[發(fā)明專利]基于改進遺傳算法的高端裝備流水線生產(chǎn)調(diào)度方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810231515.0
• 申請日: 2018-03-20
• 公開（公告）號: CN108460463B
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉心報;魏占慧;裴軍;陸少軍;孔敏
• 申請（專利權(quán)）人: 合肥工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G06N3/12
• 分類號: G06N3/12;G06N3/00;G05B19/418
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩;余罡

1.一種基于改進遺傳算法的高端裝備流水線生產(chǎn)調(diào)度方法，其特征在于，所述方法包括：

基于初始參數(shù)產(chǎn)生第一種群；

其中，所述初始參數(shù)包括：輸入工件數(shù)量N、工序數(shù)量P、各工序中的機器數(shù)量M以及工件在各工序中的加工時間TimeOfPJ， 初始化算法參數(shù)，包括種群規(guī)模popsize、迭代次數(shù)runtime、交叉概率p_c和變異概率P_m，令迭代次數(shù)run＝1；

基于所述第一種群中每條染色體，計算所述染色體的適應(yīng)度值，以確定最優(yōu)解；

獲取迭代次數(shù)，并對比所述迭代次數(shù)和迭代閾值；

若所述迭代次數(shù)小于所述迭代閾值，則利用預(yù)設(shè)算法對所述第一種群進行迭代，以確定第二種群以及所述第二種群中每條染色體的最優(yōu)解；

若所述迭代次數(shù)大于或等于所述迭代閾值，則輸出所述最優(yōu)解；

其中，所述利用預(yù)設(shè)算法對所述第一種群進行迭代包括：

執(zhí)行選擇算子，從所述第一種群中選擇第一數(shù)量條染色體形成選擇種群并確定所述選擇種群中適應(yīng)度值最大的染色體，所述第一種群中的其他染色體形成剩余種群；

對所述選擇種群執(zhí)行交叉算子，更新所述選擇種群；

對所述選擇種群執(zhí)行變異算子，更新所述選擇種群；

對所述選擇種群執(zhí)行路徑重連算子，更新所述選擇種群；

集合所述剩余種群中挑選出的第二數(shù)量條染色體、所述選擇種群中適應(yīng)度值最大的染色體和最后更新的選擇種群，形成第二種群；

計算所述第二種群中每條染色體的適應(yīng)度值，輸出最小的適應(yīng)度值及其對應(yīng)的染色體；

所述基于所述第一種群中每條染色體，計算所述染色體的適應(yīng)度值，以確定最優(yōu)解包括：

根據(jù)編碼規(guī)則形成待加工工件的編碼矩陣；

根據(jù)所述編碼矩陣確定對應(yīng)的染色體；

根據(jù)將所述待加工工件指派至第一道工序的其中一臺機器上生產(chǎn)；

根據(jù)工作的處理時間矩陣計算每個工件在第一道工序上的完工時間；

確定所述第一道工序中每臺機器的完工時間；

基于第二道工序后的每一道工序：

按照上一道工序?qū)?yīng)完工時間非遞減排序，得到工件的加工序列；

根據(jù)所述編碼矩陣和所述加工序列確定每個工件對應(yīng)的生產(chǎn)機器；

根據(jù)工作的處理時間矩陣計算在當前工序上每個機器的完工時間；

確定當前工序上每個工件的完工時間；

在所有工件完成所有工序的加工后，計算每個工件的制造跨度時間；

基于所述制造跨度時間計算每個工件對應(yīng)染色體的適應(yīng)度值。

2.根據(jù)權(quán)利要求1的高端裝備流水線生產(chǎn)調(diào)度方法，其特征在于，執(zhí)行選擇算子，從所述第一種群中選擇第一數(shù)量條染色體形成選擇種群包括：

計算所述第一種群中每條染色體的適應(yīng)度值，和為F；

確定所述適應(yīng)度值最大的染色體；

計算每條染色體的選擇概率；

計算每條染色體的累計選擇概率；

生成多個隨機小數(shù)，選擇第一數(shù)量條染色體形成選擇種群。

3.根據(jù)權(quán)利要求1的高端裝備流水線生產(chǎn)調(diào)度方法，其特征在于，對所述選擇種群執(zhí)行交叉算子，更新所述選擇種群包括：

步驟1：令雜交概率p_c＝0.5，k＝1；

步驟2：將選擇種群作為當前種群，對于所述當前種群的第k個染色體，產(chǎn)生一個[0,1]的隨機數(shù)rand_k；

步驟3：判斷rand_k＜p_c是否成立，若成立，則挑選出第k個染色體；否則，執(zhí)行步驟4；

步驟4：令k＝k+1，執(zhí)行步驟2，直到所述當前種群的所有染色體被遍歷，最終挑選出K個染色體作為交叉種群crossPop；若K為奇數(shù)，則從父代中隨機挑出一個染色體，加入交叉種群crossPop中；

步驟5：令m＝1，隨機生成一個[1,N×P-1]的整數(shù)r；

步驟6：交換所述交叉種群crossPop中的第m個和第m+1個染色體的第r個基因位右邊的所有基因，產(chǎn)生兩個后代，并替換當前種群中的第m和第m+1個染色體；

步驟7：令m＝m+2，重復(fù)步驟6，直到所述交叉種群crossPop中所有染色體被遍歷；

步驟8：返回更新后的當前種群作為新的選擇種群。