基于两阶段混合迭代贪婪算法的分布式异构非置换流水车间调度

1

作者 熊福力 陈思远 +1 位作者 熊宁馨 师江波 《计算机集成制造系统》 2025年第8期2870-2883,共14页

针对分布式异构非置换流水车间调度问题,建立以最小化总拖期惩罚费用为目标的混合整数线性规划模型。鉴于问题的复杂性,在深入分析置换与非置换解关系的基础上,提出了一种两阶段混合迭代贪婪算法。该算法采用了置换解搜索阶段和非置换... 针对分布式异构非置换流水车间调度问题,建立以最小化总拖期惩罚费用为目标的混合整数线性规划模型。鉴于问题的复杂性,在深入分析置换与非置换解关系的基础上,提出了一种两阶段混合迭代贪婪算法。该算法采用了置换解搜索阶段和非置换解搜索阶段的两阶段递阶搜索策略。在第一阶段中,首先采用改进NEH启发式生成高质量初始解;随后,提出一种扰动策略以避免算法陷入局部最优;最后,为提高求解质量,提出两种不同结构的自适应局部搜索策略,进而生成一个高质量置换解。第二阶段则通过改变某些机器上的工件排序来改进第一阶段产生的置换解。在第二阶段中,首先运用贪婪插入策略进行扰动;然后,交替运用两种不同工件交换顺序的相邻交换局部搜索策略对新解进行改进。扰动过程和局部搜索过程迭代进行,以加强对解空间的探索。最后,通过不同规模的数据实验和与对比算法的比较分析,验证了所提算法的高效性。 展开更多

关键词 分布式异构非置换流水车间调度 混合整数线性规划 两阶段递阶策略 混合迭代贪婪算法

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考虑可再生能源的分布式装配置换流水车间调度问题

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作者 郭磊磊 叶春明 +3 位作者 刘子珺 唐天誉 张舒曼 闫金辉 《计算机集成制造系统》 北大核心 2025年第7期2482-2498,共17页

为实现企业的绿色制造转型,在保障生产效率的同时减少生产过程中的碳排放,以最小化最大完工时间和总碳排放量作为优化目标构建了考虑可再生能源的分布式装配置换流水车间调度问题(DAPFSP-RE)的数学模型。提出一种两阶段的NSGA-Ⅱ和模拟... 为实现企业的绿色制造转型,在保障生产效率的同时减少生产过程中的碳排放,以最小化最大完工时间和总碳排放量作为优化目标构建了考虑可再生能源的分布式装配置换流水车间调度问题(DAPFSP-RE)的数学模型。提出一种两阶段的NSGA-Ⅱ和模拟退火算法(TNSA)对其求解,其中设计了一种包含低碳工厂选择策略和能源调度的解码方法;第一阶段采用反向学习初始化生成双种群结构,通过交叉和变异、自适应精英保留的二元锦标赛选择操作对解空间进行搜索;第二阶段采用带档案的多目标模拟退火算法(AMOSA)对第一阶段求得的非支配解集进行模拟退火操作来跳出局部最优。最后,通过对不同规模的算例进行仿真实验,验证了可再生能源对生产过程碳减排的重要作用和所提算法求解DAPFSP-RE的有效性和竞争力。 展开更多

关键词 可再生能源 分布式装配流水车间调度 低碳调度 带精英策略的非支配排序遗传算法 模拟退火

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基于组合缓冲的分布式置换流水车间调度优化

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作者 轩华 吕琳 《现代制造工程》 北大核心 2025年第1期1-14,共14页

针对制造行业中机器间有两种缓冲条件(即有限缓冲、零等待)的分布式置换流水车间调度问题,以最小化最大完工时间作为目标建立数学规划模型,提出了一种结合改进两分段Tent混沌映射、自适应柯西变异和贪婪算法的混合人工蜂群算法。首先,... 针对制造行业中机器间有两种缓冲条件(即有限缓冲、零等待)的分布式置换流水车间调度问题,以最小化最大完工时间作为目标建立数学规划模型,提出了一种结合改进两分段Tent混沌映射、自适应柯西变异和贪婪算法的混合人工蜂群算法。首先,通过改进两分段Tent混沌映射产生初始工件序列群;然后,在雇佣蜂阶段采用基于自适应柯西变异的邻域搜索产生新工件序列,在跟随蜂阶段设计适应度选择策略和基于自适应柯西变异的逆序反转操作对工件序列进行优化,在侦察蜂阶段利用贪婪算法基于关键/非关键工厂更新未改善的工件序列;最后,通过大量算例仿真与多种算法对比,表明所提算法在合理的计算时间内可以得到较好的近优解。 展开更多

关键词 分布式置换流水车间调度 有限缓冲和零等待 混合人工蜂群算法 改进两分段Tent混沌映射 自适应柯西变异

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分布式装配置换流水车间调度问题研究综述 被引量：2

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作者 张静 宋洪波 林剑 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2024年第6期1-9,共9页

近几十年来,现代制造业发展迅速,一种趋势是在分布式生产工厂进行工件的加工,待完成后到装配工厂集中装配成最终产品。该模式在带来诸多好处的同时,对资源调度提出了新的挑战。针对分布式装配置换流水车间调度问题(distributed assembly... 近几十年来,现代制造业发展迅速,一种趋势是在分布式生产工厂进行工件的加工,待完成后到装配工厂集中装配成最终产品。该模式在带来诸多好处的同时,对资源调度提出了新的挑战。针对分布式装配置换流水车间调度问题(distributed assembly permutation flowshop scheduling problem,DAPFSP),介绍了DAPFSP的背景和存在的主要困难,进而对以最小化最大完工时间为优化目标的DAPFSP,从数学模型、编解码策略、全局和局部搜索算法角度进行探讨,分别综述了以最小化总流程时间等为优化目标,具有零等待等约束,以及考虑准备时间等因素的DAPFSP研究成果。最后,对有待进一步开展的研究工作进行展望。 展开更多

关键词 分布式装配 置换流水车间 资源调度 搜索算法

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学习驱动的分布式异构混合流水车间批量流能效调度优化 被引量：1

5

作者 邵炜世 皮德常 邵仲世 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1018-1028,共11页

本文研究了分布式异构混合流水车间批量流能效调度问题,其中每个工厂的加工效率不同,工件可以分割成若干子批进入加工系统.以最大完成时间和总能耗为优化目标,建立了混合整数规划模型.本文提出了一种学习驱动的多目标进化算法,包括学习... 本文研究了分布式异构混合流水车间批量流能效调度问题,其中每个工厂的加工效率不同,工件可以分割成若干子批进入加工系统.以最大完成时间和总能耗为优化目标,建立了混合整数规划模型.本文提出了一种学习驱动的多目标进化算法,包括学习驱动的全局搜索和局部搜索.引入Q学习作为学习引擎,以种群和非支配解集的评价作为环境反馈信号,通过不断的学习来动态指导搜索操作的选择;基于问题特征,设计了算法的状态集、动作集和奖励机制.Q学习的引入能够及时感知当前搜索的状态,减少搜索操作的盲目性,提高搜索的效率.通过对仿真数据集的测试,表明所提出算法能够有效地求解分布式异构混合流水车间批量流能效调度问题. 展开更多

关键词 分布式异构混合流水车间 批量流调度 学习驱动的多目标进化算法 整数规划 能效优化

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一种求解多目标分布式置换流水车间调度的改进混合樽海鞘群算法 被引量：1

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作者 杜鑫喆 徐睿迪 周艳平 《制造技术与机床》 北大核心 2024年第10期158-164,共7页

针对多目标分布式置换流水车间调度问题,以最小化最大加工时间与拖延时间为优化目标,提出一种改进混合樽海鞘群算法。位置更新方式中引入螺旋搜索机制和惯性权重,既有利于提高算法的搜索效率,又兼顾了算法全局搜索和局部搜索能力的平衡... 针对多目标分布式置换流水车间调度问题,以最小化最大加工时间与拖延时间为优化目标,提出一种改进混合樽海鞘群算法。位置更新方式中引入螺旋搜索机制和惯性权重,既有利于提高算法的搜索效率,又兼顾了算法全局搜索和局部搜索能力的平衡;为提高种群的多样性与算法的寻优能力,将算法融合Pareto支配关系的精英选择策略,并且在选择阶段加入差分进化机制防止算法陷入局部最优。通过使用基准算例对改进算法进行测试,验证了所提算法能够有效地求解多目标分布式置换流水车间调度问题。 展开更多

关键词 分布式置换流水车间调度 多目标优化 樽海鞘群算法 螺旋搜索 惯性权重 PARETO支配 差分进化

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超启发式人工蜂群算法求解多场景鲁棒分布式置换流水车间调度问题 被引量：11

7

作者 连戈 朱荣 +2 位作者 钱斌 吴绍云 胡蓉 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期713-723,共11页

本文考虑现实中广泛存在的加工时间不确定的分布式置换流水车间调度问题(DPFSP),研究如何建立问题模型和设计求解算法,方可确保算法最终获得的解在多个典型DPFSP场景下,均具有能满足客户期望的较小优化目标值(即makespan值).在问题建模... 本文考虑现实中广泛存在的加工时间不确定的分布式置换流水车间调度问题(DPFSP),研究如何建立问题模型和设计求解算法,方可确保算法最终获得的解在多个典型DPFSP场景下,均具有能满足客户期望的较小优化目标值(即makespan值).在问题建模方面,首先,采用场景法构建多个不同典型场景以组成场景集(每个场景对应1个具有不同加工时间的DPFSP),并设定合适的makespan值作为场景阈值,用于在评价问题解时从场景集中动态筛选出“坏”场景子集;其次,在常规优化目标makespan的基础上,结合“坏”场景子集概念提出可实现鲁棒调度的新型优化目标,用于引导算法每代加强对当前“坏”场景子集中每个DPFSP场景对应解空间的搜索;然后,结合所提的新型优化目标,建立基于多场景的鲁棒DPFSP(MSRDPFSP).在算法设计方面,提出一种超启发式人工蜂群算法(HHABC)对MSRDPFSP进行求解.HHABC分为高、低两层结构,其中低层设计6种启发式操作(HO),高层采用人工蜂群算法控制和选择低层HOs来不断生成新的混合启发式算法,从而实现在不同场景对应解空间中的较深入搜索.在不同规模测试问题上的仿真实验与算法对比,验证了HHABC的有效性. 展开更多

关键词 分布式置换流水车间调度问题 多场景 鲁棒调度 人工蜂群算法 超启发式算法

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基于改进生物地理学优化算法的分布式装配置换流水车间调度问题 被引量：9

8

作者 黄佳琳 张丫丫 顾幸生 《华东理工大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期758-769,共12页

提出了一种改进的生物地理学优化(MBBO)算法,以最小化最大完工时间为目标,求解分布式装配置换流水车间调度问题。MBBO算法在初始化阶段利用加工时间最短(SPT)规则和NR2规则对生成的可行解进行初步优化;然后在变异阶段采用基于工厂完工... 提出了一种改进的生物地理学优化(MBBO)算法,以最小化最大完工时间为目标,求解分布式装配置换流水车间调度问题。MBBO算法在初始化阶段利用加工时间最短(SPT)规则和NR2规则对生成的可行解进行初步优化;然后在变异阶段采用基于工厂完工时间的工件插入启发式方法调整工件的工厂分配及加工顺序;最后结合模拟退火算法,跳出局部最优解,增强算法的全局搜索能力。对900个小型实例和540个大型实例进行仿真计算,并与现有的12种启发式与元启发式算法以及基本生物地理学优化(BBO)算法进行比较,证明了MBBO算法的优越性,同时更新了70个实例的最新已知最优方案。 展开更多

关键词 生产调度 生物地理学优化算法 分布式 装配置换流水车间 改进

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基于深度强化学习的非置换流水车间调度问题 被引量：34

9

作者 肖鹏飞 张超勇 +2 位作者 孟磊磊 洪辉 戴稳 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2021年第1期192-205,共14页

针对传统调度算法不能有效利用历史数据进行学习,实时性较差而难以应对复杂多变的实际生产调度环境等问题,首次提出一种基于时序差分法的深度强化学习算法。该方法综合神经网络和强化学习实时性、灵活性的优势,直接依据输入的加工状态... 针对传统调度算法不能有效利用历史数据进行学习,实时性较差而难以应对复杂多变的实际生产调度环境等问题,首次提出一种基于时序差分法的深度强化学习算法。该方法综合神经网络和强化学习实时性、灵活性的优势,直接依据输入的加工状态进行行为策略选取,更贴近实际订单响应式生产制造系统的调度决策过程。通过将调度问题转化为多阶段决策问题,用深度神经网络模型拟合状态值函数,把制造系统加工状态特征数据输入模型,采用时序差分法训练模型,把启发式算法或分配规则作为调度决策候选行为,结合强化学习在线评价—执行机制,从而为每次调度决策选取最优组合行为策略。在非置换流水车间标准问题集上的测试结果表明,该算法能够取得低于实例上界的较优解。 展开更多

关键词 深度学习 时序差分法 强化学习 非置换流水车间 调度

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考虑序列相关调整时间的多目标置换流水车间调度算法 被引量：1

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作者 姚康 唐秋华 +1 位作者 张子凯 蒙凯 《武汉科技大学学报》 CAS 北大核心 2021年第6期452-458,共7页

针对带有序列相关调整时间的多目标置换流水车间调度问题,将传统的迭代贪婪算法与非支配排序相融合,提出一种多目标迭代贪婪算法。设计了混合多种策略的启发式初始化方法,以得到综合性能较优的初始解集;设计了与问题规模以及非支配解在... 针对带有序列相关调整时间的多目标置换流水车间调度问题,将传统的迭代贪婪算法与非支配排序相融合,提出一种多目标迭代贪婪算法。设计了混合多种策略的启发式初始化方法,以得到综合性能较优的初始解集;设计了与问题规模以及非支配解在解空间的分布特点相适应的重启机制,能够在算法进化到一定程度时扩展搜索广度,从而提高算法性能。通过对多个不同规模的标准案例进行测试,验证了改进算子和所提算法的有效性。 展开更多

关键词 置换流水车间调度 序列相关 调整时间 多目标优化 迭代贪婪算法 非支配排序

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复杂壳体零件制造车间调度方法研究 被引量：5

11

作者 付梅 谢怀 +1 位作者 王荪馨 申高攀 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2021年第17期85-93,共9页

针对航空发动机燃油控制系统壳体零件专业化小流水、精益生产、工序顺序柔性等现实需求和生产特点,以尽可能确保各个壳体零件准时完工为精益调度目标,构建了带有工序顺序柔性约束的非置换流水车间提前/拖期调度优化模型;采用内嵌两段式... 针对航空发动机燃油控制系统壳体零件专业化小流水、精益生产、工序顺序柔性等现实需求和生产特点,以尽可能确保各个壳体零件准时完工为精益调度目标,构建了带有工序顺序柔性约束的非置换流水车间提前/拖期调度优化模型;采用内嵌两段式编码和三阶段解码操作算子的改进型遗传算法进行调度模型求解;最后的实际算例验证了所提调度模型和调度方法在复杂壳体零件准时化生产方面的有效性。研究成果在汽车发动机壳体、减速器壳体、各类泵壳体等车间的精益生产与现场组织方面也具有一定的适用性和推广性。 展开更多

关键词 复杂壳体零件 非置换流水车间 工序顺序柔性 提前/拖期调度 遗传算法

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