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专利号: 2024106601585
申请人: 盐城工学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种改进黏菌算法求解柔性车间调度方法,其特征在于,包括:步骤一:针对工序排序部分,采用基于升序排序的编码规则,将连续位置元素转换成离散工序排序;其中,工序排序部分指解决柔性车间调度问题的两个子问题,即工序排序和机器分配这两个问题中的工序排序部分;以SMA算法对应的特定的编码方式进行工序编码后得到的各个工序之间属于连续位置元素;再采用升序排序的ROV编码规则,进行编码转换后的工序的排序为离散工序排序;

步骤二:参数设置及种群初始化;

步骤三:计算余弦型权重wt,使用sigmoid型权重更新权重矩阵,更新惯性因子(a,b)和高斯分布标准差gstd,执行位置更新,如果满足局部搜索条件,执行PSO局部搜索并更新解,按照适应度排序,更新全局最优解和最优个体编码,记录每次迭代的最优适应度;其中,个体为黏菌种群的组成单元;

步骤四:存储最优个体编码,最优适应度,计算并存储最优个体编码对应的最优个体对应的机器分配;

步骤五:判断迭代次数是否达到最大迭代次数,是则输出最优解,反之则返回步骤三继续迭代更新。

2.根据权利要求1所述的改进黏菌算法求解柔性车间调度方法,其特征在于,步骤二中的参数设置包括:初始化参数,设置工序总数,自变量维度,自变量的上下界,设置SMA参数,设定最大迭代次数、种群规模;

设置PSO局部搜索参数,定义开始执行局部搜索的迭代次数,PSO的迭代次数和触发概率。

3.根据权利要求1所述的改进黏菌算法求解柔性车间调度方法,其特征在于,步骤二中的种群初始化包括:采用混合布朗运动的伯努利混沌映射的初始化方法。

4.根据权利要求1所述的改进黏菌算法求解柔性车间调度方法,其特征在于,采用混合布朗运动的伯努利混沌映射的初始化方法,具体包括:chootic_sequence

在[0,1]内随机生成一个d维向量作为初始个体x ;

将初始个体代入第一公式生成下一个体的d维向量的位置信息其中,第一公式如下:

式中,i=1,2,…,N表示黏菌个体的编号,j=1,2,…,d表示空间位数,λ表示混沌映射参数;

循环最终得到N‑1个新的黏菌个体,代入第二公式中逆映射到黏菌个体的搜索空间中,其中,第二公式如下:式中,UBj、LBj分别表示空间第j维的上界和下界;

以随机方向和随机步长模拟布朗运动,将布朗运动加入第二公式得到第三公式,最后获得新的黏菌种群分别为黏菌种群中各个个体;其中,第三公式如下:

式中,sl表示随机步长,d表示随机方向;

第三公式代表了黏菌种群中各个个体的运动方式。

5.根据权利要求1所述的改进黏菌算法求解柔性车间调度方法,其特征在于,sigmoid型权重公式如下:tmid=tmax/2,td=t‑tmid

式中,W(SmellIndex(i))表示最后改进后的黏菌权重;kw用于调整sigmoid函数的陡峭程度,设为7;tmid表示sigmoid函数的中点;td为时间差;wmax是Sw计算公式中的惯性权重的最大值,设为0.9;lg为表示以10为底的对数。

6.根据权利要求1所述的改进黏菌算法求解柔性车间调度方法,其特征在于,余弦型权重wt的计算公式如下:T=tmax/2

式中,T为余弦周期;cwmax、cwmin分别为自定义参数wt的最大权重值和最小权重值,设置为0.8和0.4;t为当前迭代次数。

7.根据权利要求1所述的改进黏菌算法求解柔性车间调度方法,其特征在于,位置更新公式如下:gstd=df*Cstd≥fstd

式中,istd为高斯标准差的初始值,设为0.1;fstd为高斯最终标准差,设为0.01;df为高斯标准差的指数衰减因子;Cstd为当前标准差的值;nargin为检查函数是否接收到了任何输入参数,如果小于1,意味着没有任何参数传入函数,则将istd赋值给Cstd,X(t+1)为更新后的位置。

8.根据权利要求1所述的改进黏菌算法求解柔性车间调度方法,其特征在于,还包括:在进行调度分析前,对待完成工件库中各个需要完成的工件进行优先度分析,确定车间需要完成的工件组,其中,分析步骤如下:获取各个需要完成的工件对应的第一参数信息;

基于预设的优先值分析库对第一参数信息进行分析,确定各个需要完成的工件的第一优先值;

按照第一优先值从大到小的顺序提取预设的第一数量的工件作为定位工件;

依据定位工件和预设的工件组合库,确定至少一个工件组合方式;

基于工件组合方式和除定位工件的其他工件的第一优先值,构建各个工件组合方式对应的待分析工件组;

基于待分析工件组对应的工件组合方式关联的参数数据,确定待分析工件组完成的时间区间;

以时间区间和当前班次剩余时间,查询时间‑第二优先值确定表,确定各个待分析工件组的第二优先值;

通过第二优先值和待分析工作组中各个工件的第一优先值,确定各个待分析工件组的重要度,以重要度最大的待分析工件组作为当前车间需要完成的工件组。

9.根据权利要求8所述的改进黏菌算法求解柔性车间调度方法,其特征在于,所述第一参数信息包括:工件的交货时间、任务生成时间、交货对象的对象信息和工件对应的事件的异常概率其中一种或多种结合。

10.一种改进黏菌算法求解柔性车间调度系统,其特征在于,包括:编码单元,用于针对工序排序部分,采用基于升序排序的编码规则,将连续位置元素转换成离散工序排序;其中,工序排序部分指解决柔性车间调度问题的两个子问题,即工序排序和机器分配这两个问题中的工序排序部分;以SMA算法对应的特定的编码方式进行工序编码后得到的各个工序之间属于连续位置元素;再采用升序排序的ROV编码规则,进行编码转换后的工序的排序为离散工序排序;

初始化单元,用于参数设置及种群初始化;

循环单元,用于计算余弦型权重wt,使用sigmoid型权重更新权重矩阵,更新惯性因子(a,b)和高斯分布标准差gstd,执行位置更新,如果满足局部搜索条件,执行PSO局部搜索并更新解,按照适应度排序,更新全局最优解和最优个体编码,记录每次迭代的最优适应度;

其中,个体为黏菌种群的组成单元;

存储单元,用于存储最优个体编码,最优适应度,计算并存储最优个体编码对应的最优个体对应的机器分配;

输出单元,用于判断迭代次数是否达到最大迭代次数,是则输出最优解,反之则返回步骤三继续迭代更新。