[發明專利]改良文化基因算法求解帶運輸時間柔性作業車間調度方法在審

申請號：	201910885114.1	申請日：	2019-09-19
公開（公告）號：	CN110598943A	公開（公告）日：	2019-12-20
發明（設計）人：	張國輝;孫靖賀;張海軍;閆瓊;劉星;賈佳;宋曉輝;張理濤	申請（專利權）人：	鄭州航空工業管理學院
主分類號：	G06Q10/04	分類號：	G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/04;G06N3/12
代理公司：	41178 鄭州豫鼎知識產權代理事務所(普通合伙)	代理人：	魏新培
地址：	450000 河***	國省代碼：	河南;41
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摘要：
搜索關鍵詞：	算法車間調度柔性作業求解編碼方式變異概率變異算子參數設置初始種群搜索效率文化基因運行效率重復搜索初始化鄰域解新種群最優解運輸種群改良
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【說明書】：

本發明涉及改良文化基因算法求解帶運輸時間柔性作業車間調度方法，可以有效求解帶運輸時間的柔性作業車間調度方案；其解決的技術方案是包括如下步驟；步驟一：參數設置；步驟二：通過三種初始化方法產生初始種群；步驟三：計算當前最優解；步驟四：判斷算法是否終止；步驟五：執行變異算子；步驟六：形成新種群；步驟七：計算種群個體的最大完工時間；本發明編碼方式簡單易實現，提高了算法運行效率，通過精英庫和變異概率來避免對優良個體的鄰域解重復搜索，提升了搜索效率。

技術領域

本發明涉及柔性作業車間調度領域，具體是改良文化基因算法求解帶運輸時間柔性作業車間調度方法。

背景技術

近年來越來越高效的智能自動化生產方式受到社會的廣泛關注。產品向著更加個性化、定制化方向發展，裝配線生產組織方式更加柔性化，從而使得調度問題變得更為復雜。柔性作業車間調度問題(Flexible Job Shop Scheduling Problem，FJSP)屬于NP-hard組合優化問題，是作業車間調度問題(Job Shop Scheduling Problem，JSP)的重要拓展。在JSP問題中工件的工序與機器一一對應，這并不符合實際生產現狀，而在FJSP問題中，每道工序的加工機器不唯一，且加工時間隨機器不同而產生差異。在此基礎上，帶運輸時間的FJSP問題會考慮到工件在不同加工機器間的運輸情況，因此該問題的解空間更大，約束更多，更難求解，但是如果忽略這些客觀條件，容易使加工計劃與實際生產相違背。因此，求解帶運輸時間的FJSP問題得到的調度結果更加貼近實際情況，符合實際生產的需求，從而更科學地指導實際生產。

目前求解FJSP問題的方法有基于元啟發的群體搜索算法和局部搜索算法，然而這些算法都在一定程度上存在缺陷和不足，群體搜索算法搜索精度不高，收斂速度慢；局部搜索算法搜索范圍小，易陷入局部最優解。其次帶有運輸時間的FJSP問題更加符合實際要求，卻鮮有高效快捷的算法提出。

因此，本發明提供改良文化基因算法求解帶運輸時間柔性作業車間調度方法來解決此問題。

發明內容

針對上述情況，為克服現有技術之缺陷，本發明的目的是提供一種基于改良的文化基因算法，可以有效求解帶運輸時間的柔性作業車間調度方案。

本發明包括如下步驟：

步驟一：參數設置，設置文化基因算法求解帶運輸時間的FJSP的相關參數，包括：種群規模N_pop、完全隨機初始化概率P_A、優先最小加工時間初始化概率P_B、優先最大剩余加工時間初始化概率P_C、迭代次數N_iter、最優解保留代數N_re、交叉概率P_xovr、初始變異概率P_mutr0、初始溫度T₀、終止溫度T_f、擾動次數L_k、溫度衰減系數α、調整系數t、精英庫規模N_E；