基于遗传算法的作业车间调度问题研究

基于遗传算法的作业车间调度问题研究

论文摘要

随着全球经济一体化和知识经济的到来,企业间的竞争日趋激烈,多工序、小批量的生产任务也成了生产厂家抢占市场的重点。为了增强企业核心竞争力,厂家必须改善内部生产管理,合理安排工序和利用资源,减少工期,降低生产成本。因此,车间(生产)调度问题越来越受到人们的关注。作业车间调度问题是许多实际生产调度问题的简化模型,是一个典型的NP-hard问题,近年来,各种智能计算方法逐渐被引入到调度问题中,如遗传算法、模拟退火算法、启发式算法等。遗传算法(Genetic Algorithm,GA)是应用最广泛的优化计算方法中之一,适用于全局搜索等参数优化计算领域,也适用于车间作业调度问题。它作为一种非确定性的拟生态随机优化算法得到了广泛的应用。由于其具有不依赖于问题模型的特性、全局最优性、随机转移性和非确定性、隐含并行性等特点,因此遗传算法更适合复杂问题的优化,比其他优化技术相比存在显著的优势,正越来越激起人们的广泛研究与应用。本文应用遗传算法求解复杂的车间调度问题。首先论述了车间调度问题的重要性及其研究现状、方法,介绍了遗传算法的理论基础,基于遗传算法的作业车间调度问题等。其次,针对遗传算法容易出现早熟收敛的问题,提出一个评判遗传算法早熟程度的指标,同时结合模拟退火算法提出一种改进的自适应遗传算法,并将其运用于作业车间调度问题的求解。最后,对基于单亲DNA遗传算法进行了研究。单亲遗传算法取消了传统遗传算法的交叉算子,采取单亲繁殖方式,不要求初始群体具有多样性,不存在“早熟”收敛问题,计算效率高,因此非常适合于求解作业车间调度问题。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  • 1.1 车间调度问题概述
  • 1.2 车间调度问题的研究历史和现状
  • 1.3 车间调度问题的优化方法
  • 1.4 作业车间调度的发展趋势
  • 1.5 本文研究的重要意义
  • 1.6 本文研究的主要内容
  • 第二章 遗传算法理论基础
  • 2.1 遗传算法的发展与现状
  • 2.2 遗传算法的特点及基本概念
  • 2.3 遗传算法的基本流程
  • 2.4 遗传算法的操作设计
  • 2.5 遗传算法控制参数设定
  • 2.6 本章小结
  • 第三章 基于遗传算法的作业车间调度
  • 3.1 作业车间调度问题的描述及其计算性
  • 3.2 作业车间调度的遗传算法编码/解码
  • 3.3 作业车间调度的遗传算法交叉与变异操作设计
  • 3.4 本章小结
  • 第四章 防早熟的自适应遗传算法设计
  • 4.1 自适应遗传算法
  • 4.2 防早熟的自适应遗传算法
  • 4.3 防早熟的自适应算法操作及流程
  • 4.4 实例验证
  • 4.5 本章小结
  • 第五章 基于单亲遗传(DNA)进化算法的作业车间调度
  • 5.1 单亲遗传(DNA)进化算法的机理及基本定义
  • 5.2 单亲遗传算法的操作算子
  • 5.3 基于单亲遗传算法的作业车间调度
  • 5.4 算法实例验证
  • 5.5 本章小结
  • 第六章 结论与展望
  • 6.1 结论
  • 6.2 展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 相关论文文献

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