基于候鸟优化算法的有限缓冲区流水车间调度优化研究

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在食品加工、化工制药、炼钢连铸等行业的流水车间调度问题中，由于缓冲空间的限制或是加工工艺的要求，相邻两台机器之间的缓冲区可能不存在或者缓冲区大小是有限的，这类问题被称为有限缓冲区流水车间调度问题(Limited-buffer Flow Shop Scheduling Problem，LBFSSP)。
　　近十几年来，通过模拟自然界中生物、物理过程而发展的元启发式算法，为解决该类问题提供了新的思路和手段。候鸟优化算法是一种新颖高效的元启发是算法，算法通过模拟候鸟迁徙过程中的V字形飞行编队以减少能量损耗的行为来进行优化。
　　本文首先针对不考虑缓冲区约束的置换流水车间调度问题，提出一种候鸟优化(Migrating birds optimization，MBO)算法进行求解。在提出的候鸟优化算法中，采用迭代贪婪算法的去除和重构操作使领飞鸟进化，采用三种邻域结构产生的邻域解和邻域共享机制使跟飞鸟进化。基准算例测试结果表明提出算法能在合理时间内求得高质量解。然后，针对有限缓冲区流水车间单目标调度问题，提出一种改进的候鸟优化算法，算法采用最优插入操作或最优交换操作使领飞鸟进化。根据memetic策略，采用迭代贪婪算法的去除和重构操作作为局部搜索方法，以增强算法的寻优能力。通过基准算例测试验证了算法的高效性和鲁棒性。接着，针对有限缓冲区流水车间多目标调度问题，提出一种基于Pareto非支配解集的多目标候鸟优化算法，算法采用三种邻域结构产生邻域解，以一定的概率接受劣解，并通过一种多目标迭代贪婪算法增强算法的集中搜索能力。采用多目标候鸟优化算法求解了基准算例问题，并与多目标模拟退火算法(MOSA)进行了对比，结果表明提出的多目标候鸟优化算法求得比多目标模拟退火算法更优的Pareto非支配解集。

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作者
谢展鹏;
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作者单位

华中科技大学;

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授予单位华中科技大学;
学科机械电子工程
授予学位硕士
导师姓名邵新宇,张超勇;
年度 2015
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类柔性制造系统及柔性制造单元;人工智能理论;
关键词
候鸟优化算法; 流水车间调度问题; 有限缓冲区; 多目标优化; 局部搜索;

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1. 基于改进候鸟优化算法的混合流水车间调度问题 [J] . 任彩乐 ,张超勇 ,孟磊磊 . 计算机集成制造系统 . 2019,第003期
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