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基于混合遗传算法的车间调度研究

2015-03-02冯世扣

机电工程 2015年10期

冯世扣,鲍 敏 ,张 伟

(浙江理工大学机械与自动控制学院,浙江杭州310018)

0 引 言

生产车间调度是离散制造系统中关键的一个环节,车间调度通过合理分配现有的资源、安排零件加工次序和加工时间,能够有效的提高生产效率,对车间调度进行研究具有深远的意义[1-2]。生产车间调度问题种类繁多,本研究主要针对单件作业车间调度问题(job shop problem,JSP)。在用遗传算法求解JSP 问题时,初期种群之间差异非常大,很容易造成整个种群过早收敛,算法后期种群趋于一致,个体之间优势不明显,导致种群进化停滞不前[3-5]。为了使调度方案更实用高效,遗传算法得到不断改进和发展。Parviz Fatah[6]在求解过程中建立一个数学性规划模型,用启发式遗传算法结合模拟退火算法求解;张超勇[7]设计了一个种基于工序和机器编码的改进遗传算法,具有更好的遗传特性;王万良等[8]提出了改进自适应遗传算法,改进自适应遗传算法提高了获得最优解的速度;Victor 等[9]改进了混合遗传算法的交叉操作,并将改进的算法应用与车间调度问题中。

本研究针对遗传算法搜索效率低,易于过早收敛等缺点,提出一种新的混合遗传算法。这种算法核心在于:在每一代遗传进化过程中,引入退火思想,在迭代初期退火算法具有很高温度,此时算法有很强的概率突跳性,有利于打破过早收敛问题;引入自适应交叉和变异概率,能使算法在优化过程中自动改变交叉和变异概率,避免盲目交叉,从而提高搜索效率;设计新型的交叉和变异算子,以避免交叉后产生不可行解,相对于传统的算子新算子能够使种群更加的多样化,从而提高找到最优解的概率。……

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