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萤火虫算法在阻塞流水线调度问题中的应用研究

郭丽萍  
【摘要】:现阶段,我国经济已经进入了一个高速发展的时期,各个行业都在努力和国际接轨。经济发展在给我们带来机遇的同时,也让我们面临了前所未有的挑战。21世纪是一个信息高速发展的时代,制造业作为我国的传统支柱产业,由于受到世界宏观经济变化的影响,正面临前所未有的改革和突破。以传统制造业为主要经济收入的企业如果想得到更好的发展,就必须改变经营模式,把更多的信息化产品加入到生产过程中。不断提高生产效率,降低生产成本。只有这样,企业才能在全球经济大战中永葆竞争力。 阻塞流水线调度问题是流水线调度问题的一个重要分支,该问题具有非常重要的理论意义和应用价值。为了提高对阻塞流水线调度问题的求解性能,本文将萤火虫算法应用于阻塞流水线调度问题。 为了将萤火虫算法应用于离散的调度问题中,本文设计了一种编码转换机制,巧妙地将实数编码方式转换为离散编码方式;同时,本文还提出了一种双重初始化方法,并在初始化过程中引入了NEH启发式算法,为种群提供了较好的搜索域,有利于找到全局最优解;此外,本文还设计了一种个体的位置更新方式,结合莱维飞行,从而扩大搜索域,有效避免算法陷入局部最优;最后,通过引入一种局部搜索算法,以一定概率对个体进行局部搜索,从而对算法的局部搜索能力进行加强。 以Taillard数据集中的部分代表性数据集作为测试实例,本文分别采用粒子群算法、萤火虫算法和改进的萤火虫算法对阻塞流水线调度问题进行求解。通过实验测试,我们发现:萤火虫算法的求解性能要优于标准粒子群算法,改进的萤火虫算法的求解效果要优于标准萤火虫算法。而且,改进的萤火虫算法的求解结果更加稳定,体现出了算法的有效性和健壮性。 本文将萤火虫算法应用在阻塞流水线调度问题中,首先对萤火虫算法进行了多方面改进,旨在提高其求解性能,加强算法求解问题的稳定性。以Taillard数据集中的部分实例进行测试,分别选用三种不同的智能优化算法,通过对实验结果进行比对分析,我们发现,改进后的萤火虫算法在求解阻塞流水线调度问题时,算法的求解结果有较大提高,且求解性能更加稳定。萤火虫算法在求解组合优化问题方面,具有非常大的潜力。


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