一种基于多种群协同进化的柔性作业车间调度方法

摘要

本发明提供了一种基于多种群协同进化的柔性作业车间调度方法，它属于车间调度领域，主要克服基于遗传算法的柔性作业车间调度方法性能得不到充分发挥的不足。其主要步骤包括：(1)参数设置；(2)按照设定的编码方式初始化种群；(3)按照设定的方法计算各个种群中每个染色体的适应度值，并记录最佳适应度值及其各组成染色体；(4)多种群协同进化：对各子种群中的染色体进行交叉和变异的进化操作，并对新染色体进行评价；(5)判断方法终止准则是否达到，若满足，则方法结束，输出最佳适应度值及其各组成染色体；否则跳转到步骤4。本发明可以获得高质量的适合车间实际生产的调度方案，缩短生产时间，可用于车间生产过程的调度管理与优化。

主权项

一种基于多种群协同进化的柔性作业车间调度方法，用于获得适合车间实际生产的调度方案，实现车间生产过程的调度管理与优化，该方法具体包括如下步骤：(1)假设工件个数为N，则设置N+1个种群，其中包括N个机器选择子问题的种群和1个工序排序子问题的种群；(2)根据各种群的编码方式，随机初始化上述N+1个种群；(3)评价上述经初始化后的种群，并令迭代次数Gen＝1；计算经初始化后的各个种群中每个染色体的适应度值，即针对每个种群的每个染色体，从N个合作种群的每一个中都随机选择一个染色体，这N+1个染色体组成一个完整解，计算该完整解的适应度，以作为当前染色体的适应度值；进而，获得种群中染色体的最佳适应度值fbest及其对应的组成完整解的染色体组；(4)设种群编号为q，初始化q＝1，对上述N+1个种群进行多种群协同进化，具体过程为：(4.1)基于锦标赛选择算子在种群q中选择两个染色体作为父代执行交叉操作，生成两个子代染色体；其中；(4.2)计算上述父代和子代染色体的适应度值，其中父代和子代染色体具有相同的合作染色体，从这四个染色体中选择两个适应度值较优的染色体进入下一代种群中；(4.3)在种群q中随机选择一个父代染色体执行变异操作，生成一个子代，用该子代取代该父代进入下一代种群中；(4.4)计算种群q的染色体适应度值针对种群q的每个染色体，从该种群q的N个合作种群的每一个中都随机选择一个染色体，与种群q的该染色体组成一个完整解，计算该完整解的适应度，以作为当前染色体的适应度值；进而，从种群q的多个染色体获得的多个适应度中选择最佳的适应度值以更新所述最佳适应度值fbest，同时更新该适应度值所对应的组成完整解的染色体组；(4.5)令q＝q+1，若q≤N+1，则跳转到步骤(4.1)进行下一代种群的处理，否则进入步骤(5)；(5)判断迭代次数Gen是否达到规定的阈值maxGen，若是，则算法结束，输出最后得到的最佳适应度值fbest及其对应的组成完整解的染色体组，否则令Gen＝Gen+1，并跳转到步骤(4)继续处理。