【摘 要】
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开放车间广泛存在于检测、服务等行业中,开放车间调度问题是生产调度的重要分支。本文研究了基本开放车间调度问题、考虑运输时间的开放车间调度问题以及考虑运输时间的分布式开放车间调度问题。以鲸鱼群算法为求解框架,针对各问题的特点,提出了相应的改进算法进行求解。针对基本开放车间调度问题,以生产周期最短为目标,建立混合整数线性规划模型以及析取图模型,并提出一种多种群离散鲸鱼群算法。该算法基于移动策略,设计了一
【基金项目】
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国家杰出青年科学基金项目“车间调度的理论与方法”,项目编号:51825502； 国家科技创新 2030—“新一代人工智能”重大项目课题“复杂制造人机物的虚实融合与自适应生产调度”,项目编号:2018AAA0101704； 国家自然科学基金项目“数据-模型混合驱动的车间动态调度理论与方法”,项目号为 51775216；
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开放车间广泛存在于检测、服务等行业中,开放车间调度问题是生产调度的重要分支。本文研究了基本开放车间调度问题、考虑运输时间的开放车间调度问题以及考虑运输时间的分布式开放车间调度问题。以鲸鱼群算法为求解框架,针对各问题的特点,提出了相应的改进算法进行求解。针对基本开放车间调度问题,以生产周期最短为目标,建立混合整数线性规划模型以及析取图模型,并提出一种多种群离散鲸鱼群算法。该算法基于移动策略,设计了一种改进莱温斯坦距离计算方式;结合不同种群的搜索优势,采用多种群并行协同搜索策略;基于两种邻域结构,在局部搜索中嵌入禁忌操作,加快算法收敛速度。最后,采用标准算例及工程实例进行对比测试,验证了多种群鲸鱼群算法的有效性。针对考虑运输时间的开放车间调度问题,建立了该问题的数学模型。结合问题特点,考虑运输时间对完工时间的影响,设计了对应的初始化规则——最小延迟启发规则;进一步改进了邻域结构,使其更加符合问题特点。最后,使用算例进行测试,验证了该算法的有效性。针对考虑运输时间的分布式开放车间调度问题,建立了该问题的数学模型,提出了改进多种群鲸鱼群算法。在改进算法中,设计了相应的编码策略;提出了基于载荷差最小的启发式初始化规则;在搜索过程中,采用步进式前进策略,提高搜索最优解的效率;设计了四种邻域结构,并将其嵌入变邻域下降搜索算法框架进行局部搜索。最后,通过算例测试,验证了改进多种群鲸鱼群算法的有效性。最后,总结了本文的研究工作,并展望了未来可继续研究的方向。
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