基于Petri网模型的JSP粒子群优化调度

提出一种有效的基于Petri网建模及改进的编码粒子群算法的车间作业调度问题优化算法,分析对比了现有的作业车间调度领域中的基于人工智能的优化算法,对所提出的基于Petri网建模和改进的粒子群算法的优化算法进行了性能分析,并对该算法进行了仿真研究,结果表明该算法是可行、有效的。     

改进的离散型萤火虫优化算法求解柔性作业车间调度问题

针对传统的群智能优化算法在求解柔性作业车间调度问题(FJSP)时,存在寻优能力不足且易陷入局部最优等缺点,本文以最小化最大完工时间为目标,将萤火虫算法(FA)用于求解柔性作业车间调度问题,提出一种改进的离散型萤火虫算法(DFA)。首先,通过两段式编码建立FA连续优化问题与FJSP离散优化问题之间的联系;其次,设计一种群初始化方法,以确保初始解的质量以及多样性;然后,提出改进离散型萤火虫优化算法并引入局部搜索算法,加强算法的全局搜索能力和局部搜索能力;最后,对标准算例进行仿真,验证DFA算法求解FJSP的有效性。通过与遗传算法和粒子群优化算法进行仿真对比,表明了DFA求解FJSP的优越性。     

多目标柔性车间调度的文化基因非支配排序粒子群算法

本文以离散型柔性制造车间为对象, 以缩短生产周期、减少机器空转时间和提高产品合格率为优化目标, 提出一种文化基因非支配排序粒子群算法. 该算法采用二维编码方式. 首先, 分别对工序和机器分配进行不同的变异操作, 建立了多目标离散型资源优化调度模型. 然后, 采用非支配排序策略和随机游走法获得Pareto最优解, 接着利用层次分析法给出资源优化配置方案. 最后, 利用实际生产数据进行仿真, 结果表明所提出的优化算法具有平衡全局搜索能力和局部搜索能力的特性.     

微粒群算法在印染企业车间调度中的研究应用

在对某印染企业的生产状况进行了深入调研和分析的基础上,对流水车间调度、混合流水车间调度和作业车间调度进行了对比研究。同时对微粒群算法进行了深入研究,并根据实际情况对算法进行了部分改动和改进,使之能适用于离散的生产调度问题。最后将改进后的微粒群算法应用到花布印染企业的车间调度中,对加工任务进行优化调度,并实现甘特图的动态生成。论文的结果可直接应用于企业流水车间调度和作业车间调度,具有一定的实际应用价值。     

求解多目标作业车间调度问题的混合变异杂草优化算法

针对多目标作业车间调度问题,提出一种混合变异杂草优化算法。该算法采用基于各子目标熵值权重的欧氏贴近度作为适应度值计算方法,引导种群向Pareto前端进化。在进化过程中,运用快速非支配排序策略构建Pareto档案,并利用进化种群中最优个体实时更新Pareto最优解集,提升算法的优化性能;同时通过引入变异算子增加种群多样性,避免算法陷入局部最优。最后,基于Benchmark算例的仿真实验,验证了该算法求解多目标作业车间调度问题的有效性。     

A hybrid discrete particle swarm optimization for dual-resource constrained job shop scheduling with resource flexibility

In this paper, a novel hybrid discrete particle swarm optimization algorithm is proposed to solve the dual-resource constrained job shop scheduling problem with resource flexibility. Particles are represented based on a three-dimension chromosome coding scheme of operation sequence and resources allocation. Firstly, a mixed population initialization method is used for the particles. Then a discrete particle swarm optimization is designed as the global search process by taking the dual-resources feature into account. Moreover, an improved simulated annealing with variable neighborhoods structure is introduced to improve the local searching ability for the proposed algorithm. Finally, experimental results are given to show the effectiveness of the proposed algorithm.     

混合粒子群算法在job-shop动态调度中的应用

提出了基于事件驱动的动态调度策略,以融合遗传算法的粒子群算法来实现作业车间生产调度,有很好的收敛精度;在此基础上,对作业车间生产调度中的工件增加及取消、机器故障等各种动态事件进行了研究,能在扰动后提供新的调度计划,有效地解决了车间动态调度的一致性和连续性的问题。     

An improved particle swarm optimization algorithm for flowshop scheduling problem

The flowshop scheduling problem has been widely studied and many techniques have been applied to it, but few algorithms based on particle swarm optimization (PSO) have been proposed to solve it. In this paper, an improved PSO algorithm (IPSO) based on the “alldifferent” constraint is proposed to solve the flow shop scheduling problem with the objective of minimizing makespan. It combines the particle swarm optimization algorithm with genetic operators together effectively. When a particle is going to stagnate, the mutation operator is used to search its neighborhood. The proposed algorithm is tested on different scale benchmarks and compared with the recently proposed efficient algorithms. The results show that the proposed IPSO algorithm is more effective and better than the other compared algorithms. It can be used to solve large scale flow shop scheduling problem effectively.     

求解无等待Job Shop调度的量子粒子群算法

针对无等待Job Shop问题,采用量子粒子群优化算法对其进行了求解。该算法采用位置矢量的编码方式,全左移验证方式计算适应值。最后通过MATLAB对实例问题的仿真测试,量子粒子群优化算法不仅收敛速度快,而且还具有较好的求解质量。     

多机并行作业车间调度的混合粒子群算法

本文通过对多目标多机作业车间调度的研究提出了一个改进的结合启发式规则的粒子群算法,采用了依机器和工件排序的编码规则,两段式的表达形式,带启发式规则的调整,并结合聚类分析思想的保留策略,对此类问题提出了一个新的解决方法,并在文中通过一个仿真案例进行求解。     

基于粒子记忆体的多目标微粒群算法*

针对多目标微粒群算法(MOPSO)解的多样性分布问题,提出一种基于粒子记忆体的多目标微粒群算法(dp-MOPSO)。dp-MOPSO算法为每个微粒分配一个记忆体,保存寻优过程中搜索到的非支配pbest集,以避免搜索信息的丢失。采用外部存档保存种群搜索到的所有Pareto解,并引入动态邻域的策略从外部存档中选择全局最优解。利用几个典型的多目标测试函数对dp-MOPSO算法的性能进行测试,并与两种著名的多目标进化算法m-DNPSO、SPEA2进行比较。实验结果表明,dp-MOPSO算法可以更好地逼近真实Pareto沿,同时所得Pareto解分布更均匀。     

基于模糊物元模型的高维多目标FJSP研究*

为解决高维多目标柔性作业车间调度问题,提出了一种基于模糊物元模型与粒子群算法的模糊粒子群算法（Fuzzy Particle Swarm Optimization,FPSO）。该算法以模糊物元分析理论为依据,采用复合模糊物元与基准模糊物元之间的欧式贴近度作为适应度值引导粒子群算法的进化,并引入具有容量限制的外部存储器保留较优的Pareto非支配解以供决策者选择。此外,构建了优化目标为最大完工时间、设备总负荷、加工成本、最大设备负荷与加工质量的高维多目标优化模型,并以Kacem基准问题与实际生产数据为例进行仿真模拟与对比分析。结果表明,该算法具有良好的收敛性且搜索到的非支配解分布性较好,能够有效地应用于求解高维多目标柔性作业车间调度问题。     

一种改进的求解柔性作业车间调度问题的灰狼算法

柔性作业车间调度问题是智能制造领域的一类典型调度问题,它是制造流程规划和管理中最关键的环节之一,有效的求解方法对提高生产效率具有重要的现实意义。本文基于经典灰狼算法进行改进,以优化最大完工时间为目标,提出一种改进的灰狼算法来求解柔性作业车间调度问题。算法首先采用基于权值的编码形式,实现对经典狼群算法中连续性编码的离散化;其次在迭代优化过程中加入随机游走策略,以增强局部搜索能力;然后在种群更新过程中加入尾部淘汰策略,在避免局部优化的同时增加种群多样性,合理扩大算法的广度搜索范围。在标准算例上的仿真实验结果表明,改进的灰狼算法在求解FJSP时比经典灰狼算法在寻优能力方面具有明显的优势,相比其它智能优化算法,本文所提算法在每种算例上均具有更好的优化性能。     

多项目多资源均衡问题及其基于Pareto的向量评价微粒群算法

首先针对多项目多资源均衡问题的特点,建立描述问题的多目标优化模型;然后将Pareto方法嵌入向量评价微粒群算法(VEPSO),提出一种新的基于Pareto的向量评价微粒群算法(VEPSO-BP);最后利用一个算例测试了VEPSO-BP的性能,并与VEPSO进行了对比.实验结果表明,VEPSO-BP的收敛性能优于VEPSO,实现了对多项目多资源均衡问题的高质量求解.     

区间数可重入混合流水车间调度与预维护协同优化

针对加工时间不确定的可重入混合流水车间调度与预维护协同优化问题,构建以区间最大完工时间、区间总碳排放和区间总预维护费用为优化目标的集成调度模型.针对问题特性,通过设计改进的可能度计算方法,定义区间意义下解的Pareto占优关系.提出一种改进的离散鲸鱼群算法,通过同步调度与维护策略,实现制造与维护的联合优化;设计个体间距离计算策略,寻找“最近较优个体”;设计个体位置移动策略以及多邻域搜索策略,有效地平衡全局搜索和局部搜索,提高收敛精度.通过大量的仿真实验和结果对比分析,表明了所提出的算法对于求解区间数可重入混合流水车间调度和预维护协同优化问题的有效性和可行性.     

基于平衡搜索策略的多目标粒子群优化算法*

鉴于平衡全局和局部搜索在多目标粒子群优化算法获取完整均匀Pareto最优前沿方面的重要性,设计平衡全局和局部搜索策略,进而提出改进的多目标粒子群优化算法(bsMOPSO).文中策略在局部搜索方面设计归档集自挖掘子策略,通过对归档集中均匀分布的部分粒子进行柯西扰动,使归档集涵盖整个前沿面的局部搜索.在全局搜索方面设计边界最优粒子引导搜索子策略,以边界最优粒子替换部分粒子的全局最优解,引导粒子向各维目标的边界区域搜索.选取4种对比算法在ZDT和DTLZ系列的部分测试函数上进行实验,结果表明bsMOPSO具有更快的Pareto最优前沿收敛效率和更好的分布性.     

基于树形结构无界存档的多目标粒子群算法

多目标优化算法大多采用基于线性链表结构的有界Pareto存档策略,其存在迭代过程中Pareto前沿震荡衰退等弊端以及相关参数难以预先确定等技术难题.为此,构造一种适用于大规模存档集合的树形结构,并利用其取代线性结构以保证存档维护与管理的高效性,进而提出基于树形结构的无界存档策略.在此基础上,将基于正交设计的种群初始化、基于树形结构的存档更新以及基于树形结构的最优个体选择引入多目标粒子群优化,提出基于树形结构无界存档的多目标粒子群算法.最后,通过测试函数上的仿真实验验证了所提出策略与算法的科学性和有效性.     

Two-generation Pareto ant colony algorithm for multi-objective job shop scheduling problem with alternative process plans and unrelated parallel machines

The flexibilities of alternative process plans and unrelated parallel machines are benefit for the optimization of the job shop scheduling problem, but meanwhile increase the complexity of the problem. This paper constructs the mathematical model for the multi-objective job shop scheduling problem with alternative process plans and unrelated parallel machines, splits the problem into two sub-problems, namely flexible processing route decision and task sorting, and proposes a two-generation (father and children) Pareto ant colony algorithm to generate a feasible scheduling solution. The father ant colony system solves the flexible processing route decision problem, which selects the most appropriate process node set from the alternative process node set. The children ant colony system solves the sorting problem of the process task set generated by the father ant colony system. The Pareto ant colony system constructs the applicable pheromone matrixes and heuristic information with respect to the sub-problems and objectives. And NSGAII is used as comparison whose genetic operators are re-defined. The experiment confirms the validation of the proposed algorithm. By comparing the result of the algorithm to NSGAII, we can see the proposed algorithm has a better performance.     

一种求解作业车间调度的混合粒子群算法*

针对车间作业调度问题,提出了一种混合了知识进化算法和粒子群优化的算法。算法主要是结合知识进化算法的进化选择机制和粒子群优化的局部快速收敛性特性,首先让粒子替代知识进化算法中的进化个体,在群体空间中按粒子群优化规则寻找局部最优,然后根据知识进化算法的全局选择机制寻找全局最优,最后,将车间作业调度问题的特点融入到所提出的混合算法中求解问题。采用基准数据进行测试的仿真实验,并比对标准遗传算法,结果表明所提算法的有效性。     

一种用于车间作业调度问题的智能枚举算法

车间作业调度问题是优化组合中一个著名的难题,即使规模不大的算例,优化算法的时间也很长。文章提出了一种求解车间作业调度问题的快速智能枚举算法,选取了22个标准算例作为算法的测试试验集,该算法在较短的时间内找到了17个算例的最优解,试验结果表明智能枚举算法确实是一种快速的、有效的求解车间作业调度问题的近似算法。