改进灰狼算法求解多目标柔性作业车间调度问题

柔性作业车间调度问题(Flexible Jobshop Scheduling Problem,FJSP)是经典的NP-hard(Nondeterministic Polynomial-time hard)问题,针对该复杂问题,需要建立一个多目标的数学模型,采用灰狼优化算法对柔性作业车间的加工完成时间、总耗能和总机器负荷这三个目标进行优化,以加工完成时间、总耗能和总机器负荷作为研究目标。灰狼优化算法(GWO)是一种具有较高的寻优精度和收敛速度的算法,在此基础上对灰狼优化算法的初始化种群进行改进,为了使灰狼算法适用于多目标问题,与非支配排序遗传算法结合,引入非支配排序与拥挤度的概念,用于灰狼算法对种群的更新。对柔性作业车间调度算例进行测试,结果表明改进的灰狼算法针对多目标柔性作业车间调度可以找到最优解,以较少的迭代次数找到最小加工时间、最小总耗能及最小总机器负荷,对车间调度问题进行了优化。     

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...     

自适应Jaya算法求解多目标柔性车间绿色调度问题

针对多目标柔性作业车间绿色调度问题(MO-FJGSP),建立优化目标为最大完工时间、机器总负荷和能耗最小的多目标数学模型,并设计一种基于Pareto最优解的自适应多目标Jaya算法(SAMO-Jaya)对该问题进行优化求解.算法采用两级实数编码方式实现工序排序与机器分配的编码表示,并设计一种转换机制实现将Jaya连续解...     

基于改进帝国竞争算法的柔性作业车间机器故障重调度

针对机器故障下的柔性作业车间重调度问题,提出了一种改进的帝国竞争算法（ICA）。首先,以最大完工时间、机器能耗和总延迟时间为目标函数建立柔性作业车间动态重调度模型,并对三个目标采用线性加权法;然后提出了改进的ICA来把优良的信息保留到下一代,即在传统ICA的同化和革命步骤后加入一个轮盘赌的选择机制,使初始帝国中的优秀基因得以保留,并且更新后的帝国质量更优,更加贴近最优解;最后,在机器发生故障后,采用事件驱动的重调度策略对故障点后未加工的工序进行重新调度。通过生产实例,对假设的三种机器故障情景进行仿真实验,并把所提算法与改进遗传算法（GA）和遗传算法与模拟退火混合算法（GASA）这两种算法进行比较。实验结果表明了提出的改进ICA是有效且可行的。     

基于窗口的印刷车间作业动态调度研究

为了解决实际印刷车间突发设备故障和紧急插单问题,采用滚动窗口技术结合遗传算法的方法,建立适合实际印刷车间生产的动态再调度模型;设定若干印品订单、机器设备的加工工序以及各工序加工时间、工序约束条件等,以订单的最大最小加工时间和再调度的偏离度为多目标优化,采用周期与事件混合驱动策略,将滚动窗口再调度机制和遗传算法相结合进行流程设计和编码,构建印刷车间再调度模型;采用标准问题FT06和FT01验证了文章设计的模型算法的有效性和可行性;运行程序,模拟正常加工时紧急插单和机器故障突发时,系统生产新的调度计划即调度甘特图,仿真结果表明该动态调度模型可以用于印刷作业的正常排产调度,在遇突发状况时可生成稳定、符合交货日期的再调度方案。     

考虑运输时间的多目标柔性作业车间调度研究

针对考虑运输时间的柔性作业车间调度问题,构建了以最大完工时间最小化、最大机器负载最小化和总机器负载最小化为目标的多目标优化模型,并提出一种小生境粒子群优化算法求解该模型.首先,在粒子群的初始化过程中动态选择完工时间最短的机器,提高初始解的质量,加快算法的收敛速度.其次,针对传统粒子群算法的不稳定性和早熟问题,引入邻域搜...     

改进GWO算法求解柔性钣金车间动态重调度问题

根据钣金生产线特点建立了具有工件优先级约束的多目标柔性作业车间动态调度模型,并提出改进的多目标灰狼优化算法用于求解该模型。首先,针对该模型设计出一种同时满足工件优先级约束、工序优先级约束和设备加工约束条件的剪枝式解码方案;其次,提出一种非线性收敛因子和动态位置更新策略,用于平衡经典灰狼优化算法的探索能力和利用能力;最后,为减少设备故障对原始调度方案的影响,设计了一种动态重调度策略。通过实验验证了改进多目标灰狼优化算法求解钣金车间动态调度问题的有效性和动态重调度策略的可行性。     

考虑机器故障的HFS重调度研究

针对机器故障下的混合流水车间重调度问题,在考虑工序等待时间受限约束的前提下,建立了以最大化重调度前后方案完工时间相似度和机器指派一致性为目标的重调度模型,并设计了自适应遗传算法对其进行求解。仿真实验结果表明,该模型和算法是有效的。     

混合多目标算法用于柔性作业车间调度问题

在生产调度领域,柔性作业车间调度问题是一个非常重要的优化问题。大多数研究通常优化的目标只是最大完工时间,而在实际中,往往要考虑多个目标。因此,提出了一种新的混合多目标算法用于解决柔性作业车间调度问题,其中考虑了3个目标,分别是:最大完工时间、机器总负载和瓶颈机器负荷。算法设计了有效的编码方式和遗传算子,并采用非支配近邻免疫算法求解非支配最优解。为了提高算法性能,提出了3种不同的局部搜索策略,并将其结合在多目标算法中。在多个数据集上的实验对比结果表明,所提算法优于其它代表性的算法。此外,实验结果还验证了局部搜索技术的有效性。     

求解区间柔性作业车间调度的多目标进化算法

针对不确定多目标柔性作业车间调度问题,将工序加工时间采用区间数表示,以区间最大完工时间和区间机器总负荷为优化目标,构建多目标区间柔性作业车间调度模型,并设计一种多目标进化优化算法对该模型进行求解.算法采用混合策略生成初始化种群,并采用贪婪插入法对染色体进行解码,通过基于可能度的占优关系评价个体性能,将区间目标归一化结合拥挤距离反映优化解的分布情况.实验结果验证了所提出算法的有效性.     

多阶段人机协同求解动态柔性作业车间调度问题

针对柔性作业车间生产环境中机器故障的动态调度问题, 以最小最大完工时间和最小偏差为目标, 结合车间调度人员的经验建立多阶段人机协同动态调度策略. 在不同阶段该策略的调度人员可参与优化过程, 提高方案的可行性和稳定性. 设计外部精英库中最优解的更新方法, 依据海明距离保留具有相同目标值的多种调度方案. 最后通过实例仿真验证了该模型和算法的有效性、可行性和稳定性, 更便于有效地指导生产实践.

     

改进松鼠搜索算法求解分布式节能柔性调度

为了优化同时考虑最大完工时间和机器能耗的双目标分布式柔性作业车间调度问题,提出了一种改进的多目标松鼠搜索算法。引入了基于升序排列规则的转换机制,实现了松鼠位置向量与调度解之间的转换,并针对机器空闲时间设计了从半主动到主动的解码策略。针对不同优化目标设计了三种种群初始化策略。同时提出了动态捕食者策略来更好地协调算法的全局探索和局部开发能力。设计了四种领域搜索策略用于增加种群多样。20个实例上的实验结果验证了改进后的算法求得解的质量和多样性更好,从而证明了其可有效求解分布式节能柔性调度问题。     

改进萤火虫算法求解多目标柔性作业车间调度

针对多目标柔性作业车间调度问题,以最小化最大完工时间、最小化机器总负荷、最小化机器最大负荷为目标,提出一种改进邻域结构的离散萤火虫算法。首先,采用多种策略相结合的方式初始化种群,提高算法初始解质量以及种群多样性;其次,通过改进关键路径的邻域结构并设计离散萤火虫算法的位置更新公式,以增强算法全局搜索和局部搜索能力;最后,将该算法应用于标准数据集,并将求解结果与其他算法进行对比,验证了所提算法的有效性。     

柔性作业车间调度问题的多目标优化算法

柔性作业车间调度问题具有解集多样化与解空间复杂的特点,传统多目标优化算法求解时容易陷入局部最优且丢失解的多样性。在建立以最大完工时间、最大能耗、机器总负荷为优化目标的柔性作业车间调度模型的情况下,提出一种改进的非支配排序遗传算法（Improved Non-dominated Sorting Genetic Algorithm II, INSGA-II）求解该模型。INSGA-II算法先将随机式初始化与启发式初始化方法混合,提高种群多样性;然后对工序部分与机器部分采用针对性的交叉、变异策略,提高算法全局搜索能力;最后设计自适应的交叉、变异算子以兼顾算法的全局收敛与局部寻优能力。在mk01～mk07标准数据集上的实验结果显示INSGA-II算法有着更优的算法收敛性与解集多样性。     

基于最小机器数的柔性作业车间调度研究

针对期望以最小机器数完成生产的柔性作业车间调度问题,建立了最小化最大完工时间为内层目标,最小机器数为外层目标的双层优化模型,即在满足交货期、最小化最大完工时间的条件下,尝试减少机器数量,以寻求车间调度的最少机器数.依据模型、算法特点,设计了一种基于大变异策略的遗传算法,该算法采用二维染色体编码、顺序选择策略,同时运用优...     

教与同伴学习粒子群算法求解多目标柔性作业车间调度问题

针对多目标柔性作业车间调度问题,提出了带Pareto非支配解集的教与同伴学习粒子群算法。首先,以工件的最大完工时间、最大机器负荷和所有机器总负荷为优化目标建立了多目标柔性作业车间调度模型。然后,该算法结合多目标Pareto方法和教与同伴学习粒子群算法,采用快速非支配排序算法产生初始Pareto非支配解集,用提取Pareto支配层程序更新Pareto非支配解集,同时采用混合分派规则产生初始种群,采用开口向上抛物线递减的惯性权重选择策略提高算法的收敛速度。最后,对3个Benchmark算例进行仿真实验。理论分析和仿真表明,与带向导性局部搜索的多目标进化算法(MOEA-GLS)和带局部搜索的控制遗传算法(AL-CGA)相比,对于相同的测试实例,该算法能产生更多更好的Pareto非支配解;在计算时间方面,该算法要小于带向导性局部搜索的多目标进化算法。实验结果表明该算法可以有效解决多目标柔性作业车间调度问题。     

改进离散粒子群算法求解柔性流水车间调度问题

针对以最小化完工时间为目标的柔性流水车间调度问题(FFSP),提出了一种改进离散粒子群(DPSO)算法.所提算法重新定义粒子速度和位置的相关算子,并引入编码矩阵和解码矩阵来表示工件、机器以及调度之间的关系.为了提高柔性流水车间调度问题求解的改进离散粒子群算法的初始群体质量,通过分析初始机器选择与调度总完工时间的关系,首次提出一种基于NEH算法的最短用时分解策略算法.仿真实验结果表明,该算法在求解柔性流水车间调度问题上有很好的性能,是一种有效的调度算法.     

基于正态云模型的状态转移算法求解多目标柔性作业车间调度问题

为了求解具有多目标多约束的柔性作业车间调度问题,提出一种基于正态云模型的状态转移算法.构建以最小化最大完工时间、机器总负荷及瓶颈机器负荷为目标的多目标柔性作业车间调度问题的数学模型;针对灰熵关联度适应度分配策略在Pareto解比较序列与参考序列之间的差值相等时不能引导算法进化的情况,提出一种改进灰熵关联度的适应度值分配策略;同时引入兼具模糊性和随机性的云模型进化策略以改进状态转移算法,可有效避免算法早熟并增加候选解的多样性.仿真结果表明:基于正态云模型的状态转移算法能够有效解决多目标柔性作业车间调度问题;与其他算法相比,所提出算法求解问题的收敛精度更高、收敛速度更快.     

基于双层粒子群优化算法的柔性作业车间调度优化

针对柔性作业车间调度问题(FJSP),提出了一种改进的双层粒子群优化(ITLPSO)算法。首先,以机器的最大完工时间最小化为优化目标,建立了一个柔性作业车间调度模型;然后,介绍了改进的双层PSO算法,为了避免陷入局部最优和提高收敛速度,算法中加入了停滞阻止策略和凹函数递减策略;最后,对相关实例进行求解,并与已有算法作了比较。实验结果表明,与标准PSO算法和双层粒子群优化(TLPSO)算法相比,最大完工时间的最优值分别减少了11和6,最大完工时间的平均值分别减少了15.7和4,收敛速度明显提高。经过性能分析,所提算法可以明显提高柔性作业车间的调度效率,从而获得了更优的调度方案。     

考虑时间与能耗约束的柔性作业车间调度优化

随着能源价格日益上涨以及国家节能减排措施的不断推进,制造业正朝着绿色生产方向转型。针对受调整时间和能耗约束的柔性作业车间调度问题,建立以最大完工时间、总调整时间和总能耗为目标的数学模型。设计改进的NSGA-Ⅱ与禁忌搜索结合的多目标混合算法（MOGATS）进行求解。算法设计三种初始化规则保证初始解的质量和多样性。为提高算法搜索效果,将Pareto等级引入交叉算子中,并在变异算子中加入模拟退火算法提升算法的局部搜索能力。最后,在Pareto前沿中找到各个目标的最优个体作为初始解,进行禁忌搜索以提高解的质量。通过与其他算法的实验结果进行对比,验证MOGATS算法能够有效求解考虑机器调整的柔性作业车间多目标问题。