基于粒子群算法的并行多机调度问题研究

将港口拖轮作业调度问题描述为一类带特殊工艺约束的并行多机调度问题,采用粒子群算法求解该类调度问题,提出了一种2维粒子表示方法,通过对粒子位置向量进行排序生成有效调度,并采用粒子位置向量多次交换的局部搜索方法来提高算法的搜索效率。最后,通过计算验证了混合粒子群算法的有效性。     

基于混合粒子群算法的汽车零件精冲车间调度研究

针对传统遗传算法在车间作业调度问题难以解决求解约束优化问题时存在难以同时兼顾求解质量和收敛效率这一问题,通过采用了基于工序编码的方式生成可行调度及借鉴遗传算法单点交叉方法,生成基于工件的交叉算子作为粒子的更新方式,将改进后的粒子群优化算法用于求解精冲零件车间调度问题,并在算法中通过利用局部搜索的方式提升粒子群中粒子收敛效率。通过对典型的调度测试问题进行模拟实验,证明了改进后的混合粒子群算法对于求解车间调度问题的适用性及具有不错的求解性能。     

基于混沌粒子群算法的单台批加工设备调度

提出了一种基于混沌粒子群算法的双层调度方法。双层调度的外层基于加工时间最小的目标构建组批方法集,然后将其作为内层算法的搜索空间;双层调度的内层以加工时间最小为适应值函数,采用混沌粒子群算法求解批次排序的最优解,得到最优的组批方法及其排序。通过仿真验证了该算法在搜索时间和搜索精度的可行性。     

应用混沌粒子群算法求解工程优化问题

针对工程优化设计问题,提出了基于混沌粒子群算法的工程约束优化问题求解方法.CPSO算法利用混沌搜索的全局遍历性、随机性和规律性等特点,引导粒子在全局范围内搜索,从而克服了传统粒子群算法早熟收敛的缺点.该算法以种群适应度方差作为粒子群优化算法早熟收敛的判据,并用惩罚函数法处理违法约束的粒子,当基本粒子群算法陷入早熟时,随机选择粒子群中的部分粒子实施混沌搜索,直至满足迭代收敛条件为止.CPSO算法能提高种群的多样性和粒子搜索的遍历性,从而有效提高了PSO算法的收敛速度和精度.两个工程约束优化实例的求解结果表明,该算法的优化结果最好,收敛速度也比较快.     

基于自适应粒子群算法的篦冷机电液位置伺服系统PID参数优化

针对PID控制器的参数选取直接影响到第四代篦冷机刮板在调速过程中的稳定性和调节时间的问题,提出一种新的粒子群算法的PID参数整定方法。新的粒子群算法充分利用了适应函数提供的搜索信息,对传统粒子群算法中的权值进行自适应动态控制,并用飞行时间参数替代了压缩因子,飞行时间参数的变化规律是线性递减,并把它命名为自适应粒子群算法。通过测试函数证明提出的自适应粒子群算法比传统的粒子群算法收敛速度快和寻优效率高,应用改进的方法对篦冷机电液伺服系统进行仿真实验,结果证明自适应粒子群算法的PID参数整定方法比传统的整定方法有更好的控制效果,即调速过程稳定和调节时间快。     

模具精铸中不一致任务单熔炼炉批调度优化

单熔炼炉批调度问题属于不一致任务单机批调度问题,熔炼批加工时间与批内任务需熔炼重量之和为线性函数关系。建立了单熔炼炉最小化最大任务完工时间的优化模型,提出了基于任务分批序列的混合粒子群算法(HPSOB)进行优化求解。该算法使用随机生成的任务分批序列作为粒子,采用批重量匹配(BWF)启发式规则对违背批重量约束的染色体进行修复。为避免早熟问题,算法引入遗传算法中的交叉操作和变异操作,通过粒子同个体最好解和群体最好解的交叉以及粒子自身的变异方式来搜索最优解。仿真实验结果验证了HPSOB算法的有效性。     

利用量子粒子群算法求解单级多资源约束生产批量计划问题

针对单级多资源约束生产批量计划问题,提出了基于量子粒子群算法求解该问题的方法。此算法将量子强大的领域搜索能力和基本粒子群算法(PSO)通过跟踪极值更新粒子的功能结合,能够改善粒子群算法后期搜索速度慢的问题。通过对其他文献的实例进行计算与比较,结果表明,在求解单级多资源约束生产批量计划问题时,量子粒子群算法(QP-SO)要优于退火惩罚混合遗传算法和传统的遗传算法。     

物流自动化仓库拣选作业调度粒子群优化研究

建立自动化仓库堆垛机拣选作业调度模型,采用粒子群算法对拣选作业调度进行优化。提出一种基于货位和粒子位置的二维粒子编码方法,并采用基于粒子位置互换操作的局部搜索方法。计算结果说明,混合粒子群算法能够有效地对自动化仓库拣选作业调度进行优化。     

求解作业车间调度问题的广义粒子群优化算法

为克服传统粒子群优化算法在解决组合优化问题上的局限性,分析了其优化机理,并在此基础上提出了广义粒子群优化模型。按照此模型提出了一种求解作业车间调度问题的广义粒子群优化算法。在本算法中,利用遗传算法中的交叉操作作为粒子间的信息交换策略,利用遗传算法中的变异操作作为粒子的随机搜索策略,而粒子的局部搜索策略则采用禁忌搜索来实现。为了控制粒子的局部搜索以及向全局最优解的收敛,迭代过程中交叉概率以及禁忌搜索的最大步长都是动态变化的。实验结果表明,本算法可有效地求解作业车间调度问题,验证了广义粒子群优化模型的合理性。     

置换流水车间调度粒子群优化与局部搜索方法研究

采用粒子群优化算法求解置换流水车间调度问题,提出了一种基于工件次序和粒子位置的二维粒子编码方法.为提高粒子群算法的优化性能,在描述了面向置换流水车间调度问题的粒子邻域结构后,提出了三种基于粒子邻域操作的局部搜索方法,分别是基于互换操作、基于插入操作和基于逆序操作的局部搜索方法.计算结果说明,粒子群算法的优化性能好于遗传算法和NEH启发式算法.三种局部搜索算法均能有效地提高粒子群算法的优化性能,采用基于互换操作局部搜索的粒子群算法的优化性能要好于其它两种局部搜索算法.     

基于激素调节机制改进型自适应粒子群算法在置换流水车间调度中的应用研究

研究以最小化最大流程时间为调度目标的离散型生产作业中的置换流水车间调度问题,将基于激素调节机制的改进型自适应粒子群算法应用到其中。在该算法中,粒子群算法的个体最优初始值不再是随机生成,而是由基于启发式信息的贪婪随机自适应算法得到的工件加工顺序转换而成,同时借鉴激素调节机制,引入激素调节因子,根据单个粒子周围的粒子的信息,对粒子的飞行方程进行改进,以提高搜索效率和搜索质量。对置换流水车间调度实例Rec系列基准问题进行测试,结果验证算法的有效性。     

混沌压缩非线性粒子群算法求解车间调度问题

针对大规模车间调度问题,提出了一种混沌压缩非线性粒子群算法。首先运用多种群策略增加粒子多样性,结合混沌策略和非线性策略改进惯性权重,以平衡全局和局部搜索能力,加快算法后期收敛速度;再引入压缩因子改进算法速度更新公式,加大算法前期搜索范围,以防止算法陷入局部最优;最后用6种车间作业经典算例分别对粒子群算法、遗传算法、灰狼算法和混沌压缩非线性粒子群算法进行检验。实验结果表明,该方法可以显著提升粒子群算法的收敛精度和速度,对于实际大规模车间调度问题适应性较好,能有效提高车间的生产效率。     

半导体炉管区批调度问题的粒子群优化算法研究

为改善粒子群算法对大规模问题求解的性能,提出了一种基于文化进化的并行粒子群算法,详细阐述了该算法的原理和具体实施方案.针对半导体炉管区批调度问题,设计了双层粒子群算法,外层应用基于文化进化的并行粒子群算法进行批量计划问题的求解,内层采用传统的粒子群算法求解调度问题.通过对其他文献中的仿真实例进行计算和结果比较表明,该算法优于文献中的启发式算法和蚂蚁算法.     

基于粒子群优化和变邻域搜索的混合调度算法

提出了用于解决作业车间调度问题的离散版粒子群算法.该算法采用基于工序的编码和新的位置更新策略,使具有连续本质的粒子群算法直接适用于调度问题.同时,针对粒子群算法容易陷入局部最优的缺陷,利用粒子群算法和变邻域搜索算法的互补性能,设计了粒子群-变邻域搜索算法、改进的粒子群算法、粒子群-变邻域搜索交替算法和粒子群-变邻域搜索协同算法4种混合调度算法.仿真结果表明,混合算法能够有效地、高质量地解决作业车间调度问题.     

列车调度问题模型与基于混合粒子群优化的求解算法

针对复线列车调度问题,建立了描述问题解空间的阻塞限制混合流水车间模型,并提出一种混合粒子群优化算法进行求解。该算法以最小化最长完工时间为目标,设计了释放-回推算法来安排列车运行顺序并计算最小化最长完工时间,利用改进的粒子群优化算法解决轨道分配问题并进行全局优化。此外,通过基于迭代邻域的搜索算法来提高种群的局部搜索能力。实验结果表明,所提出的方法能够有效地求解复线列车调度问题。     

一种自适应粒子群算法求解模糊作业车间调度问题

针对模糊加工时间和模糊交货期的车间调度问题,提出自适应离散粒子群算法。鉴于粒子群在搜索后期易早熟的缺点,根据群体聚集程度自适应地更改交叉概率、线性更改变异概率;在搜索后期,依概率进行择优操作,对局部极值进行基于工序块的变异操作,使算法具有更优的性能。仿真实验表明该算法可行有效。     

解决零等待多产品厂调度问题的改进粒子群算法

针对零等待多产品厂调度问题的总流程时间最小化问题,提出一种改进粒子群算法。在该类问题中,产品在每台设备上的操作包括调整、加工和移除三部分,并以零等待方式进行生产。对生产过程的特殊性建立了调度问题的数学模型,在分析了标准粒子群算法所固有的缺陷的基础上提出一种带有创新因子的改进粒子群算法。通过在粒子的位置更新公式中加入创新因子,提高了粒子的随机性,使粒子不再单纯跟踪个体极值和群体极值,避免了粒子快速聚集到群体极值周围,同时扩大了搜索范围,使粒子获得了更好的"探索"能力,增强了种群在进化过程中的多样性,防止算法陷入局部最优,提高了算法的全局搜索能力。通过对不同规模问题的仿真求解,改进算法的优化结果明显优于标准粒子群算法和遗传算法,表明了改进算法的有效性和优越性。最后,仿真讨论了非零调整时间和非零移除时间对调度结果的影响。     

多目标批量生产柔性作业车间优化调度

研究批量生产中以生产周期、最大提前/最大拖后时间、生产成本以及设备利用率指标(机床总负荷和机床最大负荷)为调度目标的柔性作业车间优化调度问题。提出批量生产优化调度策略,建立多目标优化调度模型,结合多种群粒子群搜索与遗传算法的优点提出具有倾向性粒子群搜索的多种群混合算法,以提高搜索效率和搜索质量。仿真结果表明,该模型及算法较目前国内外现有方法更为有效和合理。最后,从现实生产实际出发给出多目标批量生产柔性调度算例,结果可行,可对生产实践起到一定的指导作用。     

云仿真平台任务负载均衡优化调度研究

云仿真平台下,部分计算节点的负载过大会降低仿真平台的性能及稳定性。为保证云仿真平台的平稳运行,同时满足用户对仿真效率的需求。提出综合仿真任务执行时间和负载均衡度,建立云平台综合优化目标函数。利用混沌粒子群算法(CBPSO)搜索全局最优调度方案,通过混沌初始化策略和混沌局部扰动策略来克服BPSO算法容易早熟的缺点。利用CloudSim云仿真软件搭建实验环境进行仿真实验。实验结果表明:上述方法搜索到的调度方案使云仿真平台同时获得较小的负载均衡度和较短的任务仿真时间,能够改善云仿真平台的性能。     

自适应粒子群求解资源动态分配项目调度问题

为了解决传统任务资源固定分配难以实现动态与高效调度的问题,建立了任务资源动态分配项目调度的数学模型,给出了任务调度方案的生成算法。为了克服基本粒子群优化算法的早熟收敛问题,平衡其全局与局部搜索能力,提出了一种改进的自适应粒子群优化算法,该算法采用惯性权重因子周期性衰减和改进的变异策略以及不变位交叉法实现粒子的更新。最后对通用标准库进行了测试,结果表明,所建模型和改进算法能够有效地缩短项目工期,提高资源利用率和算法效率。