[发明专利]一种改进文化基因算法求解多目标柔性作业车间调度问题

权利要求书

1.一种改进文化基因算法求解多目标柔性作业车间调度问题，该算法涉及作业车间调度技术领域，具体地涉及用算法求解多目标柔性作业车间调度问题，其特征在于：该算法的步骤如下：

步骤1：对种群规模POP_SIZE、最大迭代次数、交叉和变异次数N、变异概率等参数进行初始化；

步骤2：随机生成POP_SIZE个个体作为初始种群，计算每个个体的适应度，设置迭代次数t=0，并设置当前种群=；

步骤3：对进行适应度排序，得到其中的非支配个体集合，并将非支配个体数设置为中的元素个数；

步骤4：将中的个体直接拷贝到下一代种群，设置的个体个数n=；

步骤5：在中随机选择一对个体：父代1和父代2；

步骤6：如果父代1、父代2的所有目标函数值都相等，则转步骤8；否则，

执行下一步骤；

步骤7：分别以概率对父代1、父代2进行变异，然后对父代1、父代2执行

N次交叉操作产生包含有2N个元素的子代个体集合ChildPop，对ChildPop进

行适应度排序，在其Pareto前端集合中随机选择一个个体进入新种群，

设置的个体个数n=n+1；

步骤8：如果nPOP_SIZE，转步骤5；否则，执行下一步骤；

步骤9：对种群中的每个个体执行爬山法局部搜索，并用所得的局部最

优解替换原个体；

步骤10：将和合并，选择最好的POP_SIZE个个体组成新的；

步骤11：如果迭代次数t，则算法结束；否则，更新种群=,并设置迭代次数t=t+1,然后转步骤3。

2.根据权利要求1所述的一种改进文化基因算法求解多目标柔性作业车间调度问题，其特征在于：所述步骤7交叉：本算法采用SPX交叉，过程如下：

（1）将工件集合随机分成两个非空集合和；

（2）设置子代个体的当前元素小标为1，如果第一个父代的第一个元素属于 ，则子代个体的当前元素赋值为第一个父代个体的第一个元素，且当前元素下标加1；

（3）如果第二个父代个体的第一个元素属于，则子代个体的当前元素下标加1，以此类推，直到子代个体的所有元素均赋值；

（4）交换两个非空集合和中的元素，重复以上步骤可以得到另一个子代

个体。

3.根据权利要求1所述的一种改进文化基因算法求解多目标柔性作业车间调度问题，其特征在于：所述步骤7变异：本算法以相等的概率从插入变异和替换变异两种方法中随机选择一种对种群中的个体进行变异，两种变异如下：

（1）插入变异：在父代个体中随机选取一个基因，将其插入到另一个随机选取的基因之前；

(2)替换变异:在父代个体中，随机选一段基因串，然后将其插入到一个随机选取的基因之前。

4.根据权利要求1所述的一种改进文化基因算法求解多目标柔性作业车间调度问题，其特征在于：所述步骤9，本算法采用爬山法进行局部搜索，既能够跳出局部最优得到更好的解，也能够减少计算时间，具体如下：

对于优化问题的一个解s，邻域是指对s实施一个操作M后能够得到的解的集合，用表示s的邻域，则： ，步骤如下：

（1）选定一个当前解s；

（2）按照邻域结构定义生成s的一个邻域解集合；

（3）将中比s质量差的解删除得到改善解集合;

（4）计算中解的个数；

（5）如果不等于零，则从中按照一定控制策略选择一个替换s，转本步骤2；否则转本步骤6

（6）算法结束；

本算法采用此爬山法进行局部搜索之后，对所有邻域解集合进行非劣排序，在其Pareto前端集合中随机选择一个个体替换当前解。