遗传算法解柔性作业车间调度问题应用综述

柔性作业车间调度问题是典型的NP难问题,对实际生产应用具有指导作用。近年来,随着遗传算法的发展,利用遗传算法来解决柔性作业车间调度问题的思想和方法层出不穷。为了促进遗传算法求解柔性作业车间调度问题的进一步发展,阐述了柔性作业车间调度问题的研究理论,对已有改进方法进行了分类,通过对现存问题的分析,探讨了未来的发展方向。     

基于多种群蚁群算法的柔性作业车间调度研究

针对柔性作业车间调度的特点,设计了柔性作业车间调度析取图模型,结合蚁群分工组织的工作方式,给出了基于竞争规则的多种群蚁群算法求解方法。算法中不同种群的蚂蚁被放置在析取图中不同的工序节点上,通过核心种群的引导,充分发挥蚁群协作竞争的并行高效特点,满足柔性作业车间调度的要求。仿真实验表明该算法求解柔性作业车间调度具有可行性和有效性。     

含有运输小车的柔性作业车间调度研究

在实际的柔性作业车间调度中,不但工件需要加工时间,而且工件在各个机器之间利用AGV(自动导引小车)转移也需要占用一定的时间,因此对柔性作业车间调度中考虑AGV运输时间的研究更具有实际意义.针对此问题,本文建立含有AGV的柔性作业车间调度的数学模型,针对问题自身特点对遗传算法进行改进,引入局部搜索策略加强局部寻优能力,将...     

工件工序可并行的作业车间调度模型与求解

针对传统作业车间调度模型没有考虑工件工序存在并行性的不足,提出一种以最小化完工时间为目标的工件工序可并行作业车间调度模型,且在模型中考虑了工序加工设备柔性;设计了基于遗传算法的调度算法,其中染色体编码采用分段编码方式,并提出一种适用于工件工序存在并行性的染色体解码方法.实验结果表明,文中算法能够有效地解决工件工序可并行的作业车间调度问题.     

考虑非确定加工时间的柔性作业车间调度问题研究

加工时间不确定的柔性作业车间调度问题已逐渐成为生产调度研究的热点。采用区间表示加工时间范围,利用时间Petri网建立区间柔性作业车间调度问题形式化模型,并运用网模型的状态类图进行可达性分析,计算出所有可行变迁触发序列。通过对触发序列的时序分析,提出一种有效的逆向分步法来构造触发序列的时间约束不等式,进而求解线性规划问题来获得最小完工时间下界(上界)的优化调度策略。最后利用实例分析验证了模型及所提方法的正确性和可行性,为实际的区间柔性作业车间调度问题提供有效方案。     

Job-Shop调度问题的量子蚁群算法求解*

针对最小化最大完工时间的作业车间调度问题,提出了一种量子蚁群调度算法.该算法结合了量子计算中量子旋转门的量子信息和蚁群寻优的特点,通过作业车间调度问题的析取图表示,将原问题转换为求解析取图的关动路径,并利用量子蚁群算法进行求解.采用该算法对作业车间调度问题的基准数据进行测试,仿真结果表明了该算法的可行性和有效性.     

混合遗传算法在分布式车间作业调度中的应用

分布式车间作业计划与调度是一个典型的组合优化问题,而组合优化问题是遗传算法求解的领域。该文描述了分布式车间作业调度问题及其调度方法,结合分布式车间生产模式的实际情况,将模拟退火算法引入自适应遗传算法,提出了混合遗传算法(GASA);详细地阐述了分布式车间作业计划与调度问题的解决策略和操作过程,并以甘特图的方式给出了计算结果。与其他方法比较,混合遗传算法是解决分布式车间作业计划与调度问题的更为优良的方法。     

关于肉制品加工的车间调度问题研究

本文将针对肉制品厂产品的加工流程进行相关工件车间调度问题研究。根据实例建立工件之间的加工工序,得出基于图论的车间调度析取图模型,然后结合拓扑算法的进行逐步求解,最后求出整个产品在加工过程中的线序关系析取图。该研究结果表明拓扑算法在求解该问题上是具有高效性以及可行性的。     

基于约束模型的多目标柔性作业车间调度问题求解

针对遗传算法求解柔性作业车间调度问题的特性,对现有基于机器的互换交叉方式及基于工序的插入变异方式进行了改进,避免算法在运行过程中出现非法解,以节省算法的运算时间。同时,验证了改进后的交叉及变异方式的有效性。使用余弦相似度对个体进行相似度计算,避免算法在运算过程中丢失种群的多样性。使用极大极小法对调度模型进行约束,优化为旺季生产调度模型和淡季生产调度模型。最后,对多目标柔性作业车间调度问题的实例进行仿真运算,验证了算法的性能及方法的可行性。     

多种群NSGA-Ⅱ改进算法的大规模柔性作业车间调度问题

在研究柔性作业车间调度问题(FJSP)中为模拟实际大型生产车间的柔性作业车间调度情景,设计了基于传统基准实例的大规模FJSP数据集.针对大规模FJSP数据集,提出了以最大完工时间、机器最大负荷、机器总负荷为优化指标构建多目标柔性作业车间调度模型,在求解时为避免算法陷入局部最优,提出了一种多种群NSGA-Ⅱ改进算法(IM...     

Scheduling jobs and maintenances in flexible job shop with a hybrid genetic algorithm

Most flexible job shop scheduling models assume that the machines are available all of the time. However, in most realistic situations, machines may be unavailable due to maintenances, pre-schedules and so on. In this paper, we study the flexible job shop scheduling problem with availability constraints. The availability constraints are non-fixed in that the completion time of the maintenance tasks is not fixed and has to be determined during the scheduling procedure. We then propose a hybrid genetic algorithm to solve the flexible job shop scheduling problem with non-fixed availability constraints (fJSP-nfa). The genetic algorithm uses an innovative representation method and applies genetic operations in phenotype space in order to enhance the inheritability. We also define two kinds of neighbourhood for the problem based on the concept of critical path. A local search procedure is then integrated under the framework of the genetic algorithm. Representative flexible job shop scheduling benchmark problems and fJSP-nfa problems are solved in order to test the effectiveness and efficiency of the suggested methodology. Received: June 2005 /Accepted: December 2005     

考虑机器速度的低碳柔性作业车间调度问题研究

根据具有低碳需求的制造企业的实际情况,建立了考虑机器速度的低碳柔性作业车间调度问题模型,该模型考虑机器加工速度,增加了工件的装夹和卸载时间及机器在不同状态下的碳排放参数,使问题更具现实性。为了实现低碳生产的目标,本文在实现最大完工时间最小的前提下提出了一种非关键工序调整法,通过对非关键工序的调整,降低机器的总碳排放量,提高机器利用率。最后通过求解实际案例,实验结果证实模型的可行性和非关键工序调整法的有效性。     

基于改进的基因表达式编程算法在作业车间调度问题中的应用

文章提出一种新颖的方法一改进的基因表达式编程算法来求解作业车间调度问题。作业车间调度问题是许多实际生产调度问题的简化模型,基因表达式编程算法结合了遗传算法和遗传编程的优点,具有更强的解决问题能力,对基因表达式编程算法进行改进使其在作业车间调度问题的应用上更加有效;最后应用一个实例来验证提出方法的有效性。     

相关工件车间调度问题的拓扑算法

针对加工装配型离散制造企业实际生产的特点,提出了一类用于表示工序之间偏序关系的相关工件车间调度问题。为了利用已有的求解表示工序之间的线序关系的传统车间调度算法求解相关工件车间调度问题,设计了一种拓扑算法,该算法能够将工序之间的偏序关系转化为线序关系,将相关工件车间调度问题转化为传统的车间调度问题,通过实证研究,结果表明了拓扑算法是可行和高效的。     

求解柔性作业车间调度的GATOC混合方法

柔性作业车间调度问题是经典作业车间调度问题的扩展,它允许工序在可选加工机器集中任意一台上加工,加工时间随加工机器不同而不同。针对柔性作业车间调度问题的特点,提出一种基于约束理论的局部搜索方法,对关键路径上的机器的负荷率进行比较,寻找瓶颈机器,以保证各机器之间的负荷平衡。为了克服传统遗传算法早熟和收敛慢的缺点,设计多种变异操作,增加种群多样性。为了更好保留每代中的优良解,设计了基于海明距离的精英解保留策略。运用提出的算法求解基准测试问题,验证了算法的可行性和有效性。     

周期性和事件驱动的JobShop滚动调度策略

为了适应加工的连续性及环境的变化，借用了预测控制中的滚动优化思想提出了周期性和事件驱动的滚动调度策略。调度算法将遗传算法和分派规则相结合，以此来处理与操作序列有关的工件安装时 间和工件到期时间约束的复杂调度问题。     

Digital twin-based job shop anomaly detection and dynamic scheduling

Scheduling scheme is one of the critical factors affecting the production efficiency. In the actual production, anomalies will lead to scheduling deviation and influence scheme execution, which makes the traditional job shop scheduling methods are not sufficient to meet the needs of real-time and accuracy. By introducing digital twin (DT), further convergence between physical and virtual space can be achieved, which enormously reinforces real-time performance of job shop scheduling. For flexible job shop, an anomaly detection and dynamic scheduling framework based on DT is proposed in this paper. Previously, a multi-level production process monitoring model is proposed to detect anomaly. Then, a real-time optimization strategy of scheduling scheme based on rolling window mechanism is explored to enforce dynamic scheduling optimization. Finally, the improved grey wolf optimization algorithm is introduced to solve the scheduling problem. Under this framework, it is possible to monitor the deviation between the actual processing state and the planned processing state in real time and effectively reduce the deviation. An equipment manufacturing job shop is taken as a case study to illustrate the effectiveness and advantages of the proposed framework.     

多目标柔性车间调度的二级精选算法

多目标柔性车间调度问题与实际更加符合,是典型的多目标组合优化问题,运用传统算法求解会产生大量的解空间,找到最优解是非常棘手的问题.基于此,提出了二阶优化方法,即基于遗传算法的初级单目标优化和基于多目标决策体系的高级精选优化的组合优化算法.初级优化阶段,采用改进的遗传算法,选用企业最关心的单目标选出一组Pareto解集;...     

多目标军用飞机维修作业调度优化研究

为提升维修作业与现代战机的适应程度,对军用飞机维修作业调度模型构建与调度优化算法设计进行探讨。在沿用柔性作业车间调度问题的形式化描述构建维修作业调度模型的基础上,选取遗传算法对执行步骤进行设计,引入耦合算子重新调整工序排序部分染色体以避免染色体违背耦合约束无法解码的情况发生,并采用维修作业调度案例与Brandimarte测试数据验证多目标调度优化算法的适用性与优化性。维修作业调度模型构建与调度优化算法的探讨促进维修管理的精细化,为调度相关领域的深入研究拓宽思路。