多目标分批排序及其相关课题

来源 :郑州大学 | 被引量 : 3次 | 上传用户:cnyy20
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
在过去的50年中,机器排序问题已成为组合最优化中最活跃的研究课题之一.然而,在大多数经典的排序文献中,只考虑机器一次至多加工一个工件,且目标函数只有一个.随着时间的推移,分批排序和多目标排序已蓬勃发展起来.可是将两者(分批排序和多目标排序)结合起来的研究尚不多见.由于电子加工业及其它产业的高速发展,以及决策者的不同利益需求,将分批排序与多目标排序结合起来考虑,应该提到议事日程上.   设n个无关的工件J1,J2,...,Jn,它们将在一台分批处理机上加工.工件Jj的加工时间、工期、期限和权分别为pj、dj、dj和wj(j=1,…,n).以Sj和Gj分别表示工件Jj的开始加工时间和完工时间.给定一个序σ,Lj(σ)=Cj(σ)-dj与Lmax(σ)=maxnj=Lj(σ)分别表示工件Jj的延迟与序σ的最大延迟.Tj=max{0,Lj}为工件Jj的延误,Uj为它的单位惩罚因子.本论文主要考虑分批处理机上同时最小化双目标排序问题.所谓的分批处理机是指机器可同时加工多个工件,放在一起加工的工件集称为一批,同一批中的工件具有相同的开工时间和完工时间.根据批的加工时间的不同定义,分批处理机又分为平行分批处理机和序列分批处理机.对前者,一批的加工时间等于这一批中最长工件的加工时间.这一模型是由半导体加工的烘烤、计算机系统及其它领域的操作抽象而来的.对后者,一批的加工时间等于这一批中所有工件的加工时间之和,且在每一批加工开始前,都有一个常数s的安装时间.这一模型起源于现实生活中这样的要求:当一批工件加工完成后,需要一段时间来调换工具、维修机器等.另一方面,两个目标函数可以代表两个决策者的不同利益.这一方向发展的基本动机源于这样的事实:质量评估通常是一个多维概念.并且决策者常常追求多个目标同时最优化一对所有目标函数找出全部的Pareto最优序.称一个可行序σ是关于目标函数f和g的Pareto最优序,是指不存在可行序π,使得,(π)≤f(σ),g(π)≤g(σ),且其中这两个不等式至少有一个严格成立.   本学位论文的主要研究成果如下:   1.单机平行分批的双目标排序   前人分别对双目标及平行分批两方面已得到一些结果.例如,证明了同时最小化最大延迟和最大费用函数的单机排序问题可在O(n3logn)时间内解决.在平行分批处理机上,当机器容量无界时,最小化最大延迟问题已有O(n2)时间的动态规划算法.而我们考虑两方面的结合,即同时最小化最大延迟和最大完工时间的平行分批排序问题,并给出一个O(n3)时间的多项式时间算法,可以求出全部Pareto最优解.对多目标优化问题而言,求出全部Pareto最优解是最完整的解答.另外,当机器容量有界,且工件的加工时间为常数时,以总延误为主指标,次指标分别是误工工件数、加权误工工件数和加权总完工时间的分层最小化问题已有O(n3)时间算法.我们统一地给出O(nlogn)时间算法,改进了上述时间界.   2.单机序列分批的双目标捧序   对于序列分批的单目标排序问题,当机器容量无界时,最小化最大延迟问题已有O(n2)时间的算法;最小化加权总完工时间也已有了O(n)时间的算法.对于双目标问题,没有已知结果.我们在O(n2)时间内解决了同时最小化最大延迟和最大完工时间问题.此外,对同时最小化最大完工时间和总完工时间问题,在机器容量无界或有界的情形下,我们分别给出O(m2)时间算法.以上算法均可求出全部Pareto最优解,获得完全的解答.   3.单机双目标排序   已知最小化具有截止时间的误工工件数问题是NP-困难的.对如下特殊情形的误工工件数问题,文献中已有O(n2)时间的后向算法.(ⅰ)如果di≤dj,那么di≤dj与pi≤pj;(ⅱ)如果pi≥pj,那么di-dj≤pi-pj.为建立统一的理论,我们提出了一种对偶算法一前向的贪婪算法,对情形(ⅰ),它有更好的时间界O(nlogn).对情形(ⅱ),得到相同的时间界,但方法有不同特点.并且我们还研究了工件加工时间相等的情形,也找到了O(nlogn)时间算法.   因为不同的决策者对同一个工件的工期要求可能不同(它们分别代表各自的期望利益),所以可设每一个工件Jj具有两个工期d(1)j和d(2)j(1≤j≤n).这样,对一个给定的序σ,就诱导了两个目标函数最大延迟L(1)max与L(2)max.我们证明同时最小化关于两个工期集合的最大延迟问题可在O(n3logn)时间内解决,求出全部Pareto最优解,且时间界是紧的.
其他文献
学位
1965年L.A.Zadeh发表的开创性论文“模糊集合”(Fuzzy Sets)从而开创了一门新的数学分支——模糊数学,形成了模糊理论体系,这套理论是用符号方法来表示模糊概念和模糊对象,是目前在
非线性共轭梯度法是求解大规模无约束优化问题的一类重要方法。DAI-LIAO型方法和WEI-YAO-LIU型方法是两类非常有效的非线性共轭梯度法。本文从方法的充分下降性、全局收敛性
在小学教育阶段,英语学习更为重要,小学生处于启蒙阶段,这一时期不仅为学生今后的学习打好基础,而且对于培养学生的语言表达能力具有重要作用.但是农村教学资源有限,英语教学
多目标规划问题是数值优化问题的推广,它的研宄成果均适用于数值优化。多目标规划是应用数学和决策科学的交叉学科,它的理论涉及到凸分析、非光滑分析、非线性分析和变分分析等
为综合治理谷田杂草,探索谷田阔叶杂草对谷子的竞争规律。采用田间小区试验和非线性回归分析的方法,对主要的杂草竞争经验模型进行模拟和比较。结果表明,谷子产量损失率与阔
随着计算机技术和计算方法的快速发展,人们已发展了许多计算确定性问题的高效数值方法。然而,在很多情形下,方程中的一些参数(如扩散项、边界条件以及求解区域等)带有不确定性。
本学位论文主要论述具有“抑制-抑制”连接双耦合振子系统的同步动力学性态,绝对同步性,平衡点的存在性,稳定性和分岔(包括余维1分岔和余维2分岔)。同步动力学已经应用于通信、
为了研究紫花苜蓿干草田间调制过程中养分的变化规律,试验采用压扁和未压二种处理,在田间自然干燥条件下,分别在刈割后和含水量为50%、40%、30%、20%时进行取样分析。结果表
在分析煤矿带式输送系统控制要求的基础上,提出采用高压变频器的自动控制方案。该方案可以完成带式输送机控制系统的软启动,操作者可根据煤仓煤量的多少来调节变频器输出频率