1.一种基于改进混合遗传算法的作业车间调度方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1、建立作业车间调度模型;
步骤2、确定调度的约束条件;
步骤3、初始化种群以及设置参数;
步骤4、计算适应度值;
步骤5、个体进行轮盘赌选择法;
步骤6、个体进行IPOX交叉,交叉概率采用自适应公式进行调整;
步骤7、个体进行随机变异,变异概率采用自适应公式进行调整;
步骤8、个体进行模拟退火操作;
步骤9、个体进行10%的精英保留策略;
步骤10、判断算法是否达到最大迭代次数,如果是则算法结束;如果未达到最大迭代次数,则跳转到步骤4。
2.根据权利要求1所述的一种基于改进混合遗传算法的作业车间调度方法,其特征在于:步骤5中,个体进行轮盘赌选择法,具体包含如下步骤:步骤5.1:根据已经计算出的各个个体的适应度f(1),f(2),...,f(N),N为种群数量,然后将所有的适应度进行累加得到 然后计算每个染色体在 中的占比p(v)和累计概率q(v),计算公式如下:步骤5.2、产生一个随机数θ∈(0,1),如果θ≤q(1),则选择第一个个体,否则的话,如果q(v‑1)≤θ≤q(v),则选择第v个个体,将这个步骤循环N次,得到所需规模的种群即可。
3.根据权利要求1所述的一种基于改进混合遗传算法的作业车间调度方法,其特征在于:步骤6中,个体进行IPOX交叉,交叉概率采用自适应公式进行调整,具体包含如下步骤:步骤6.1、随机选择两个染色体P1和P2作为父代;
步骤6.2、将工件集{1,2,3,...,n}随机划分为两个非空子集合J1和J2;
步骤6.3、复制父代染色体P1中包含在中的元素到J1中的元素到C1中,并保留原来的顺序;复制父代染色体P2中包含在J1中的元素到C2中,并保留原来的顺序;
步骤6.4、复制父代染色体P1中包含在J2中的元素到C2中,并保留他们的顺序;复制父代染色体P2中包含在J2中的元素到C1中,并保留他们的顺序。
4.根据权利要求1所述的一种基于改进混合遗传算法的作业车间调度方法,其特征在于:步骤7中个体进行随机变异,变异概率采用自适应公式进行调整,具体包含如下步骤:步骤7.1、随机选择一个染色体H;
步骤7.2、然后随机选择两个位置,将位置上的基因互换,得到新的染色体H'。
5.根据权利要求1所述的一种基于改进混合遗传算法的作业车间调度方法,其特征在于:步骤8中,个体进行模拟退火操作,具体包含如下步骤:步骤8.1、从经变异操作生成的种群中挑选适应度最高的个体作为初始解v,令当前状态S=v;
步骤8.2、设置S为当前状态,循环计数器d=1,种群计数器O=1,Markov链长L;
步骤8.3、从种群中随机选择一个个体,与状态S进行SWAP操作,产生新状态S'=v',计算增量dE=f(v')‑f(v);
步骤8.4、如果dE<0,则接受S'作为当前状态;如果dE>0,则以概率exp(‑dE/TK)接受S'作为当前解;
步骤8.5、对当前状态S'进行局部基因段倒序操作得到新状态S”=v”,计算其适应度。
如果f(v”)>f(v'),则接受S”作为当前状态,令S=S”;否则,保持S'作为当前状态,令S=S'。保存当前状态,d=d+1,转步骤3;
步骤8.6、判断d>L是否为真,若是,终止内循环;
步骤8.7、对内循环生成的L个个体进行适应度排序,选择其中最高的个体进入新种群并作为下一个温度迭代的初始解,O=O+1;
步骤8.8、利用降温公式计算下一次迭代的温度,计算温差,ΔT=TK‑TK+1,如果则进行升温操作,令
步骤8.9、重复执行步骤3‑8,直到生成的解达到种群规模,终止操作。
6.根据权利要求1所述基于改进的混合遗传算法的作业车间调度方法,其特征是,步骤
2,确定调度的约束条件包括:
(1)同一个工件的每道工序有固定的加工顺序,必须在前一道工序加工完毕后才能进行加工;
(2)在加工过程中,一台机器每次只能加工一个工件的其中一道工序;
(3)直到工件加工完才能中断机器;
(4)每一个工件都有其各自的加工路线,并且是事先确定的,不能改变的。
7.根据权利要求1所述基于改进的混合遗传算法的作业车间调度方法,其特征是,步骤
2,所述工序约束是指同一个工件的工序有加工顺序的约束,某一时刻同一道工序只能在一台机器上加工,
cik‑pik+M(1‑aihk)≥cih,clk‑cik+M(1‑xilk)≥plkcik≥0
xijk=0或1
其中cik和pik分别表示工件i在机器k上的完成时间和加工时间,M是一个足够大的正数,