粒子群算法在车间作业调度问题中的仿真研究

研究车间作业调度问题,优化资源配置.车间作业度问题(JSP)是一类典型的NP-hard问题,针对传统方法在JSP应用过程中,存在速度慢、易陷入局部最优,导致车间作业调度效率低.为了解决车间作业调度效率低的难题,提出了一种粒子群算法的车间作业调度方法.该方法将每个粒子代表一种作业调度方案,以最小化加工时间作为算法的优化目标,通过粒子群之间的协作来获得最优作业调度方案.采用JSP标准测试案例在Matlab平台上对该方法进行了验证性实验,实验结果表明,相对于传统方法,该方法能够在最短时间找作业调度的最优解,提高了车间作业调度效率,是一个求解车间作业调度问题的有效方法.     

多车场多车型车辆调度问题的改进粒子群算法

多车场多车型车辆调度问题优化是物流配送中的典型NP难解问题,针对传统的粒子群算法存在收敛速度慢,易早熟收敛等问题,提出了一种改进的粒子群优化算法。该算法对种群中的粒子采用一定的概率进行柯西变异,使算法跳出局部最优解。将算法应用于多车场多车型车辆调度问题优化,算例证明该算法求解多车场多车型车辆调度问题是可行的,并且优于标准粒子群优化算法。     

基于粒子群优化和禁忌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优化算法。该算法采用基于先后表编码方案和新的位移更新模型,使具有连续本质的粒子群优化算法直接适用于车间调度问题。同时,利用粒子群优化算法的全局搜索能力和禁忌搜索算法的自适应优点,将粒子群优化算法和禁忌搜索结合起来,设计了广义粒子群优化算法和粒子群—禁忌搜索交替算法两种混合调度算法。实验结果表明,两种混合调度算法能够有效地、高质量地解决作业车间调度问题。     

基于粒子群算法的多核处理器线程调度研究

为有效解决多核处理器的线程调度问题,提出了一种基于粒子群算法框架上的线程调度算法.该算法依据设计的调度模型,在线程DAG图上通过复制不在同一处理器上且存在相关性的线程,生成相互独立的子DAG图,并采用改进的粒子群优化算法对其进行合理调度,由此提高线程调度效率.仿真实现了该算法,并通过实验数据验证了该算法的优越性.     

基于QPSO算法的作业车间调度问题的研究

针对现行的遗传算法存在进化速度过慢和过早收敛的局限,以及粒子群优化算法搜索空间有限、容易陷入局部最优点的缺陷,提出将一种基于量子行为的粒子群优化算法应用于作业车间调度问题.将该问题中的每个调度组成一个多维向量,以此向量作为量子粒子群优化算法中的粒子进行进化,由此在解空间内搜索最优解.实例仿真结果表明,该算法收敛速度快、全局收敛性能好,可以得到比遗传算法、粒子群优化算法更佳的调度效果,证明了算法的有效性.     

混沌变异粒子群优化算法及其应用研究

为克服粒子群优化算法容易陷入局部最优值的缺点,提出了基于变异思想的粒子群优化算法,为提高粒子群优化算法的计算精度,利用混沌运动随机性、遍历性的特点,提出了一种基于混沌思想的改进粒子群优化算法,进而提出了基于混沌变异的改进粒子群优化算法(CMPSO).基于几种典型benchmark函数的测试研究结果表明,该算法与基本PSO算法和遗传算法相比,较好地克服了早熟收敛,提高了算法的搜索精度.将该算法应用于水库优化调度问题中,所得结果优于标准粒子群优化算法和遗传算法,这也验证了混沌变异粒子群优化算法的有效性.     

无等待流水车间调度问题的优化

文中研究了以生产周期为目标的无等待流水车间调度问题.首先,结合问题特征,提出了一种复杂度为O(n)的快速生产周期算法.其次,研究了两种插入邻域结构:基本插入邻域和多重插入邻域,并提出了快速基本插入邻域算法和最大多重插入移动算法.在此基础上,将离散粒子群算法与上述两种邻域搜索算法相结合,得到了离散粒子群优化调度算法.第三,根据问题生产周期的不规则性,给出了一种通过延长工序加工时间进一步改进调度方案的方法.最后,仿真实验表明了所得算法的可行性和有效性.     

柔性制造系统的改进粒子群无死锁调度算法

基于柔性制造系统的Petri网模型,以制造期最小为优化目标,将死锁避免策略嵌入粒子群算法中,提出一种无死锁改进粒子群调度算法.该算法将粒子与工件的工序序列相对应,以位置数值的大小表示对应工件工序在执行顺序中的优先级.采用一步向前看的死锁避免策略方法对序列的可行性进行验证,提出一种跳出局部极值的策略.实例仿真结果表明了粒子群调度算法的可行性和有效性,以及改进粒子群调度算法的优越性.     

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。     

基于紧凑度和调度处理的粒子群优化算法

针对标准粒子群优化算法存在收敛速度慢和难以跳出局部最优等问题,提出了一种基于紧凑度和调度处理的粒子群优化算法。给出了粒子紧凑度和调度处理的概念和方法,通过动态评价粒子群中各粒子间的紧凑程度,从而确定调度的粒子,进而对其进行调度处理,避免粒子陷入局部最优。对11个常见的标准函数进行测试,并与标准粒子群算法和其他改进算法进行对比,实验结果表明,基于紧凑度和调度处理的粒子群优化算法具有较高的寻优精度和较快的收敛速度。     

改进粒子群三维空间路径规划研究

将改进粒子群优化算法应用于三维空间路径规划。首先给出三维空间建模方法,其次通过在迭代过程中对算法惯性系数[w]分段设置和对粒子位置进行随机扰动的方式来改进粒子群优化算法,然后对路径陷入障碍物的处理方式进行改进,最后给出了基于改进粒子群优化算法的三维空间路径规划的算法流程。仿真结果表明：改进方式能有效提高粒子群优化算法应用于三维空间路径规划的计算效率和可靠性,合理设置路径节点能有效节约计算资源。     

基于种群分类粒子群算法的物流车辆调度优化

为了获得更加理想的配送车辆调度方案,提出一种基于种群分类粒子群算法的配送车辆调度优化方法。首先建立多约束配送车辆调度的数学模型,并以配送路径最短作为目标函数,然后采用粒子群算法对模型进行求解,并对每次迭代产生的粒子群进行分类,根据分类结果对粒子群进行不同的操作,加快了算法的搜索速度,以避免陷入局部最优,最后进行仿真对比实验。结果表明,种群分类粒子群算法获得比较理想的配送车辆调度方案,具有一定的实用价值。     

A Pareto archive particle swarm optimization for multi-objective job shop scheduling

In this paper, we present a particle swarm optimization for multi-objective job shop scheduling problem. The objective is to simultaneously minimize makespan and total tardiness of jobs. By constructing the corresponding relation between real vector and the chromosome obtained by using priority rule-based representation method, job shop scheduling is converted into a continuous optimization problem. We then design a Pareto archive particle swarm optimization, in which the global best position selection is combined with the crowding measure-based archive maintenance. The proposed algorithm is evaluated on a set of benchmark problems and the computational results show that the proposed particle swarm optimization is capable of producing a number of high-quality Pareto optimal scheduling plans.     

求解定制物流调度问题的动态微粒群算法

为解决定制物流调度优化问题,给出一种基于微粒群优化的物流调度算法。设计了定制物流调度问题的数学模型,给出了动态微粒群优化算法的框架,并在仿真环境下进行了实验验证。实验结果表明,该算法能够有效地解决定制物流调度问题,具有较好的应用价值。     

拟牛顿粒子群优化算法求解调度问题

针对资源受限的项目调度问题,将粒子群优化算法与拟牛顿优化算法相结合,提出了一种混合粒子群算法。本算法利用粒子群算法求得优化解,然后利用拟牛顿方法对所得到的解进行局部优化,以尽量达到或接近全局最优点。结果表明,本算法能够有效地求解大规模项目调度问题,具有较好的应用价值。     

基于PSODE的网格任务调度算法

针对网格计算中任务在各个资源之间的调度问题,提出了一种网格环境下PSODE的任务调度算法.该算法实现了计算资源、存储资源、带宽资源、数据资源的利用率最高化和代价最低化.对基本粒子群算法和差分进化算法进行了分析,通过构造算法函数、适应值函数和权重公式,建立了粒子群差分混合算法并对其进行优化,介绍了算法的实现过程.实验结果表明,该算法与其它调度算法比较,具有良好的性能.     

改进的粒子群算法求解置换流水车间调度问题

针对置换流水车间调度问题,提出了一种改进的粒子群算法进行求解。改进算法引入了判断粒子群早熟的方法,并在发现粒子群早熟后采用逆转策略对种群最优粒子进行变异,利用模拟退火思想概率接收新的最优粒子。种群最优粒子的改变会引导粒子群跳出局部极值的约束,从而克服粒子群的早熟状态。通过对置换流水车间调度问题中Car系列和Rec系列部分基准数据的测试,证明了该算法的有效性。     

差分进化粒子群算法求解发电资源调度问题

为了有效地解决水火电力系统资源短期优化调度问题,提出了一种基于差分进化粒子群的调度算法。设计了水火电力系统资源调度问题的数学模型,给出了差分进化粒子群优化算法的框架,通过PSO种群和DE种群之间的信息交流机制以寻求全局最优位置,从而使算法具有动态自适应性,能够较容易地跳出局部最优。实验结果表明,该算法能有效解决水火发电资源调度问题,具有较好的应用价值。     

混沌粒子群算法及其在发电资源调度中的应用

为了有效地解决水火电力系统资源短期优化调度问题,提出了一种基于混沌粒子群算法的调度方案。设计了水火电力系统资源调度问题的数学模型,给出了混沌粒子群调度算法的框架,通过引入最优粒子的混沌搜索机制、优势粒子和劣势粒子的权重自适应调节机制,从而使算法具有动态自适应性,能够较容易地跳出局部最优。实验结果表明,本算法方案能有效解决水火发电资源调度问题,具有较好的应用价值。     

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.