面向加工时间可控的柔性作业车间节能调度问题建模

针对制造车间能量利用率较低、节能潜力巨大的现状,以最小化车间总能耗和最大完工时间为目标,研究了考虑关机/重启节能策略和加工时间可控的柔性作业车间调度问题(FJSP)。首先,对考虑关机/重启节能策略和加工时间可控FJSP车间能耗进行了分析与建模;然后,根据加工时间可控FJSP特性,分别基于空闲时间与空闲能耗的建模思想,提出两个考虑关机/重启节能策略的混合整数线性规划(MILP)模型;最后,使用CPLEX求解器对20组测试实例进行求解,分别从尺寸复杂度与计算复杂度两方面对所提出的两个MILP进行对比评估。实验结果表明,所提出的两个MILP模型都是有效的,基于空闲能耗的MILP模型效果好于基于空闲时间的MILP模型。基于ε-约束法,将最大完工时间目标转换为约束条件,获得了问题的Pareto解,并进一步对所求解甘特图进行分析,挖掘了节能规则。     

一种求解车间作业调度问题的混合微粒群算法

在对车间作业调度问题优化目标与约束条件分析的基础上，以最小化机器完工时间为目标构建优化模型。通过将遗传算法和模拟退火算法的优点与标准微粒群算法相结合，提出一种求解该问题的混合微粒群算法，并结合实例验证了该算法的有效性与收敛性。     

混合离散蝙蝠算法求解多目标柔性作业车间调度

针对以最大完工时间、生产成本和生产质量为目标的柔性作业车间调度问题,在研究和分析蝙蝠算法的基础上,提出一种混合离散蝙蝠算法。为了提高求解多目标柔性作业车间调度问题的混合离散蝙蝠算法的初始种群质量,在通过分析初始选择的机器与每道工序调度完工时间两者关系的基础上,提出一种优先指派规则策略产生初始种群,提高了算法的全局搜索能力。同时采用位置变异策略来使得算法在较短的时间内尽可能多地搜索到最优位置,有效地避免了算法早熟收敛。在计算问题的目标值上面,首次提出时钟算法。针对具体实例进行测试,试验数据表明,该算法在求解柔性作业车间调度问题上有很好的性能,是一种有效的调度算法,从而为解决这类问题提供了新的途径和方法。     

求解模糊作业车间调度问题的混合优化算法

针对模糊作业车间调度问题(Fuzzy job-shop scheduling problem, FJSSP),提出一种结合化学反应优化和禁忌搜索的混合算法(Chemical-reaction optimization and tabu search, CROTS),优化的目标是最小化最大模糊完工时间。算法采用基于工序的编码,通过扩展壁面碰撞、分子碰撞、合成、分解等操作算子,改进了基本化学反应优化(Chemical-reaction optimization, CRO)的四类基元反应。给出一种有效的交叉算子,并应用到分子碰撞、合成、分解三种基元反应中。对最好解进行禁忌搜索,进一步提高种群的搜索能力。结合16个经典算例试验分析,并与三种典型算法比较,验证算法具有较强的全局和局部搜索能力。通过18个随机算例的测试,验证算法具备求解较大规模问题的能力。     

应用混合蚁群算法求解模糊作业车间调度问题

为解决蚁群算法求解时间过长和易陷入局部最优的问题,提出了一种求解模糊作业车间调度问题的混合算法,该算法将蚁群算法用于全局搜索.为了提高搜索效率,根据作业车间调度问题解的特征,提出一种基于关键工序的邻域搜索方法,并使用此邻域搜索方法的禁忌搜索算法嵌入蚁群算法.利用禁忌搜索算法较强的局部搜索能力,提高了蚁群算法的优化能力,改善了作业车间调度问题解的质量.实验结果验证了该混合搜索算法的有效性,其优化效果优于并行遗传算法和禁忌搜索算法.     

一种求解车间作业调度问题的混合微粒群算法

在对车间作业调度问题优化目标与约束条件分析的基础上,以最小化机器完工时间为目标构建优化模型.通过将遗传算法和模拟退火算法的优点与标准微粒群算法相结合,提出一种求解该问题的混合微粒群算法,并结合实例验证了该算法的有效性与收敛性.     

多目标离散灰狼优化算法求解作业车间节能调度问题

针对作业车间节能调度问题,建立了一种以优化总能耗和工件最大完工时间为目标的节能调度模型,并提出一种多目标离散灰狼优化算法进行求解.根据问题的特点,首先采用离散整数编码方式,利用调度规则生成初始种群;其次引入一种基于跟踪模式和搜寻模式的双模式并行搜索方法,并在搜索过程中动态调整两种模式下个体的数目,以协调算法全局和局部搜...     

求解分布式柔性作业车间调度的混合蛙跳算法

针对分布式柔性作业车间(Distributed flexible job shop scheduling problem,DFJSP)最小化最大完工时间问题,提出一种混合蛙跳算法.在该算法中,编码采用基于工序序列和工厂序列的部分解空间编码方案,机床选择在解码过程中通过规则确定.引入变邻域搜索算法提升蛙跳算法的局部搜索能力.为了弥补部分解空间编码不能探索整个解空间的缺点,引入针对关键工厂的全解空间禁忌搜索,从而扩大算法解空间、进一步提升算法的局部搜索能力.通过对基准实例的求解,并与现有的最先进算法进行对比,验证了所提算法的有效性和优越性.     

求解分布式柔性作业车间调度的混合蛙跳算法

针对分布式柔性作业车间(Distributed flexible job shop scheduling problem,DFJSP)最小化最大完工时间问题,提出一种混合蛙跳算法.在该算法中,编码采用基于工序序列和工厂序列的部分解空间编码方案,机床选择在解码过程中通过规则确定.引入变邻域搜索算法提升蛙跳算法的局部搜索能力.为了弥补部分解空间编码不能探索整个解空间的缺点,引入针对关键工厂的全解空间禁忌搜索,从而扩大算法解空间、进一步提升算法的局部搜索能力.通过对基准实例的求解,并与现有的最先进算法进行对比,验证了所提算法的有效性和优越性.     

求解并行JSP作业车间调度问题的一种混合遗传算法

针对并行JSP作业车间调度问题,将所有工件对应工序按照统一顺序编号,由蚁群算法随机构造初始解,通过重排工序法保证解的可行性;融合遗传算法的选择、交叉、变异操作,加大全局最优解的求解概率,防止陷入局部最优解.在交叉算子中采用随机设置工件固定,以及顺序交叉邻域搜索策略,使得解的多样性性均得到充分保证;实验证明,改进混合遗传...     

求解Job-shop调度问题的混合遗传算法

分析了单件生产车间调度问题,提出了适合Job-shop调度的算法-混合遗传算法.通过分析几种求解该问题的典型混合遗传算法,说明了混合遗传算法是求解该问题的可行且有效的方法,并且在具体的环境下有一定的优越性。     

一种混合遗传算法在车间作业调度中的应用研究

结合遗传算法和局域搜索的优点,提出一种混合遗传算法(HGA)以解决Job-shop调度问题。HGA采用基于工序的编码方案;然后在探讨影响HGA性能的交叉和变异算子的基础上,引入顺序保留交叉算子(PPX),并采用具有邻域搜索能力的变异算子;最后应用局部搜索对得到的GA解进行微调以改善解的质量。仿真结果表明了本文方法的有效性。     

A Tabu Search Algorithm for Single Machine Scheduling with Release Times,Due Dates,and Sequence-Dependent Set-up Times

In this paper, we present a tabu search algorithm that schedules N jobs to a single machine in order to minimise the maximum lateness of the jobs. The release times, due dates, and sequence-dependent set-up times of the jobs are assumed to exist. We modified the original tabu search method to be suitable for the scheduling problem. The proposed tabu search algorithm is composed of two parts: a MATCS (modified apparent tardiness cost with set-ups) rule for finding an efficient initial solution, and the tabu search method to seek a near optimal solution from the initial solution. The experimental results show that the tabu search algorithm obtains much better solutions more quickly than the RHP (rolling horizon procedure) heuristic suggested by Ovacik and Uzsoy.     

嫁接遗传算法及其在车间作业调度问题中的应用

分析了现有遗传算法在解决车间作业调度问题时局限产生的原因 ,提出了一种既能加快进化速度 ,又能提高抗早熟能力的嫁接遗传算法 ,并将其成功应用于车间作业调度问题。最后的实例测试表明了新算法的有效性和优越性以及它在调度领域的应用可行性。     

一种基于小生境的混合遗传退火算法

分析遗传算法和模拟退火算法混合优化策略的构造出发点 ,融合小生境技术的思想 ,提出一种以遗传算法和模拟退火算法为子算法的基于小生境技术的混合遗传退火算法———NGSA算法 ,并对该算法的特点和优化性能作了定性分析。结合典型多峰值测试函数———Shubert函数的求解实验 ,说明NGSA算法具有较强的全局和局部搜索能力 ,能够高效地寻找到多个全局极值 ,且参数选择不必过分严格 ,是一种优化能力、效率和可靠性较高的多峰值优化方法。最后 ,讨论了该算法在机械学科的广泛应用背景。     

基于多目标遗传算法的混合动力电动汽车控制策略优化

混合动力电动汽车是一个高度复杂的非线性系统,并且影响其控制策略的参数较多,要对这样的系统进行优化,常规的优化算法显得无能为力,模型的精确程度也直接影响了选取参数的可靠性.应用汽车动力性、排放性高级模拟分析软件AVL CRUISE,联合Matlab/Simulink软件,建立合动力电动城市客车整车动态性能仿真分析模型,以百公里油耗和排放指标为优化目标,运用多目标遗传优化算法,针对欧洲、日本及中国的城市公交循环工况对混合动力系统工作模式的选择和能量流的分配进行全局优化,减少了运算时间,获得一组可靠的可行解,精确地确定出控制逻辑参数.该解集在很大程度上同时提高了原车的燃料经济性和排放性能,并且为混合电动车的设计和控制提供了一个适宜的选择范围,设计者可以按不同的要求进行不同的方案选择.     

一种使用再编码染色体求解Job-Shop问题的并行遗传算法

使用遗传算法求解Job Shop问题的一个关键问题是编码。本文提出了一种求解Job Shop问题的新遗传算法———RPGA(Re encodingParallelGA)。此方法的编码方式将Job Shop问题转换为一个TSP(TravelingSalesmanProblem)问题 ,使得关于TSP问题的遗传算法的方法可以用于解决Job Shop问题。这种编码方式可以满足Job Shop问题对工件加工顺序的要求 ,避免在进化过程中产生非可行解。RPGA最重要的特点在于染色体的再编码过程 ,再编码过程根据各工序的开工时间先后对染色体的各基因重新赋值 ,使得编码空间和解空间一一对应。最后 ,本方法使用MPI并行编程技术实现了粗粒度的并行模型 ,在此模型上我们对Fisher和Thompson的 10× 10问题进行了求解实验。实验表明本方法有着良好的求解效率 ,也证明了对染色体再编码过程对此问题的重要性。     

瑞利计算法在工装设计中的应用

通过实例分析了工装设计中采用极限计算法估算误差的缺陷 ,介绍了瑞利计算法的原理及计算实例。两种算法计算结果的对比表明 ,在工装设计中采用瑞利计算法估算误差更具合理性和实用性     

车间作业调度问题(job-shop)的一种改进遗传算法

搜索空间适应性的遗传算法(GSA)具有这样的能力,即使在不通过修改遗传算法的某些参数(倒如交叉率和变异率)的情况下,就可适应解空间的结构、并调节全局搜索和局部搜索的相互平衡.但是这种遗传算法(GSA)需有时个体特征继承率控制能力的交叉操作.文章阐述了一种改进的搜索空间适应性的遗传算法(mGSA)用于解决车间作业调度问题(JSP);这种方法不同于GSA不需要带特征继承率调节能力的交叉操作.最后通过两个benchmark问题的数字实验,展示了这种方法的的有效性;并通过与现存的遗传算法相比较,展示了这种方法有更好的结果.     

基于过滤定向搜索的Job-Shop调度算法及评价

对以Makespan最小为目标的Job Shop调度问题进行了研究。首先对Job Shop调度问题进行了描述,在此基础上建立了一种求解Job Shop调度问题的启发式优化算法———基于过滤定向搜索的算法,同时结合实例对算法的优化过程作了具体描述。最后通过不同规模的Benchmark实例对该算法进行了仿真评价,结果表明基于过滤定向搜索的算法搜索效率高,解的性能好,是一种有效的优化算法。