改进鲸鱼算法求解分布式装配柔性作业车间生产与配送联合调度问题

针对一类先加工后装配的离散生产模式,研究分布式制造环境下的装配柔性作业车间生产与配送两阶段联合调度问题。结合实际的生产情况,考虑供应链下生产与配送过程所产生的库存成本,以最小化生产和配送的总成本为联合调度优化目标,提出一种改进鲸鱼算法。针对联合调度的多阶段调度过程,设计了一种基于工序、产品、工厂、机器和车辆的五层编码策略;根据各阶段的特点提出了相应的混合种群初始化策略,以提高解的质量;以加强种群中领头鲸鱼个体与普通鲸鱼个体的联系为导向,改进了鲸鱼觅食的搜索操作并提出四种邻域结构,以增强算法的全局探索和局部搜索能力。最后,通过仿真实验,对比相关研究领域的多种算法来验证所提算法在收敛速度和求解质量等方面的优势,并且将联合调度与分阶段调度进行实验对比,验证了联合调度的优越性。     

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。     

Beam-PSO优化算法在多行程车辆路径问题的应用

针对城市物流配送系统，研究了一类带时间窗和释放时间约束的多行程车辆路径问题。首先，对该运输调度问题进行了描述，构建了以总配送时长最小化为目标的数学模型。其次，为了快速获得问题的满意解，提出了Beam-PSO优化算法。在算法设计中，结合该问题的性质，构建了基于随机键的编解码方法，以克服标准粒子群算法无法直接适用于求解离散问题的不足。同时，设计了基于Beam search优化技术的局部搜索流程，用于强化算法的优化性能。最后，进行了仿真实验，实验结果表明了Beam-PSO优化算法的可行性和有效性。     

基于混合离散免疫算法的轧制计划编排

为了保证轧制调度计划的可行性，提高排程的效率，根据热轧生产模式和轧制计划的特点，利用车辆路径问题模型来建模轧制调度问题，并用一种基于离散人工免疫算法的混合优化算法来解决这一问题。该方法利用离散人工免疫算法的全局搜索能力来寻找全局最优解，利用模拟退火方法来避免陷入局部最优．对某钢厂实际生产数据仿真结果表明，所提出的模型和算法对于求解热轧调度问题具有可行性和高效性。     

基于改进粒子群算法的物流配送车辆调度

物流配送车辆调度问题是指安排有限的车辆有效地完成配送任务。优化目标是在满足客户需求和车辆能力约束的条件下,找出配送成本较低的配送车辆调度方案。由于配送过程受客户位置、配送车辆限制等多种因素影响,导致车辆的调度问题十分复杂。参照经典车辆路径问题模型,考虑了车辆配送里程和用户数等限制,建立了双向车辆调度问题的数学模型。在标准粒子群算法的基础上,引入爬山操作,增加了粒子群的多样性,提高了算法的局部搜索能力,并设计了基于改进粒子群算法的物流配送车辆调度算法,有效地解决了物流配送车辆的优化调度问题。     

物流运输调度问题的混沌烟花算法——基于多车型供应链

为了满足供应链物流的不同需求，考虑多种车型、车辆容量、车辆油耗、车辆最大配送距离等约束条件，以最小油耗、最短配送距离为目标，建立多车型供应链物流运输调度模型（Multi-Type Vehicle Routing Problem in Supply Chain，MTVRPSC），并提出一种混沌烟花算法求解该模型。该算法以烟花算法为核心，提出一种编解码策略实现连续空间到MTVRPSC离散空间的映射，重新定义算法的适应度函数、适应度值和适应度的比较方法，并采用混沌初始化策略和混沌搜索策略来增强算法收敛效果。实验结果表明，所提出的算法在求解MTVRPSC时具有较强的寻优能力和稳定性。     

泰森多边形的离散蝙蝠算法求解多车场车辆路径问题

本文提出一种泰森多边形的离散蝙蝠算法求解多车场车辆路径问题(multi-depot vehicle routing problem,MDVRP).所提出算法以离散蝙蝠算法为核心,融入了一种基于多车场多车辆问题的编解码策略.所提出算法还使用基于泰森多边形的初始化策略加快算法的前期收敛速度,采用基于向量比较机制的适应度函数来控制算法收敛的方向,引入基于近邻策略和优先配送策略的局部搜索算法来提高算法的寻优能力.实验结果表明:在合理的时间耗费内,所提出的算法能有效地求解MDVRP,尤其是带配送距离约束的MDVRP;相对于对比算法,所提出的算法表现出较强的寻优能力和稳定性.     

混合差分进化算法在舰载机出动调度中的应用

研究舰载机舰面航空保障问题,通过合理规划舰载机在舰面多阶段工位上的保障顺序和时序以提升舰载机的出动效率,并将问题抽象为考虑阶段转移时间的混合流水车间调度模型.针对传统智能算法求解混流车间问题时存在的搜索效率低和易陷入局部极值点的不足,提出了一种混合差分进化算法.为提升算法的求解效率,设计了基于先入先出和最先空闲机器原则的解码策略.其次,引入了交叉、变异参数的自适应控制策略以提升算法的全局搜索能力,并在算法框架中嵌入一种基于模拟退火的多邻域局部搜索策略.最后通过仿真验证了算法对求解舰载机出动调度问题具有较好的收敛性和鲁棒性.     

动态车辆调度系统设计与开发

针对市内货物配送和收集这一典型的VRPB问题,在Dijstra算法结合A*算法计算距离矩阵的基础上,以混合禁忌搜索算法为理论基础进行静态调度求解,并以局部调整策略实现VRPB的动态调度计算。开发基于GPS/GIS/GPRS技术的动态车辆调度系统。该系统能监测新增的客户发货需求,实时跟踪车辆位置,以这些参数为输入动态地优化车辆行驶路径,并通过GPRS将调度结果快速准确地传送给车辆。     

求解作业车间调度问题的禁忌分布估计算法

为优化作业车间调度问题的解,提出一个禁忌和分布估计的混合算法。分布估计算法是一种新的进化模式,通过概率优化模型在连续空间进行求解;通过对已获得的群体进行选择操作生成优势群体,提出的分布估计算法使用单变量边缘分布算法构建概率模型,估计离散空间中的联合概率分布,从概率向量采样生成新群体;采用基于工件编号的编码和解码机制保证解的可行性。为提高局部搜索能力,算法基于禁忌搜索算法设计新的双重移动组合、块禁忌和选择策略,在搜索陷入局部最优时利用遗传算法的变异算子生成新解;算法通过混合分布估计算法和禁忌搜索算法的优点,兼具全局搜索与局部搜索能力,提高了搜索的效率和性能。通过与现有算法在典型实例上的实验结果比较,表明该算法在求解作业车间调度问题上具有可行性和有效性。     

求解动态需求车辆调度问题的自适应量子遗传算法

针对物流配送过程中存在的动态车辆调度问题,即带载车量约束的实时优化车辆路径问题,提出一种自适应量子遗传算法,用于最小化配送成本.根据搜索点目标函数的变化率,提出一种自适应量子旋转门更新方式,并通过子种群适应度值的变化确定量子旋转角的方向和大小,进而引导种群进化方向,提高算法的全局搜索广泛性;设计了一种变异操作,用于保持自适应量子遗传算法的种群多样性,进而提高算法全局搜索的宽泛性;引入基于两元素搜索原则的局部搜索方法来增强算法的局部优化能力.仿真实验和算法比较验证了所提算法的有效性和优越性.     

离散猫群优化算法求解带交货期的FJSP问题

针对带交货期的柔性作业车间调度问题(flexible job shop scheduling problem,FJSP),提出一种离散猫群优化算法(discrete cat swarm optimization,DCSO),以优化工件最大完工时间和平均提前/拖期时间.首先,设计一种两段式离散编码方式,用于表示调度解,并采用启发式算法实现种群初始化;其次,为了使算法能够直接在离散调度空间内运行,在搜寻模式下设计基于3种不同邻域结构的搜寻方法,并在跟踪模式下提出一种新型离散个体更新公式;再次,采用线性自适应猫群行为模式选择策略,协调算法全局搜索和局部搜索的能力;最后,为了进一步改善计算结果,在算法中嵌入一种局部搜索策略.通过基准算例测试DCSO算法的性能,仿真结果表明所提DCSO算法在求解FJSP问题方面的有效性.     

预制构件并行生产线资源配置与生产调度集成优化

并行生产线和特定工序生产资源共享模式可以显著改善客户满意度并节约成本.针对预制构件并行生产线资源配置与生产调度集成优化问题,基于分解策略和交替迭代优化思想,提出一种交替式混合果蝇-禁忌搜索算法(AHFOA＿TS)以最小化拖期惩罚费用.首先,通过快速启发式方法产生一较好初始解;然后,固定资源配置方案,为提高算法局部搜索能力,通过集成多种局部搜索方式,设计一种离散果蝇优化算法优化订单指派及调度方案;最后,固定订单指派及调度方案,为减少无效搜索次数,设计一种基于双层变异算子和精英劣解交叉策略的混合禁忌搜索算法以优化资源配置方案,如此两个阶段交替运行直至满足终止条件.此外,设计4种基于交替搜索框架的智能优化算法用于比较.计算结果表明, AHFOA＿TS算法能够更有效求解预制构件生产线资源配置和生产调度集成优化问题.     

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。     

求解区间数分布式流水线调度的混合离散果蝇优化算法

分布式调度是制造系统领域的前沿研究,而不确定调度问题的研究更具现实意义.针对不确定分布式置换流水线调度问题,采用区间数表示工序加工时间,以最小化区间最大完工时间为目标,利用问题特性在果蝇优化框架内提出一种混合离散果蝇优化算法.首先,通过改进启发式方法和随机方法混合初始化种群;然后,基于概率协同多搜索操作执行嗅觉搜索.为了平衡算法的全局探索与局部开发能力,设计基于学习机制的双种群协同搜索环节.为了进一步提升种群性能,针对优良解设计基于切换机制的双模式局部搜索.基于大量算例的仿真结果与统计对比,表明所提出算法能更有效求解区间数分布式流水线调度问题.     

变邻域遗传算法在车间物流调度中的应用

针对含有自动引导小车(Automated Guided Vehicle,AGV)的离散化车间物流调度问题,以最小化物流任务时间惩罚成本和最小化运载小车的总行驶距离为优化目标,构建离散化车间多目标物流调度优化模型,设计一种基于Pareto寻优的多目标混合变邻域搜索遗传算法(VNSGA-II).以遗传算法为基础,通过使用NSGA-II的Pareto分层和拥挤度计算方法评估种群优劣实现多目标优化,为了提高算法的寻优能力,避免算法陷入局部最优,通过添加保优记忆库对精英个体进行保护,并利用变邻域搜索算法在搜索过程中的局部寻优能力,针对本文模型特点,设计6个随机邻域结构,来达到算法求解最优值的目标.并提出了基于关键AGV小车的插入邻域和基于关键物流任务的交换邻域调整策略以进一步降低成本.最后,以某离散车间物流调度为实例,分别使用VNSGA-II、带精英策略的快速非支配排序遗传算法Ⅱ(Nondominated Sorting Genetic AlgorithmⅡ,NSGA-II)和强Pareto进化算法(Strong Pareto Evolutionary Algorithm 2,SPEA2)对问题进行求解,计算结果表明,VNSGA-II能得到更好的Pareto解集,验证了算法的有效性和可行性.     

基于离散粒子群和禁忌搜索的网格资源调度算法

提出一种基于智能的网格资源分配和任务调度算法,由于网格资源调度是个离散问题,所以采用基于惯性权重的离散粒子群算法,针对离散粒子群算法在后期容易陷入局部最优的缺陷,将其与禁忌搜索算法相结合,在算法的前期采用离散粒子群算法进行搜索,在后期采用禁忌搜索算法进行局部搜索。并利用网格模拟工具Gridsim Toolkit开发一个网格模拟系统进行实验。实验结果表明,该算法具有较高的寻优能力。     

基于改进离散粒子群禁忌算法的并行测试任务调度

针对并行测试任务调度问题特点,提出了一种解决并行测试任务调度的离散粒子群禁忌算法,设计了符合并行测试任务调度特点的粒子初始化编码方式、粒子位置转移公式以及禁忌搜索邻域。通过与禁忌搜索相结合,避免了离散粒子群算法早熟问题。通过实验以及算法对比,表明提出的算法是快速有效的,能够很好地解决并行测试任务调度问题,求得测试总时间最短的任务调度序列。