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《华南理工大学》 2012年
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基于混合进化算法的若干调度问题研究

汤健超  
【摘要】:调度环节在实践中对生产效率起到了关键的作用,调度问题有很多实践的原型,形式多变,应用价值高,大多数调度问题是经典的NP难问题。考虑到目前我国中小企业的主要结构模式是订单式人工作业系统,其随机性较强、柔性大、资源受限,增加了研究的难度。很多学者对调度问题展开了研究,基于元启发式的方法是目前最广泛使用的方法,而混合优化算法是目前的热点发展方向。 本文的研究在国家自然科学基金和省基金的支持下进行,在分析调度方法研究现状的基础上,对系列调度问题展开了理论分析和算法研究,具体研究内容和成果如下: 1、加工时间随机条件下优先规则失效的风险评估。优先规则在生产实践中经常与其它的方法结合使用,但在随机不确定情况下,对规则失效进行系统理论分析的不多。在实证分析支持下,假设作业时间服从指数分布,对基于作业时间的优先规则的失效率运用概率论的方法,对于两个、三个作业的情况给出了失效率的解析解及敏感性分析;对多个作业的情况用数理统计的方法给出数值解。从而补充了这部分理论研究,有一定的实用价值。 2、基于粒子群和遗传算法的生产调度算法。遗传算法是在生产调度算法中使用最广泛的元启发式算法,但其效果受初始种群的随机性影响较大。本文在初始化阶段结合粒子群算法,利用粒子群算法时空耗费少、操作简便、高效信息共享机制的特点,为遗传算法提供进化的主要方向,减少遗传算法不同次迭代的相对偏差。分析了改进前后的算法时间、空间复杂度。并分别对置换流水车间问题、车间调度问题提出了有针对性的编码,在标准数据库的实验结果验证了其有效性。 3、基于混沌粒子群和遗传算法的柔性车间调度算法。首先,分析一种常用的优先规则Kacem准则的不足,从而提出兼顾机器负荷和工序次序约束的改进的Kacem分派准则,然后结合随机化思想进行初始化。接着,以遗传算法为框架,采用两层的编码机制,同时结合混沌粒子群以增强搜索的全局遍历性,为柔性作业车间调度问题提出了一种混合遗传算法。通过Brandimarte数据库的横向对比说明了该算法的有效性。 4、具有学习效应的人工柔性作业系统的调度问题模型与算法。人工作业系统有着柔性高、随机不确定性强、学习效应显著的特点,其调度问题的研究具有较大的难度,目前国内外研究较少。本文通过分析其与柔性工作车间调度之间的异同之处,构建了具有学习效应的人工作业系统调度模型:以工作小组为单位,缩小问题规模;通过对工序进行分类,拓展学习效应。然后,在柔性车间调度的基础上,通过动态更新加工时间矩阵,提供有效的启发式信息引导寻优,实现具有学习效应的人工柔性作业调度算法。通过Brandimarte数据库的扩展测试,表明算法在不同分类数和学习率下的有效性。 5、基于改进的分散搜索和类电磁机制的资源受限项目调度算法。首先,针对传统分散搜索在维持两层结构过程中出现的问题,提出了对分散搜索参考集更新策略的改进,扩展了分散搜索算法,增强了算法的鲁棒性。然后,针对一些优秀解由于距离约束利用不均衡的缺陷,提出了有效利用次数的概念,并基于该机制均衡地利用优秀解,同时保持解的优秀性和多样性。接着,在分散搜索的交叉操作中,嵌入了类电磁机制算法,通过改进类电磁力的计算,扩大了交叉操作寻优范围,进一步系统搜索解空间。最后,在PSPLIB数据库的实验结果表明该算法对于资源受限项目调度问题的有效性,本算法相比国际当前的优秀元启发式算法是有竞争力的。
【学位授予单位】:华南理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TP18

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈志祥;;学习曲线及在工业生产运作研究中的应用综述[J];中国工程科学;2007年07期
2 张毕西,刘永清;随机型作业计划动态排序方法研究[J];华南理工大学学报(自然科学版);2000年01期
3 张毕西,刘永清;静态非流水型作业排序方法研究[J];华南理工大学学报(自然科学版);1998年12期
4 程明宝;;工件具有指数学习效应的流水作业排序问题[J];暨南大学学报(自然科学版);2008年01期
5 刘胜辉;王丽红;;求解车间作业调度问题的混合遗传算法[J];计算机工程与应用;2008年29期
6 刘强;周育人;;分散搜索算法求解多目标优化问题[J];计算机工程与应用;2008年33期
7 邬文尧;蔡鸿明;姜丽红;;柔性作业车间调度中的组合遗传优化研究[J];计算机工程与应用;2009年22期
8 岳嵚;冯珊;;遗传算法的计算性能的统计分析[J];计算机学报;2009年12期
9 黄敏镁;罗荣桂;袁际军;;具有学习效果的两机流水车间调度启发式算法研究[J];武汉理工大学学报(交通科学与工程版);2007年05期
10 张超勇;饶运清;李培根;邵新宇;;柔性作业车间调度问题的两级遗传算法[J];机械工程学报;2007年04期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 曾齐红;基于遗传算法求解炼钢-连铸浇次排序问题[J];鞍山师范学院学报;2004年06期
2 初红艳;曹全军;费仁元;;基于加工单元的制造车间的生产调度研究[J];北京工业大学学报;2006年08期
3 陈峰;武小悦;;多星测控调度的遗传算法分析[J];北京航空航天大学学报;2010年05期
4 汪红兵;徐安军;姚琳;田乃媛;杜曦;;应用改进遗传算法求解炼钢连铸生产调度问题[J];北京科技大学学报;2010年09期
5 李艳茹;;基于遗传算法的订单拣货实时排序问题研究[J];包装工程;2011年13期
6 林碧;谢明红;;解决Job Shop调度问题的遗传算法的实现[J];重庆工学院学报(自然科学版);2008年06期
7 田志锋;尚宏利;姚威;;自动化集成电镀生产线的生产调度问题[J];重庆理工大学学报(自然科学);2011年06期
8 苑丽红,崔广才;基于遗传算法的柔性车间批量调度研究[J];长春理工大学学报;2005年03期
9 唐义龙;潘炜;李念强;廖一尔;徐明峰;;基于量子遗传算法的无线传感器网络路由研究[J];传感器与微系统;2011年12期
10 胡向阳;张雨;张文二;许明;;基于雕刻机的河工模型断面板加工系统[J];长江科学院院报;2010年09期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刘志雄;;求解置换Flow Shop调度的混合演化策略算法[A];中国自动化学会控制理论专业委员会C卷[C];2011年
2 张启义;常树春;张永利;;改进遗传算法在公路运输装备战场抢修中的应用[A];中国运筹学会第九届学术交流会论文集[C];2008年
3 姚丹;郭放;石金华;;基于混合算法的网络化制造车间调度研究[A];全国先进制造技术高层论坛暨第七届制造业自动化与信息化技术研讨会论文集[C];2008年
4 王向;;遗传算法综述[A];2007年河北省电子学会、河北省计算机学会、河北省自动化学会、河北省人工智能学会、河北省计算机辅助设计研究会、河北省软件行业协会联合学术年会论文集[C];2007年
5 徐新黎;郝平;王万良;;基于多智能体免疫算法的Job-shop调度方法[A];2009中国控制与决策会议论文集(2)[C];2009年
6 王力生;张欣;;基于多核处理器的动态负载平衡并行遗传算法[A];全国第20届计算机技术与应用学术会议(CACIS·2009)暨全国第1届安全关键技术与应用学术会议论文集(上册)[C];2009年
7 朱婧;;求解车间调度问题的改进模拟退火算法[A];第五届(2010)中国管理学年会——商务智能分会场论文集[C];2010年
8 钟江生;;双重资源约束条件下制造系统的调度[A];面向制造业的自动化与信息化技术创新设计的基础技术——2001年中国机械工程学会年会暨第九届全国特种加工学术年会论文集[C];2001年
9 楼润平;薛声家;;信息系统培训成本与咨询成本决策优化——基于S型学习曲线的分析[A];第十二届中国管理科学学术年会论文集[C];2010年
10 丁雪枫;尤建新;;多模式资源受限项目调度问题的混合优化算法研究[A];第十四届中国管理科学学术年会论文集(上册)[C];2012年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张亚娟;适应性企业战略协同机制研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 易平;面向模具行业的制造执行系统研究[D];华中科技大学;2010年
3 张会红;基于XNOR/OR的FPRM极性优化研究[D];华东理工大学;2011年
4 宋福根;基于模型整合的企业经营优化决策与控制研究[D];东华大学;2010年
5 王宏亮;钢铁企业多粒度分型生产计划管理方法研究[D];大连理工大学;2011年
6 王晓娟;多目标柔性作业车间调度方法研究[D];华中科技大学;2011年
7 聂黎;基于基因表达式编程的车间动态调度方法研究[D];华中科技大学;2011年
8 许瑞;基于蚁群优化算法的批调度问题研究[D];中国科学技术大学;2011年
9 杜冰;批处理机调度问题的模型与优化方法研究[D];中国科学技术大学;2011年
10 何小娟;分布估计算法及其在生产调度问题中的应用研究[D];兰州理工大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 肖小城;粒子群算法求解作业车间调度问题的研究[D];郑州大学;2010年
2 陈明;铁路客车配件类产品生产计划与调度问题研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 周聪;高维多目标减少算法的比较与研究[D];湘潭大学;2010年
4 许可;卫星网络中面向任务的资源优化研究[D];沈阳理工大学;2010年
5 马丽丽;基于改进粒子群算法的车间作业调度问题研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
6 王悦;存在批处理设备的复杂产品调度研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
7 兰兰;考虑调整时间的复杂产品综合调度研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
8 秦剑平;模糊Job-Shop调度问题的研究与应用[D];哈尔滨理工大学;2010年
9 郑林;改进的小生境遗传算法在成品油储运调度中的应用研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
10 何江英;多目标模糊项目调度优化方法研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 韩丽敏,黄红选,冯允成;解 Job Shop 问题的一种组合模拟算法[J];北京航空航天大学学报;1998年01期
2 宋健海,刘士新,王梦光,唐立新;钢铁企业产成品发货装船调度的模型与算法[J];东北大学学报;2002年01期
3 叶飞帆;工业工程研究和应用的新动向──第22届国际计算机与工业工程大会述评[J];工业工程与管理;1998年02期
4 席卫东;乔兵;朱剑英;;基于改进遗传算法的柔性作业车间调度[J];哈尔滨工业大学学报;2007年07期
5 王凯;李原;张杰;;航空多项目资源约束下计划优化的改进型粒子群算法[J];航空制造技术;2008年19期
6 张毕西,刘永清;随机型作业计划动态排序方法研究[J];华南理工大学学报(自然科学版);2000年01期
7 张毕西,刘永清;静态非流水型作业排序方法研究[J];华南理工大学学报(自然科学版);1998年12期
8 丁建立,陈增强,袁著祉;遗传算法与蚂蚁算法的融合[J];计算机研究与发展;2003年09期
9 郏宣耀;滕少华;;双种群改进蚁群算法[J];计算机辅助工程;2006年02期
10 郑超,高连生;蚁群算法在资源受限项目调度问题中的应用[J];计算机工程与应用;2005年27期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 ;社会科学与管理科学[J];电子科技文摘;2002年10期
2 王宏刚,张一军;基于多Agent的监控调度系统软件模型[J];太原科技大学学报;2005年03期
3 葛羽嘉;Chang Carl K;;遗传算法在软件项目管理中的应用及研究[J];计算机工程与设计;2006年11期
4 王文鹏;余新宁;;资源约束平行处理机调度的MILP模型[J];微计算机信息;2006年27期
5 高家全;何桂霞;王雨顺;;解家纺企业生产计划问题的并行混合遗传算法[J];系统仿真学报;2007年17期
6 黄金贵;;应用团划分方法改进多处理机任务近似调度[J];计算机工程与应用;2009年04期
7 张长水,阎平凡;解Job-shop调度问题的神经网络方法[J];自动化学报;1995年06期
8 陈华平;黄刘生;陈国良;;并行分布计算中的任务调度模型[J];计算机科学;1999年06期
9 陈培军,曾建潮;应用思维进化计算求解作业车间调度问题[J];计算机集成制造系统-CIMS;2004年10期
10 宋扬,张智海,郑力;蚁群算法求解独立到达时间单机提前/拖期调度问题[J];清华大学学报(自然科学版);2005年11期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 乔非;吴启迪;严隽薇;;基于扩展Petri网的FMS调度结构[A];1998中国控制与决策学术年会论文集[C];1998年
2 李兵;蒋慰孙;;优化调度的一种新方法[A];1995年中国控制会议论文集(下)[C];1995年
3 于达;张钹;陈陈;;基于层次Petri网模型的调度算法[A];1994中国控制与决策学术年会论文集[C];1994年
4 王祎;顾幸生;徐震浩;;基于内分泌激素调节机制的自适应免疫算法的flow shop调度问题[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
5 杨圣祥;汪定伟;;神经网络在优化调度问题上的应用[A];1997中国控制与决策学术年会论文集[C];1997年
6 李建更;涂菶生;马海涛;;单机拖后时间总和问题交付期扰动时最优调度不变范围的一种求法[A];第十九届中国控制会议论文集(一)[C];2000年
7 陈国仁;王秀梅;杨书评;;应用于立体仓库的自动导引车(AGV)的运行优化设计[A];先进制造技术论坛暨第三届制造业自动化与信息化技术交流会论文集[C];2004年
8 廖良才;谭跃进;邓宏钟;;成品油调度优化模型研究[A];管理科学与系统科学研究新进展——第8届全国青年管理科学与系统科学学术会议论文集[C];2005年
9 容芷君;张煜;;港口自动导引小车的优化调度研究[A];2005年十二省区市机械工程学会学术年会论文集(湖北专集)[C];2005年
10 王成尧;汪定伟;;禁忌搜索解单机模糊加工时间下最小拖期和调度问题[A];1999中国控制与决策学术年会论文集[C];1999年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 河南省邮政局公众服务处 雷俊发;改进车辆配置和调度[N];中国邮政报;2003年
2 谢群;水库调度的可持续发展之路[N];中国水利报;2006年
3 张瑛 记者 李及肃;市长王兆华检查全市棚户区拆迁 回迁工作[N];辽源日报;2007年
4 本报评论员 邵颖波;民工潮应该如何调度?[N];21世纪经济报道;2006年
5 学生记者 肖佳平;人生是一个不断学习的过程[N];新清华;2004年
6 阎轶洁;凌晨入住怎么收费[N];太原日报;2007年
7 ;事故教训应以改革诚意弥补[N];21世纪经济报道;2011年
8 ;精品ASON构建智能光传输网[N];网络世界;2006年
9 钱飞鸣;铁路民营需要搭建公平经营平台[N];深圳商报;2006年
10 记者 张扬 实习记者 吕晓旭;“三公”调度监督员赴眉山乐山调研[N];西南电力报;2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 汤健超;基于混合进化算法的若干调度问题研究[D];华南理工大学;2012年
2 孙连坤;网络化控制系统调度与控制协同设计[D];天津大学;2009年
3 杨敬松;数字微流控生物芯片的布局及调度问题研究[D];吉林大学;2008年
4 柳春锋;工程项目中技能型员工调度问题研究[D];合肥工业大学;2011年
5 展勇;柔性开放车间调度算法研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
6 刘志雄;调度问题中的粒子群优化方法及其应用研究[D];武汉理工大学;2005年
7 杜冰;批处理机调度问题的模型与优化方法研究[D];中国科学技术大学;2011年
8 龚卫国;筹集、储备、调度和投送:应对灾害事件的赈灾物资物流管理[D];中南大学;2010年
9 邓冠龙;基于元启发式算法的调度问题若干研究[D];华东理工大学;2012年
10 刘小平;分布估计算法及其在智能调度中的应用研究[D];合肥工业大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 朱红;用DNA算法求解车间调度问题的研究[D];哈尔滨理工大学;2003年
2 屈艺;网络控制系统的调度研究与仿真[D];南京理工大学;2007年
3 王厂;基于Google Map ApI的邮政运输调度系统的分析与设计[D];山东大学;2010年
4 杨新玲;基于时间D-子集任务排序与调度问题研究[D];沈阳大学;2010年
5 刘韬;基于OOTPN的自动化立体仓库出入库调度问题的研究[D];西安理工大学;2005年
6 张茸擎;网络控制系统的时延与调度算法研究[D];上海交通大学;2007年
7 杨琳琳;网络控制系统的调度方法研究[D];兰州理工大学;2007年
8 吴爽;共享性Flow shop调度算法设计及应用研究[D];四川大学;2007年
9 董玉倩;制造执行系统关键技术研究及在纺织企业的应用[D];天津工业大学;2008年
10 王雪;基于异步智能算法的生产调度问题的研究[D];华东理工大学;2012年
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