     

多目标决策的柔性电压控制

提出了一种新的电压稳定控制方法.基于帕雷托优化解集,多目标决策技术被用来实现对于电力系统电压稳定性的柔性控制.电压控制是一个多目标优化问题.首先用基因跳跃进化算法作为离线搜索的方法,寻找出帕雷托优化解集.当控制系统在线应用时,帕雷托优化解集提供了一系列可行解.多目标决策技术能够根据不同的控制需求选择其中之一,满足不同的操作参数选择.从而实现了对于电压稳定的柔性控制.这种基于多目标决策的控制策略提供了快速、柔性的系统响应.对于6母线的电力系统仿真证实了这一新方法的有效性.     

复杂时间约束的水利工程项目调度问题研究

水利工程项目的调度属于资源受限的项目调度问题,但现实中这类项目存在着一种复杂的时间约束,即项目中的某些活动在特定时间段内不允许执行.针对这类特殊约束,本文提出了一种新的资源受限项目调度扩展模型,设计了多优先规则的启发式算法进行求解.并在此基础上提出了一种混合遗传算法,构造了新的交叉算子同时结合精英保留和双对齐技术来改善解的质量.最后,用调整后的项目调度问题库(project scheduling problem library)大量实例验证了算法的有效性.     

解特殊工艺约束双目标调度问题的新遗传算法

针对特殊工艺约束下非一致并行多机双目标调度问题,设计了一个双目标调度模型(BOSP).进而基于遗传算法和免疫理论的思想,提出了新的遗传算法(IGA).算法的编码采用了向量组编码方法,能有效地反映实际调度方案;免疫算子的引入,保证了种群的多样性和种群的质量,加快了算法收敛速度.仿真结果表明,算法是有效的,免疫算法的引入,使算法能较好地收敛到最优解,优于没有引入免疫算子的遗传算法,并能适用于解实际的此类调度问题.     

平顺移动下等量分批FJSP多目标优化研究

为解决平顺移动下等量分批柔性作业车间调度问题多目标优化的困难,对平顺移动下等量分批柔性作业车间调度多目标优化方法进行了深入研究。首先,针对平顺移动方式下等量分批柔性作业车间调度的特点,建立了一类以完工时间最短和制造成本最低为优化目标的等量分批柔性作业车间调度多目标优化模型。其次,提出并设计了一种改进的NSGA II算法对模型进行求解。算法中引入面向对象技术处理复杂的实体逻辑关系,使用一种基于工序及设备编码的分段编码技术进行编码,采用分段交叉和变异的特殊遗传算子实现遗传进化,应用4种精细化调度技术于解码过程以提高设备利用率。最后,通过案例分析验证了方法的有效性。     

赛汝生产系统构建与调度的研究进展

作为一种新的生产模式,赛汝生产(SERU production)因其响应快、柔性高、效率高的优势在佳能、索尼等电子产品制造企业被广泛采用并取得很好的效果,也因此引起了学术界的广泛关注.赛汝生产系统运作至少包括赛汝生产系统构建和调度两个关键决策过程,而且这两个决策过程都是NP难问题.为了降低计算复杂度,大多数已有研究都是对赛汝生产系统构建和调度进行单独决策,但赛汝生产系统构建和调度的单独决策无法产生全局最优解.为获得全局最优解,需要联合决策赛汝生产系统构建和调度.本文从赛汝生产系统构建与调度的单独决策、纯赛汝生产系统构建与调度的联合决策、混合赛汝生产系统构建与调度的联合决策三个方面,介绍和总结了赛汝生产系统构建和调度的研究进展,展望了未来的相关研究方向.     

面向连续系统并行仿真的任务调度算法

任务调度是并行分布计算中最具有挑战性的问题之一。如何合理、有效地地进行任务调度,将直接影响到系统的并行效率。本文通过对连续系统仿真程序特点的分析,折衷考虑了负载平衡与通讯延时两方面因素对并计算的不同影响,提出了一种以系统总的开锁最小为目标的启发式调度算法。该算法在我们研制的长缨三号（ＣＨＹ－Ⅲ）并行机上经验证,具有良好的并行效率。     

加工时间线性递减的平行机排序问题

主要讨论了具有两台处理机的平行机排序问题和每批恰为k个工件的串行工件同时加工排序的平行机排序问题。在这两个问题中,工件加工时间均为开工时间的线性递减函数,目标函数为极小化总完工时间。对于第一个问题,证明了其最优排序可由工件按基本加工时间不减排列得到,由此得出其最优算法,并指出了该结论对于加工时间随开工时间线性递增的情况并不成立。对于第二个问题,根据其与第一个问题在某些性质上的相似性,给出了其最优算法。最后指出所讨论的两个问题的结论均可推广到m台处理机的情况。     

基于递阶遗传算法的最小加权完工时间并行机调度

针对最小化加权完工时间的等同和非等同并行多机调度一类问题,提出了一种递阶遗传算法.该算法根据问题的特点,采用一种染色体递阶编码方案,此编码与调度方案一一对应.计算结果表明,递阶遗传算法是有效的,能适用于大规模等同和非等同并行多机调度问题,通过与Cheng所作编码的遗传算法比较,用递阶遗传算法优化并行机调度操作简单并且收敛速度快.     

基于蚁群算法的并行测试任务调度

并行测试的任务优化调度是并行测试技术的核心问题.提出了一种用于解决并行测试任务调度问题的改进蚁群算法,通过该算法可以获得测试时间最短的任务调度序列.给出了并行测试任务调度问题的数学模型,设计了启发式函数和状态转移概率的计算公式.采用动态标注方法在搜索过程中加大可行解间的信息素差别,避免算法早熟.给出了应用实例,实际应用表明该算法是有效的,能很好地解决此类多维动态组合优化问题.     

带有学习效应和机器可用性限制的排序问题

针对单机和两台机器的平行机排序问题,建立了机器具有学习效应和可用性限制的排序模型。在这个模型中,机器具有学习效应。在学习效应下,工件的加工时间与所排位置有关,对于需要在同台机器上加工的工件,工件随位置的靠后其实际的加工时间减少。同时由于定期维修等原因而导致机器在某段时间内不能加工工件。考虑了目标函数为极小化总完工时间的单机和两台机器的平行机问题。对于机器在任意时间进行维修的一般情况给出了动态规划算法,通过数值例子说明了算法的有效性,对机器在使用前进行维修的特殊情况给出了多项式算法。     

求解目标是最小完成时间和的同类机调度的改进算法

研究了目标函数是完成时间和的同类机调度问题。同类机调度是一种重要的平行机调度问题,而最小完成时间和目标是最常见的规则目标一种,完成时间和的同类机调度问题在相关研究领域具有非常重要的地位。首先为此问题建立数学模型,然后提出一种改进的启发式算法,并通过实验验证了算法的性能。     

SOLVING RESOURCE—CONSTRAINED PROJECT SCHEDULING PROBLEMS WITH BI—CRITERIA HEURISTIC SEARCH TECHNIQUES

In this paper we formulate a bi-criteria search strategy of a heuristic learning algorithm forsolving multiple resource-constrained project scheduling problems. The heuristic solves problems intwo phases. In the pre-processing phase, the algorithm estimates distance between a state and the goalstate and measures complexity of problem instances. In the search phase, the algorithm uses estimatesof the pre-processing phase to further estimate distances to the goal state. The search continues in astepwise generation of a series of intermediate states through search path evaluation process withbacktracking. Developments of intermediate states are exclusively based on a bi-criteria new stateselection technique where we consider resource utilization and duration estimate to the goal state. Wealso propose a variable weighting technique based on initial problem complexity measures.Introducing this technique allows the algorithm to efficiently solve complex project schedulingproblems. A numerical example illustra     

空天高速目标探测跟踪传感器资源调度模型与算法

针对空天高速目标跟踪中,传感器资源调度任务无时间等待、传感器资源匹配形式多样、观测时间碎片化等问题,提出了多源异构传感器调度多目标优化模型和求解该模型的多目标柔性果蝇算法。针对传感器调度时间碎片化问题,采用柔性分割调度时间,设计了目标-时间-传感器三维编码方式;为了避免相似个体交叉进化造成搜索陷入局部最优,提出基于个体特征的交叉操作和变异操作;针对进化过程中个体产生碎片时间、重复观测等问题,提出柔性调整操作。最后通过两个案例测试,对提出的模型和算法进行仿真验证,实验证明算法能够合理地求解多源异构传感器资源调度问题,在收敛性和分布性方面优于对比算法。     

在轨空间智能制造:分布式调度建模与优化

在轨空间制造系统是在行星大气层外的需要地面工厂、在轨空间工厂、天地运载工具协同的以进行空间设施建造为目标的一类分布式制造系统.分布式调度建模和高效优化求解技术是实现在轨空间智能制造的关键技术之一.本文针对一类具有组件地面分布式制造及运输、地空分批次运输、组件在轨装配等典型特点的在轨空间智能制造系统,将其分解为分布式同质流水线调度,考虑运输时间的同速并行机调度,考虑工件释放时间、机器可用时间、机器处理能力的单机批调度以及考虑组件释放时间、优先约束的单机调度等问题,并基于模型协调思想建立以最小化组件生产到产品装配总时长为目标的分布式多阶段调度模型.进而,将用于求解连续优化问题的易理优化算法扩展到离散调度问题,提出求解该分布式调度问题的基于易理优化的模因算法.基于中规模、大规模算例的仿真结果和算法分析比较表明:相较于粒子群算法、教学算法、水波算法等智能优化算法,所提算法是一种求解分布式多阶段调度问题的可行、有效算法.值得一提的是,这是第一篇关于在轨空间智能制造系统调度优化的研究.