基于群智能优化的车间调度方法

第1章绪论1

1.1引言1

1.2生产调度问题概述2

1.2.1生产调度问题的定义2

1.2.2生产调度问题的起源和发展2

1.2.3生产调度问题的分类3

1.2.4生产调度问题的描述4

1.2.5生产调度问题的求解方法7

1.3本书内容和章节安排15

第2章基于增强迭代贪婪算法的单机调度18

2.1引言18

2.2最小化总加权滞后的单机调度问题20

2.3求解单机调度问题的增强迭代贪婪算法20

2.3.1基本迭代贪婪算法20

2.3.2针对单机总加权滞后调度的增强迭代贪婪算法设计22

2.4用于交换移动的删除规则和加速方法27

2.5仿真研究30

2.5.1参数设置30

2.5.2EIG算法与其他算法的比较33

2.5.3EIG算法最佳性能测试38

2.6小结42

第3章基于离散差分进化算法的并行机调度43

3.1引言43

3.2最小化总滞后的并行机调度问题44

3.3求解并行机调度问题的混合离散差分进化算法45

3.3.1标准差分进化算法45

3.3.2离散差分进化算法47

3.3.3针对同等并行机调度的混合离散差分进化算法设计49

3.4仿真研究54

3.4.1参数设置54

3.4.2HDDE算法与DDE、CSPSO算法的比较58

3.4.3HDDE算法与BAB算法的比较62

3.5小结63

第4章基于离散差分进化算法的零空闲流水车间调度65

4.1引言65

4.2最小化makespan的零空闲流水车间调度问题67

4.3用于插入邻域的加速方法70

4.4求解零空闲流水车间调度问题的混合离散差分进化算法71

4.5仿真研究74

4.5.1参数设置74

4.5.2加速方法的验证78

4.5.3HDDE算法与IGLS、HDPSO、DDELS、HDDE算法的比较80

4.6小结85

第5章基于群搜索优化算法的带阻塞流水车间调度问题研究86

5.1引言86

5.2最小化总流水时间的带阻塞流水车间调度问题87

5.3基本群搜索优化算法90

5.4求解带阻塞流水车间调度问题的离散群搜索优化算法93

5.4.1问题编码及初始化93

5.4.2发现者94

5.4.3追随者95

5.4.4游荡者96

5.4.5算法流程96

5.4.6算法复杂度分析97

5.5仿真研究97

5.5.1仿真环境与对象97

5.5.2算法参数讨论97

5.5.3算法性能测试100

5.6小结105

第6章基于和声搜索算法的中间存储有限流水车间调度问题研究106

6.1引言106

6.2最小化总流水时间的中间存储有限流水车间调度问题108

6.3基本和声搜索算法110

6.4求解中间存储有限流水车间调度问题的混合离散和声搜索算法114

6.4.1和声个体的编码与初始化114

6.4.2新和声个体的构造114

6.4.3和声记忆库的更新方法115

6.4.4差分进化策略116

6.4.5局部搜索116

6.4.6算法流程117

6.4.7算法复杂度分析117

6.5仿真研究117

6.5.1仿真环境与对象117

6.5.2算法参数讨论118

6.5.3算法仿真测试121

6.5.4HDHS算法与其他算法在不同中间存储大小下的比较122

6.6小结129

第7章基于人工蜂群算法的混合流水车间调度问题研究130

7.1引言130

7.2混合流水车间调度问题132

7.2.1问题的描述132

7.2.2问题的数学模型132

7.3基本人工蜂群算法135

7.4求解混合流水车间调度问题的改进离散人工蜂群算法137

7.4.1个体的编码与初始化137

7.4.2引领蜂138

7.4.3跟随蜂138

7.4.4侦察蜂139

7.4.5算法流程139

7.4.6算法复杂度分析140

7.5仿真研究141

7.5.1仿真环境与对象141

7.5.2算法参数讨论141

7.5.3算法仿真测试143

7.5.4各算法求解Carlier和Neron算例的结果比较144

7.5.5各算法求解Liao算例的结果比较149

7.6小结152

第8章机器故障情况下的混合流水车间调度问题研究153

8.1引言153

8.2机器故障情况下的混合流水车间调度问题154

8.2.1问题的描述154

8.2.2针对机器故障的解决方法155

8.3求解带机器故障的混合流水车间调度问题的改进离散群搜索优化算法160

8.3.1问题编码及种群初始化160

8.3.2改进的群搜索优化操作160

8.3.3算法流程162

8.4仿真研究163

8.4.1仿真环境与对象163

8.4.2算法参数讨论163

8.4.3IDGSO算法与PSO、RKGA、IA算法的比较165

8.4.4带机器故障与无故障的混合流水车间调度问题仿真实验167

8.5小结168

参考文献169

车间调度是当前国内外研究的热点领域之一，其常见求解方法包括启发式规则、分支定界以及近年来热门的各种群智能算法等。本书主要阐述车间调度中的单机、并行机、流水车间、混合流水车间问题模型及其常见求解方法，并阐述了迭代贪婪、差分进化、群搜索、和声搜索、人工蜂群算法等群智能算法的基本原理，重点阐述上述算法在车间调度中的应用，包括基于迭代贪婪算法的单机调度、基于离散差分进化算法的并行机调度和零空闲流水车间调度、基于群搜索算法的阻塞流水车间调度、基于和声搜索算法的中间存储有限流水车间调度、基于人工蜂群算法的混合流水车间调度以及群搜索算法在机器故障情况下的混合流水车间调度问题中的应用。本书主要面向自动化、工业工程、机械工程、计算机科学与技术、管理科学与工程等学科的教师、学生、研究和开发人员。

1.本书给出单机、并行机、流水车间、混合流水车间调度问题模型，综述各车间调度问题的新研究进展。
2.本书介绍迭代贪婪、差分进化、群搜索、和声搜索、人工蜂群算法等新型智能优化算法的基本原理、流程和调度应用现状。
3.本书对各车间调度问题和算法进行大量仿真计算实验，结合统计分析方法验证所采用算法的效果。
4.本书详细阐述所采用算法的分析、设计和实践过程，方便读者实际操作。