[發明專利]一種基于改進遺傳算法的動態擾動下的模糊化參數作業車間調度控制方法

無效

• 申請號: 201210012197.1
• 申請日: 2012-01-16
• 公開（公告）號: CN102566431A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 陳勇;盛家君;邱曉杰;吳云翔;潘益菁
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;王利強

1.一種基于改進遺傳算法的動態擾動下的模糊化參數作業車間調度控制方法，其特征在于：所述控制方法包括以下步驟：

1)、確定模糊化參數作業車間調度的目標函數

模糊作業車間調度問題的目標函數為：求一個滿足z^*的工件加工順序，使得：

z^*＝max(z′)????????????????????????????????(4)

z′=y1z1+y2z2maxz1=Σi=1nwiAIimaxz2=AImin=mini=1,ΛnAIiΣi=1nwi=1y1+y2=1---(4-1)]]>

2)、采用改進的遺傳算法求解所述目標函數，具體過程如下：

(2.1)編碼：對調度窗口中的工件采用基于工序的編碼；

(2.2)初始種群的生成：多次運行G&T算法產生一個初始種群；

(2.3)采用目標函數作為適應度函數對個體進行評價；

(2.4)選擇和交叉操作：

采用交叉操作從兩個父代中產生一個子代，具體如下：

步驟2.4.1.選擇所有工件的第1道操作，加入集合C；假定機器在同一時刻可以加工任意多個作業，計算集合C中各操作O_ijk∈C的模糊完成時間，記作根據三角模糊數的比較準則，確定集合C中最小模糊完成時間的操作O_i*j*k*，將與操作O_i*j*k*使用同一臺機器M_k*的操作O_ijk*∈C構成集合G。由于操作O_ijk*與操作O_i*j*k*的操作時間上是有重疊的，集合G為沖突集合；

步驟2.4.2.以50％的相同概率從兩個父代個體中任選一個個體，在沖突集合G中選擇具有最小模糊完成時間的操作，用選出的父代個體代替并表示為

步驟2.4.3.以步驟2.4.2.中所選擇的操作為基準，通過模糊數的取大操作依次更新沖突集合中其他操作的EC¹，EC²和EC³值，從集合C中移去操作將其下一道工序加入集合C，并計算其相應模糊完成時間；

通過以上的操作得到了一個新的子代個體，進行c次以上的操作得到c個新子代個體。

為保留由c個子代和2個父代組成的(c+2)個個體中具有優良性狀的個體，用以下的方法選擇兩個在下一次遺傳時保留下來的個體：

a.在c個子代個體中，選擇具有最大目標函數值的個體，也即局部排名選擇；

b.在剩下的(c+1)個個體中，選擇具有最大目標函數值的個體；

(2.5)變異操作：采用反轉變異；

(2.6)種群構造：當每個組的個體均收斂到某一個度時，將各組種群合并繼續進化直到收斂；

(2.7)以預先設定的最大進化代數N_max作為停止條件，將目前為止最好的解作為最優解；

3)在動態事件發生時進行再調度，具體步驟如下：

步驟1.初始化調度次數n＝0，開始調度的時間t₀＝0，給定窗口中工件的最大數目Lw，將待加工工件放入窗口內，設工件窗口為N_w，已完成工件集為N_c。

步驟2.對當前窗口內的工件執行改進遺傳算法，選擇使目標函數最優的染色體作為調度結果，產生調度方案；

步驟3.當有以下動態事件發生時，執行一次再調度，設動態事件發生時刻為t_c；

①當有插單工件到來時啟動一次再調度，轉步驟4；

②當工件到期時間改變時啟動一次再調度，轉步驟4；

③當機器損壞事件發生時啟動一次再調度，轉步驟4；

步驟4.修改可利用設備項，將已完成的工序從工件窗口N_w遷入已完成工件集N_c，產生已完成工序的調度方案；未完成工序的順序提前，將剩余工序作為未調度的新工序：

①將插單工件加入工件窗口N_w，和未完成工序組成新的待加工工序，執行再調度。若插單工件到來時，某機器正在加工某道工序，則自動延遲一定時間，該道工序完成后執行再調度；

②工件到期時間改變時，更新工件窗口內的工件信息，執行再調度；

③機器損壞時，將正在該機器上加工的工件移出工件窗口，對剩下的工件執行再調度；當仿真時鐘運行到剩余工件需在該機器加工的工序時，將此工件移出工件窗口，對剩余工件執行再調度；機器修復時，將移出工件窗口的工件重新遷入，執行再調度；

按照再調度事件重復進行步驟4，直到所有的工件加工完成，產生最終調度方案。