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“货箱到人”系统单工作台任务调度问题的混合遗传自适应大规模邻域搜索算法
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作者 余玉刚 刘伟廷 罗云琪 《系统管理学报》 北大核心 2025年第4期994-1010,共17页
针对“货箱到人”仓储系统单工作台任务调度问题,特别是在多路径混合下的实际调度场景,研究探讨了特殊的多行程混合回程的车辆路径问题。首先,考虑开闭混合的路径模式,构建了旨在最小化机器人去/回程混合任务最大完成时间的整数线性规... 针对“货箱到人”仓储系统单工作台任务调度问题,特别是在多路径混合下的实际调度场景,研究探讨了特殊的多行程混合回程的车辆路径问题。首先,考虑开闭混合的路径模式,构建了旨在最小化机器人去/回程混合任务最大完成时间的整数线性规划模型。其次,基于模型中机器人执行出/入库任务的取放特征,提出混合遗传自适应大规模邻域搜索算法。该算法通过遗传算法的种群管理机制改进自适应大规模邻域搜索算法,以避免其过早陷入局部最优,同时平衡邻域搜索收敛速度与种群收敛性。最后,通过不同规模仿真算例的模拟与对比分析,验证了所提模型与方法的有效性,并与不同基线方法进行实验对比。结果表明,该算法在收敛性、稳定性及收敛速度方面均有显著提升。研究成果可为“货箱到人”仓储系统中机器人单工作台任务调度研究提供方法参考与决策支持。 展开更多
关键词 半自动存储检索系统 多路径混合式 遗传算法 大规模邻域搜索算法
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混合遗传变邻域搜索算法求解柔性车间调度问题 被引量:2
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作者 周伟 孙瑜 +1 位作者 李西兴 王林琳 《计算机工程与设计》 北大核心 2024年第7期2041-2049,共9页
针对考虑生产成本的柔性作业车间调度问题(flow job shop scheduling problem, FJSP),以完工时间与加工成本为优化指标,提出一种求解FJSP的混合遗传变邻域搜索算法。根据个体适应度对种群分割,结合自适应交叉概率改进子代种群产生方式;... 针对考虑生产成本的柔性作业车间调度问题(flow job shop scheduling problem, FJSP),以完工时间与加工成本为优化指标,提出一种求解FJSP的混合遗传变邻域搜索算法。根据个体适应度对种群分割,结合自适应交叉概率改进子代种群产生方式;设计两种邻域结构增强算法的局部搜索能力;提出一种基于动态交叉变异概率的优化算法流程提高求解效率。运用提出的算法求解基准实例与实际问题测试,验证了算法的有效性。 展开更多
关键词 柔性作业车间调度 加工成本 遗传算法 邻域搜索 混合算法 动态概率 优化
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多舱共配绿色车辆路径问题的改进变邻域搜索算法 被引量:3
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作者 肖友刚 曹健 +2 位作者 陈婉茹 张得志 李双艳 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期751-762,共12页
针对社区团购前置仓配送场景中“多中心、高时效、多品类、高排放”难题,本文提出多车场带时间窗的绿色多舱车车辆路径问题(MDMCG-VRPTW),构建混合整数线性规划模型,并设计改进的变邻域搜索算法(IVNS)实现求解.采用两阶段混合算法构造... 针对社区团购前置仓配送场景中“多中心、高时效、多品类、高排放”难题,本文提出多车场带时间窗的绿色多舱车车辆路径问题(MDMCG-VRPTW),构建混合整数线性规划模型,并设计改进的变邻域搜索算法(IVNS)实现求解.采用两阶段混合算法构造高质量初始解.提出均衡抖动策略以充分探索解空间,引入粒度机制以提升局部搜索阶段的寻优效率.标准算例测试结果验证了两阶段初始解构造算法和IVNS算法的有效性.仿真实验结果表明,模型与算法能够有效求解MDMCGVRPTW,且改进策略提高了算法的求解效率和全局搜索能力.最后,基于对配送策略和时效性的敏感性分析,为相关配送企业降本增效提供更多决策依据. 展开更多
关键词 多舱共配 绿色车辆路径 均衡抖动 粒度局部搜索 改进邻域搜索算法
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基于遗传变邻域搜索算法的农机跨区调度优化研究 被引量:4
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作者 曹光乔 马斌 +2 位作者 陈聪 任保鑫 胡朝中 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期114-123,共10页
智慧农业的快速发展促使多区域互联农机的调度追求更高的实时性,为更合理配置农机资源,农机跨区作业已成为完成“三夏”机收任务的主要服务模式。基于小麦收获机跨区作业真实场景,研究了带时间窗的多库、多机型的农机跨区调度问题,同时... 智慧农业的快速发展促使多区域互联农机的调度追求更高的实时性,为更合理配置农机资源,农机跨区作业已成为完成“三夏”机收任务的主要服务模式。基于小麦收获机跨区作业真实场景,研究了带时间窗的多库、多机型的农机跨区调度问题,同时考虑经济成本和环境成本,建立以最小调度成本为目标的跨区调度模型。根据问题特征,设计遗传变邻域搜索算法(Genetic algorithm variable neighborhood search,GAVNS),该方法通过交叉、随机扰动、自适应邻域选择等操作,使解的搜索更加高效和灵活。对我国黄淮海平原72个小麦生产区县的作业需求进行计算与分析:不同算法相比,本文设计的算法得到最优解的迭代次数更低、收敛速度更快,求得的目标函数值较遗传算法、变邻域搜索算法分别降低16.41%、11.15%;对比不同调度模式,开放路径模式更有利于提升跨区调度服务效率,较闭合路径模式,调度成本降低17.76%。 展开更多
关键词 农业机械 时间窗 跨区调度 遗传邻域搜索算法
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随机需求车辆路径问题及混合变邻域分散搜索算法求解 被引量:20
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作者 李阳 范厚明 +1 位作者 张晓楠 杨翔 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第12期1594-1604,共11页
随机需求车辆路径问题(capacitated vehicle routing problem with stochastic demand,CVRPSD)是对带容量约束车辆路径问题(capacitated vehicle routing problem,CVRP)的扩展,需求不确定的特点使其较CVRP更复杂,对求解方法要求更高.基... 随机需求车辆路径问题(capacitated vehicle routing problem with stochastic demand,CVRPSD)是对带容量约束车辆路径问题(capacitated vehicle routing problem,CVRP)的扩展,需求不确定的特点使其较CVRP更复杂,对求解方法要求更高.基于先预优化后重调度思想,提出两阶段的混合变邻域分散搜索算法(variable neighborhood scatter search,VNSS)对该问题进行求解:预优化阶段构建随机机会约束规划模型,对客户点随机需求作机会约束确定型等价处理,生成最优预优化方案;重调度阶段采用新的点重优化策略进行线路调整,降低因失败点而产生的额外成本,减少对人工和车辆的占用.算例验证表明,随机机会约束模型和两阶段变邻域分散搜索算法在求解CVRPSD时较为有效,点重优化策略调整效果较佳. 展开更多
关键词 车辆路径问题 随机需求 点重优化策略 分散搜索算法 邻域搜索算法
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接运公交网络设计的多目标优化模型及遗传变邻域搜索求解算法 被引量:6
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作者 孙杨 孙小年 +2 位作者 李葆青 宋瑞 何世伟 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第4期535-541,共7页
为了使接运公交网络更好地为轨道交通车站集散客流服务,将其作为研究对象,提出了接运公交网络的优化方法.考虑接运公交网络服务的需求量与接运公交供给密切相关、接运公交发车时刻与轨道交通车辆到站时刻构成有序衔接,以接运公交服务的... 为了使接运公交网络更好地为轨道交通车站集散客流服务,将其作为研究对象,提出了接运公交网络的优化方法.考虑接运公交网络服务的需求量与接运公交供给密切相关、接运公交发车时刻与轨道交通车辆到站时刻构成有序衔接,以接运公交服务的乘客量最大化、接运乘客平均成本最小化、运营成本最小化为优化目标,构建了接运公交网络的多目标优化模型.为求解模型,设计了利用产生式方法获得Pareto解集的遗传-变邻域搜索算法.将设计的遗传-变邻域搜索算法与遗传算法、精确算法分别进行比较,通过算例验证了模型与算法的有效性. 展开更多
关键词 接运公交 网络设计 候选线路 多目标优化 遗传-邻域搜索算法
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变邻域搜索算法综述 被引量:21
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作者 董红宇 黄敏 +1 位作者 王兴伟 郑秉霖 《控制工程》 CSCD 北大核心 2009年第S2期1-5,13,共6页
变邻域搜索算法(Variable Neighborhood Search,VNS)作为一种新的元启发式算法,已初步成功地用于解决优化问题,尤其是对于大规模组合优化问题效果良好。对VNS的扩展研究层出不穷,并将其成功地应用到旅行商问题、车辆路径问题、调度、图... 变邻域搜索算法(Variable Neighborhood Search,VNS)作为一种新的元启发式算法,已初步成功地用于解决优化问题,尤其是对于大规模组合优化问题效果良好。对VNS的扩展研究层出不穷,并将其成功地应用到旅行商问题、车辆路径问题、调度、图着色等问题中。简述了经典的元启发式算法,并依次论述了优化问题,VNS算法起源,VNS算法原理,VNS算法分析,扩展的VNS分析,VNS在初始解构造、邻域结构构造、局部搜索和停止准则几个方面的改进方法,针对不同版本的VNS归纳了其在各种优化问题应用情况。基于对改进的VNS的分类,从算法自身研究角度和实际应用角度提出了未来研究方向。 展开更多
关键词 邻域搜索算法 精确启发式算法 元启发式算法 精确算法 组合优化 连续优化
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改进变邻域搜索算法求解动态车辆路径问题 被引量:13
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作者 王仁民 闭应洲 +1 位作者 刘阿宁 李杰 《计算机工程与应用》 CSCD 2014年第2期237-241,共5页
针对动态车辆路径问题DVRP(Dynamic Vehicle Routing Problem)的优化问题,提出一种改进算法。该算法在分析路径寻优问题的局部特性的基础上,利用变邻域搜索算法VNS(Variable Neighbourhood Search)对路径空间进行"局部探索",... 针对动态车辆路径问题DVRP(Dynamic Vehicle Routing Problem)的优化问题,提出一种改进算法。该算法在分析路径寻优问题的局部特性的基础上,利用变邻域搜索算法VNS(Variable Neighbourhood Search)对路径空间进行"局部探索",结合变异机制对路径空间进行"全局开采",最后根据近邻优先原则将动态路径片段安插到适宜的路径中。实验结果验证了算法的有效性。 展开更多
关键词 动态车辆路径问题 邻域搜索算法 异机制 近邻优先原则
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求解单行布局问题的一种变邻域搜索算法 被引量:6
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作者 张则强 谭思捷 +1 位作者 黄玉真 程文明 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第20期2791-2796,共6页
设施布局问题对于企业内部的物流合理化起着重要作用,单行布局问题作为设施布局问题的一个典型特例,属NP-hard问题,常规方法难以精确求解。针对单行布局问题的复杂性,提出了一种改进的变邻域搜索算法进行求解。首先构建单行布局问题的... 设施布局问题对于企业内部的物流合理化起着重要作用,单行布局问题作为设施布局问题的一个典型特例,属NP-hard问题,常规方法难以精确求解。针对单行布局问题的复杂性,提出了一种改进的变邻域搜索算法进行求解。首先构建单行布局问题的数学模型,然后分析模型并构造一种有效的初始解;针对问题特征,设计了4种邻域结构,该邻域结构采用了从简单到复杂的推进搜索机制;改进了局部搜索算法并对邻域结构进行搜索;最后进行了实例验证,并与多种经典算法进行了对比,结果表明,所提变邻域搜索算法可在短时间内得到单行布局问题高质量的近优解。 展开更多
关键词 单行布局问题 邻域搜索算法 设施布局问题 优化
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求解护士排班问题的可变邻域搜索遗传算法 被引量:9
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作者 胡廉民 张九华 +1 位作者 常永耘 黄翰 《计算机工程与科学》 CSCD 北大核心 2013年第5期149-153,共5页
护士排班问题是一类多约束多陷阱问题,传统的计算方法和启发式算法往往很难找到其最优解。采用基于遗传算法GA和可变邻域搜索算法VNS的混合策略对护士排班问题进行了求解。其中,GA算法通过添加判断准则和控制策略来有效生成新的护士排班... 护士排班问题是一类多约束多陷阱问题,传统的计算方法和启发式算法往往很难找到其最优解。采用基于遗传算法GA和可变邻域搜索算法VNS的混合策略对护士排班问题进行了求解。其中,GA算法通过添加判断准则和控制策略来有效生成新的护士排班表,而VNS策略则实现初始化、约束条件下的杂交变异和解空间的分离等运算。最后,对20组基准护士排班问题进行了求解,并将求解结果与国际上近年提出的IP+VNS方法进行了比较,实验表明,在相同的计算时间内,GA+VNS算法的求解效果明显更优。 展开更多
关键词 护士排班问题 遗传算法 邻域搜索算法
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基于变邻域搜索算法的物流配送系统集成优化研究 被引量:7
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作者 孙琦 戢守峰 刘旭 《工业技术经济》 北大核心 2016年第8期46-55,共10页
本文针对物流配送系统集成优化问题,考虑取货和送货两种业务的配送情形下仓库和车辆的容量上限约束,构建包括仓库的开放成本、配送成本以及容量溢出成本的非线性混合整数优化模型,设计变邻域搜索启发式算法对模型进行求解。算法通过泰... 本文针对物流配送系统集成优化问题,考虑取货和送货两种业务的配送情形下仓库和车辆的容量上限约束,构建包括仓库的开放成本、配送成本以及容量溢出成本的非线性混合整数优化模型,设计变邻域搜索启发式算法对模型进行求解。算法通过泰森多边形确定位置上的初始订单分配,再通过扫描半径及消费者数据结构标识实现邻域搜索,改进算法对解决方案进行迭代更新,完成优化求解。最后通过对辽宁宅急送取/送一体化物流配送案例进行数值分析,验证算法可行性和有效性。 展开更多
关键词 邻域搜索算法 取货和送货 非线性混合整数优化模型 集成优化
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面向柔性作业车间调度问题的改进变邻域搜索算法 被引量:6
12
作者 刘巍巍 马雪丽 刘晓冰 《计算机应用与软件》 CSCD 2015年第4期234-238,共5页
针对柔性作业车间调度问题的特点,提出一种求解该问题的改进变邻域搜索算法。结合问题特点设计合理的编码方式,采用遗传算法进行最优解搜索,将搜索的结果作为变邻域搜索算法的初始解,以提高初始解的质量。为提高局部搜索能力,设计3种不... 针对柔性作业车间调度问题的特点,提出一种求解该问题的改进变邻域搜索算法。结合问题特点设计合理的编码方式,采用遗传算法进行最优解搜索,将搜索的结果作为变邻域搜索算法的初始解,以提高初始解的质量。为提高局部搜索能力,设计3种不同的邻域结构,构建邻域结构集以产生邻域解,保证邻域解的搜索过程中解的可行性以提高求解效率。针对一系列典型的柔性作业车间调度问题的实例,运用所设计的改进变邻域搜索算法进行测试求解,并将计算结果与文献中其他算法的测试结果进行比较,验证了所提出方法求解柔性作业车间调度问题的可行性和有效性。 展开更多
关键词 柔性作业车间调度 邻域搜索 遗传算法
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解决无等待流水线调度问题的变邻域搜索算法 被引量:8
13
作者 潘全科 朱剑英 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第16期1741-1743,共3页
提出了解决无等待流水线调度问题的变邻域搜索调度算法。采用基于自然数编码的工件序列表达问题的解,采用多重Insert移动邻域和多重Swap移动邻域作为变邻域搜索的两种邻域结构。多重移动有利于算法向包含较优解的区域搜索,因而有较高的... 提出了解决无等待流水线调度问题的变邻域搜索调度算法。采用基于自然数编码的工件序列表达问题的解,采用多重Insert移动邻域和多重Swap移动邻域作为变邻域搜索的两种邻域结构。多重移动有利于算法向包含较优解的区域搜索,因而有较高的求解质量和效率。仿真实验证明了变邻域搜索算法的有效性。 展开更多
关键词 无等待流水线调度问题 生产周期 邻域搜索算法 多重移动
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用进化变邻域搜索算法求解闭合供应链选址问题 被引量:2
14
作者 李青 宁树实 莫宝民 《辽宁工程技术大学学报(自然科学版)》 EI CAS 北大核心 2007年第6期922-925,共4页
针对逆向物流依赖于物流网络的合理规划与设计,提出选址问题,通过分析闭合供应链规划设计中的选址定位,建立了相应的数学模型。模型中正向物流和逆向物流共享运输网络,把需求量作为随机变量处理,以供应链的总运营成本作为优化目标,为解... 针对逆向物流依赖于物流网络的合理规划与设计,提出选址问题,通过分析闭合供应链规划设计中的选址定位,建立了相应的数学模型。模型中正向物流和逆向物流共享运输网络,把需求量作为随机变量处理,以供应链的总运营成本作为优化目标,为解决闭合供应链选址这个NP难题,提出了一种基于进化策略的变邻域搜索算法。通过设计基于多个算例的仿真试验表明:所建立数学模型和所提出算法是有效的。 展开更多
关键词 闭合供应链 选址问题 邻域搜索算法
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求解拆卸线平衡问题的一种变邻域搜索算法 被引量:5
15
作者 苏亚军 张则强 胡扬 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2016年第10期19-25,共7页
针对拆卸线平衡问题特点,建立以最小化工作站数、平滑指数、危害指数和需求指数为优化目标的多目标数学模型,进而提出一种改进的变邻域搜索算法求解该问题。所提算法采用了一种启发式方法产生初始解,并构造了3种邻域结构,扩大算法搜索... 针对拆卸线平衡问题特点,建立以最小化工作站数、平滑指数、危害指数和需求指数为优化目标的多目标数学模型,进而提出一种改进的变邻域搜索算法求解该问题。所提算法采用了一种启发式方法产生初始解,并构造了3种邻域结构,扩大算法搜索范围。采用初始解集进行局部搜索,搜索过程使用一步改进策略,并引入禁忌表方法,提高算法全局寻优能力。通过对大量不同规模测试问题进行算法实验,并与现有方法对比,结果表明,所提变邻域搜索算法在求解效率与求解质量上具有优越性。 展开更多
关键词 拆卸线平衡问题 邻域搜索算法 多目标优化 局部搜索
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开放式带时间窗车辆路径问题及变邻域搜索算法 被引量:12
16
作者 陈久梅 李英娟 +2 位作者 胡婷 但斌 李俊 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2021年第10期3014-3025,共12页
针对配送服务中开放式带时间窗车辆路径问题,构建了最小化车辆行驶成本的集分割模型,并提出变邻域搜索算法进行求解。该算法包括抖动和邻域搜索两个阶段,其中,抖动阶段通过当前解与种群历史最优、与个体历史最优之间的路径重连来实现,... 针对配送服务中开放式带时间窗车辆路径问题,构建了最小化车辆行驶成本的集分割模型,并提出变邻域搜索算法进行求解。该算法包括抖动和邻域搜索两个阶段,其中,抖动阶段通过当前解与种群历史最优、与个体历史最优之间的路径重连来实现,邻域搜索阶段通过同一条路径内以及不同路径间的交换、插入、2-opt三个操作算子来实现。通过与已有文献进行对比,结果表明该算法在求解开放式带时间窗车辆路径问题时,能得到更高质量的解,而且算法的收敛性和稳定性均较好。由此验证了该算法的可行性和有效性。 展开更多
关键词 开放式车辆路径问题 带时间窗车辆路径问题 邻域搜索算法 配送
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求解UCARPP问题的变邻域搜索算法 被引量:3
17
作者 金倩倩 林丹 《计算机工程》 CAS CSCD 2012年第21期290-292,F0003,共4页
针对无向网络中带有收益值有容限的弧路径问题,提出一种变邻域搜索算法。生成需求边的有序列,以相同概率初始化每条边的方向,采用分割算法构造初始解,运用6种邻域结构进行广域搜索,使用局部搜索算法改进解,利用旋轮法选择邻域结构。实... 针对无向网络中带有收益值有容限的弧路径问题,提出一种变邻域搜索算法。生成需求边的有序列,以相同概率初始化每条边的方向,采用分割算法构造初始解,运用6种邻域结构进行广域搜索,使用局部搜索算法改进解,利用旋轮法选择邻域结构。实验结果表明,该算法能提高效率,避免早期陷入局部最优,稳定性较好。 展开更多
关键词 带有收益有容量限制的弧路径问题 邻域搜索算法 局部搜索 分割算法 邻域结构 旋轮法
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混合变邻域搜索算法求解大规模电动车辆路径优化问题 被引量:15
18
作者 王伟权 丁鼎 曹淑艳 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期910-919,共10页
基于真实的物流场景,研究了带时间窗的多车型和多循环电动车辆路径问题。建立了一个基于路径的混合整数线性规划模型,可精确求解小规模算例。提出了将变邻域搜索算法和标签算法相结合的混合启发式算法,用以求解大规模情形。该算法提出... 基于真实的物流场景,研究了带时间窗的多车型和多循环电动车辆路径问题。建立了一个基于路径的混合整数线性规划模型,可精确求解小规模算例。提出了将变邻域搜索算法和标签算法相结合的混合启发式算法,用以求解大规模情形。该算法提出了一种带随机因子的启发式算法构造初始解,并对时间窗和里程约束进行了松弛,使用邻域算子进行变邻域搜索,使用标签算法精确求解了固定商户配送顺序下的路径最优充电决策问题。测试结果表明:混合变邻域搜索算法可在极短时间内找到最优解,能大幅度降低物流成本。 展开更多
关键词 多车型 多循环 电动车辆路径优化问题 邻域搜索算法 标签算法
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双机流水车间外包与调度联合优化问题的混合变邻域搜索算法 被引量:6
19
作者 刘乐 朱洪利 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2019年第5期1202-1222,共21页
针对最小化内部完工期与总外包费用的双机流水车间外包与调度联合优化问题,开发了一种混合变邻域搜索算法。在该算法中,采用工件剔除型启发式方法产生初始联合决策解;基于3种新型邻域结构提出了最佳改进式局部搜索规程;引入概率式准则... 针对最小化内部完工期与总外包费用的双机流水车间外包与调度联合优化问题,开发了一种混合变邻域搜索算法。在该算法中,采用工件剔除型启发式方法产生初始联合决策解;基于3种新型邻域结构提出了最佳改进式局部搜索规程;引入概率式准则来决定下轮迭代的目标搜索邻域。通过算法校准实验分析,探索出合适的邻域变更次序和温度参数的计算方式。通过与CPLEX软件、隐枚举测试程序对比显示,对于工件数不超过30的算例,校准后所提算法求得最优解的耗用时间更少。通过与遗传算法、模拟退火算法、和声搜索3种对比算法在工件数不少于100的算例上进行对比发现,所提算法经校准后,在求解质量和解的鲁棒性上均具有显著优势。 展开更多
关键词 调度 双机流水车间 外包 混合邻域搜索算法
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一种并行多目标遗传邻域搜索算法 被引量:1
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作者 顾雷 席裕庚 《控制工程》 CSCD 北大核心 2009年第6期738-742,共5页
现有的多目标遗传算法在解决大规模多目标生产调度问题时虽然有效,但往往非常耗时,难以应用于实际。为了提高求解效率,提出了一种并行多目标遗传邻域搜索算法来求解Pareto边界。该算法将多目标遗传算法的进化方向划分为若干范围,然后同... 现有的多目标遗传算法在解决大规模多目标生产调度问题时虽然有效,但往往非常耗时,难以应用于实际。为了提高求解效率,提出了一种并行多目标遗传邻域搜索算法来求解Pareto边界。该算法将多目标遗传算法的进化方向划分为若干范围,然后同时对每个进化方向的范围使用多目标遗传邻域搜索算法,并行地搜索各方向范围内的Pareto边界;在各进化方向范围内进化的子种群会定期交流各自进化成果。多目标遗传邻域搜索算法的并行化在不增加求解时间的前提下,提高了求解精度,加快了算法的收敛速度。仿真实验结果验证了算法的可行性与有效性。 展开更多
关键词 多目标调度 划分进化方向 多种群并行 遗传邻域搜索算法
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