[發(fā)明專利]一種基于改進(jìn)的帝國(guó)競(jìng)爭(zhēng)算法的智能排產(chǎn)算法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810320429.7
• 申請(qǐng)日: 2018-04-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110363368A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-10-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王忠民;宋國(guó)豪;苑慶濤;藺偉;張恒山
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安郵電大學(xué)
• 主分類號(hào): G06Q10/06
• 分類號(hào): G06Q10/06;G06Q50/04
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

1.一種基于改進(jìn)的帝國(guó)競(jìng)爭(zhēng)算法的智能排產(chǎn)方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1: 參數(shù)設(shè)置，設(shè)置帝國(guó)競(jìng)爭(zhēng)算法求解柔性作業(yè)車間調(diào)度問(wèn)題的相關(guān)參數(shù)，包括：國(guó)家數(shù)量N_pop、帝國(guó)主義國(guó)家數(shù)量N_imp、殖民地國(guó)家數(shù)量N_col、迭代次數(shù)N_iter；

步驟2：初始化國(guó)家個(gè)體，每一個(gè)國(guó)家代表一組生產(chǎn)排產(chǎn)調(diào)度問(wèn)題的可行方案，隨機(jī)產(chǎn)生N_pop個(gè)體；

步驟3：通過(guò)代價(jià)函數(shù)，計(jì)算每個(gè)國(guó)家的代價(jià)函數(shù)值；

步驟4：產(chǎn)生帝國(guó)主義國(guó)家和殖民地國(guó)家，按照每個(gè)國(guó)家的代價(jià)函數(shù)值計(jì)算每個(gè)國(guó)家的勢(shì)力大小，依據(jù)之前設(shè)定的帝國(guó)主義國(guó)家數(shù)量，從中選取勢(shì)力較大的前N_imp個(gè)國(guó)家作為帝國(guó)主義國(guó)家，剩下的N_col個(gè)國(guó)家作為這些帝國(guó)的殖民地，相應(yīng)的帝國(guó)和殖民地組成一個(gè)帝國(guó)集團(tuán)；

步驟5：帝國(guó)內(nèi)部進(jìn)行同化操作，帝國(guó)內(nèi)部的殖民地國(guó)家與帝國(guó)主義國(guó)家之間進(jìn)行同化操作，使得殖民地國(guó)家不斷向帝國(guó)主義國(guó)家移動(dòng)；

步驟6：帝國(guó)內(nèi)部判斷是否更換帝國(guó)主義國(guó)家，當(dāng)殖民地向帝國(guó)移動(dòng)的過(guò)程中，它的勢(shì)力可能會(huì)比其所屬帝國(guó)的勢(shì)力更大，在這種情況下，交換帝國(guó)和殖民地的位置；

步驟7：帝國(guó)之間的競(jìng)爭(zhēng)操作，勢(shì)力最強(qiáng)的帝國(guó)占有勢(shì)力最弱的帝國(guó)中的殖民地，使得強(qiáng)大的帝國(guó)更加強(qiáng)大，弱小的帝國(guó)更加弱小；

步驟8：殖民地改革操作，帝國(guó)內(nèi)部的殖民地國(guó)家為防止同化作用造成過(guò)早收斂，需要進(jìn)行革命操作；

步驟9：帝國(guó)消除操作，帝國(guó)之間的競(jìng)爭(zhēng)，勢(shì)力較大的帝國(guó)通過(guò)占有其他帝國(guó)的殖民地變得日益強(qiáng)大，而勢(shì)力較小的帝國(guó)其殖民地個(gè)數(shù)卻不斷減少，當(dāng)沒(méi)有殖民地時(shí)，保留該個(gè)體并將其歸屬于占有它最后一個(gè)殖民地的帝國(guó)；

步驟10：重新計(jì)算每個(gè)國(guó)家的代價(jià)函數(shù)值；

步驟11：判斷算法是否終止，算法不斷迭代，當(dāng)只存在一個(gè)帝國(guó)或者達(dá)到迭代次數(shù)時(shí)，算法結(jié)束；反之，算法還沒(méi)有終止，則回到步驟5繼續(xù)執(zhí)行。

2.如權(quán)利要求1所述的一種基于改進(jìn)的帝國(guó)競(jìng)爭(zhēng)算法的智能排產(chǎn)方法，其特征是，所述步驟5中的帝國(guó)內(nèi)部進(jìn)行同化操作：借鑒遺傳算法中的交叉和變異操作，實(shí)現(xiàn)了殖民地向帝國(guó)的移動(dòng)，以及移動(dòng)過(guò)程中的偏移；采用如下所示的兩點(diǎn)交叉方法,隨機(jī)的選擇兩個(gè)基因片段并交換它們的位置。

3.如權(quán)利要求1所述的一種基于改進(jìn)的帝國(guó)競(jìng)爭(zhēng)算法的智能排產(chǎn)方法，其特征是，所述步驟8中的殖民地改革操作：表現(xiàn)為隨機(jī)選取殖民地兩個(gè)位置的編號(hào)進(jìn)行交換；在避免無(wú)效隨機(jī)搜索的同時(shí), 能夠充分發(fā)揮革命機(jī)制保持種群多樣性功能, 從運(yùn)算代數(shù)和所屬帝國(guó)權(quán)力兩方面對(duì)革命概率P_minp建立調(diào)節(jié)公式：

(1)

其中：P_minp為殖民地所屬殖民國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)化勢(shì)力，p_max 為所有殖民國(guó)家中最大的標(biāo)準(zhǔn)化勢(shì)力：n 為當(dāng)前運(yùn)算迭代次數(shù)，N_iter 為總共迭代次數(shù)， 默認(rèn)p₀= 0.3 ；對(duì)于權(quán)力越小的殖民國(guó)家，該帝國(guó)內(nèi)所有殖民地革命的概率越大， 這可以促進(jìn)解的不斷優(yōu)化。

4.如權(quán)利要求1所述的一種基于改進(jìn)的帝國(guó)競(jìng)爭(zhēng)算法的智能排產(chǎn)方法，其特征是，所述步驟9中的帝國(guó)消除操作：帝國(guó)之間的競(jìng)爭(zhēng)，勢(shì)力較大的帝國(guó)通過(guò)占有其他帝國(guó)的殖民地變得日益強(qiáng)大，而勢(shì)力較小的帝國(guó)其殖民地個(gè)數(shù)卻不斷減少；當(dāng)一個(gè)帝國(guó)失去所有的殖民地時(shí)，消除該帝國(guó)；然而這樣就損失了優(yōu)勢(shì)個(gè)體，不利于算法收斂，由于該帝國(guó)個(gè)體優(yōu)于一般殖民地國(guó)家，因此保留該個(gè)體并將其歸屬于占有它最后一個(gè)殖民地的帝國(guó)；保留較優(yōu)個(gè)體，使得進(jìn)化過(guò)程中能夠找到更優(yōu)解。