引力搜索算法及其在车间调度问题中的应用研究

发布时间：2023-02-12 10:06

　　车间调度问题广泛存在于现代制造业系统中,是提高企业生产效率的关键支撑技术。阻塞流水车间调度问题(Blocking Flow Shop Problem,BFSP)在制造业系统中是一类非常重要的模型,也是一种典型的NP-Hard问题。随着问题规模的扩大,BFSP的求解难度呈现指数式增长并且传统的数学方法已经不能有效地求解该问题,甚至无法求出最优解。因此,无论是在生产系统的应用方面,还是在调度问题的理论研究方面,如何设计有效的调度策略仍然是本领域的研究热点和难点。引力搜索算法(Gravitational Search Algorithm,GSA)是一种受牛顿万有引力定律启发而发展出的新型智能优化算法。引力搜索算法具有易实现、原理简单等优点,已广泛应用于现实生产中的多个领域。本文在深入研究了GSA的运行机制,分析了算法存在的优缺点之后,对算法的框架和特有的更新机制进行了改进,提高了算法的搜索性能,并将其应用于解决单目标实值优化问题中。然后在深入研究了阻塞流水车间调度问题的基础上,结合GSA的特性,将算法进行改进,并成功应用到调度问题中去。本文的主要研究内容和成果如下:(1)通过对GSA算法分析...

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
符号注释表
缩略词注释表
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 生产调度问题的概述
    1.3 阻塞流水车间调度问题
        1.3.1 问题描述
        1.3.2 数学模型
        1.3.3 TFT的快速计算方法
        1.3.4 BFSP的最新研究进展
    1.4 本文的主要研究内容以及组织安排
第2章 引力搜索算法
    2.1 引言
    2.2 引力搜索算法的概述
    2.3 引力搜索算法的研究现状
        2.3.1 基于算法运行机制的改进
        2.3.2 与其他演化算法框架的结合
    2.4 引力搜索算法的应用领域
    2.5 本章小结
第3章 基于自适应机制的混合引力搜索算法
    3.1 引言
    3.2 SGSADE算法
        3.2.1 参数自适应策略
        3.2.2 基于莱维飞行的扰动策略
        3.2.3 与自适应机制的差分进化算法进行结合
        3.2.4 参数更新机制
        3.2.5 SGSADE算法的流程
    3.3 对比实验与结果分析
        3.3.1 参数分析
        3.3.2 实验结果与讨论
    3.4 本章小结
第4章 基于离散GSA算法的阻塞流水车间调度问题
    4.1 引言
    4.2 DGSA算法
        4.2.1 解向量的表示方法
        4.2.2 种群初始化方法
        4.2.3 粒子加速度的计算方法
        4.2.4 粒子速度的计算方法
        4.2.5 粒子位置的计算方法
    4.3 变邻域操作(VNO)
    4.4 DGSA的参数设置
        4.4.1 VPF_NEH(n)的参数设置
        4.4.2 VNO算子的参数设置
        4.4.3 DGSA算法的参数设置
    4.5 对比实验及结果分析
    4.6 本章小结
第5章 SGSADE及DGSA的理论分析
    5.1 引言
    5.2 SGSADE的收敛性证明
    5.3 DGSA的时间复杂度分析
    5.4 本章小结
总结与展望
参考文献
致谢
附录A 攻读硕士学位期间发表的学术论文
附录B 攻读硕士学位期间参与的科研项目



本文编号：3740895