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零空闲流水线调度问题是一种典型的调度问题,它具有广泛的工程应用背景。和声搜索是最近出现的一种智能优化算法。与传统进化算法相比,具有结构简单、容易实现、数学理论要求低等优点。目前已引起学术界和工程界的关注。本文研究基于和声搜索算法的零空闲流水线调度问题,主要内容如下: 1、零空闲流水线调度问题建模 研究了零空闲流水线调度问题的数学模型、整数规划模型和有向图模型;结合零空闲流水线调度问题自身结构特性,提出了求解最大完工时间、总流经时间、最大拖后时间等性能指标的计算模型,并总结了各计算模型之间的联系。进而,提出了求解以上性能指标的快速邻域搜索算法。 2、启发式方法 针对以最大完工时间为性能指标的零空闲流水车间调度问题,简要讨论了 SGM启发式算法、NEH启发式算法、KK启发式算法、IGA_BM启发式算法、RVF启发式算法。在此基础上,提出了4种改进启发式方法,即IsSGM、IiSGM、IsKK和IiKK启发式方法。 3、和声搜索算法改进 为将和声搜索算法应用到组合优化问题上,从编码方式、参数调整、产生新解、和声记忆库更新等多方面进行优化和改进,提出六种针对零空闲流水线调度的和声搜索调度算法,并通过仿真验证其可行性和有效性。结合快速邻域搜索算法、模拟退火算法、混沌搜索算法等提出三种混合和声搜索算法,并通过仿真验证其可行性和高效性。 4、基于和声搜索算法的多目标零空闲流水线调度问题研究 首先用改进的和声搜索算法求解基于 Pareto解集的双目标零空闲流水线调度问题,并与快速邻域搜索算法结合,根据搜索区域不同提出三种混合调度算法。其次,基于线性权重目标函数法,提出多目标零空闲流水线调度的改进和声搜索算法,仿真结果表明了该算法的可行性和高效性。 本论文得到国家自然科学基金项目:复杂生产过程基于新型离散群优化的混合智能调度理论与方法(60874075)和基于学习机制的群智能调度理论与方法研究(70871065)的支持。