[发明专利]一种基于协同算法的时间约束型并行机节能调度方法

权利要求书

1.一种基于协同算法的时间约束型并行机节能调度方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤1：针对时间约束型并行机节能调度问题进行数学形式描述，并设置考虑的性能指标；

步骤2：建立与数学形式描述的时间约束型并行机节能调度问题对应的并行机调度模型及对应的约束条件；

步骤3：针对并行机调度模型采用协同算法进行求解，得到作为调度方案的求解结果；

步骤4：依据得到的作为调度方案的求解结果生成对应的调度甘特图以进行实际生产，并记录实际的对应生产数据；

所述的步骤3中的协同算法包括以下步骤：

步骤301：采取二维编码方式构建个体基因，并随机生成种群规模ps的初始种群ch，设置当前迭代数g为1；

步骤302：对g代种群中的个体进行解码，得到能耗目标以及最大完工时间；

步骤303：以分类适应度值计算方式，计算种群中各个个体的适应度值；

步骤304：以基于GA的全局搜索方法，通过选择和交叉，产生种群ch_GA和d_GA；

步骤305：以基于SA的局部搜索方法，对d_GA进行两个维度的独立搜索，产生种群ch_SA；

步骤306：将三个种群ch、ch_GA和ch_SA中的个体，以择优方式产生新种群ch_new，并赋值，当前迭代数g为g+1；

步骤307：如果当前迭代数g小于迭代总数g_max，则转入步骤302；否则得出最优个体并解码，得到作为调度方案的求解结果，算法结束；

所述的步骤303中的种群中各个个体的适应度值包括针对满足约束的个体情况下的适应度值和针对不满足约束的个体情况下的适应度值，其中，所述针对满足约束的个体情况下的适应度值，其对应的计算公式为：

f_sc＝1/E

所述针对不满足约束的个体情况下的适应度值，其对应的计算公式为：

f_nsc＝1/(M₁×C_max)

式中，f_sc和f_nsc分别为针对满足约束的个体情况下的适应度值以及针对不满足约束的个体情况下的适应度值，M₁为一个数量级大于E的正数，C_max为最大完工时间，E为能耗。

2.根据权利要求1所述的一种基于协同算法的时间约束型并行机节能调度方法，其特征在于，所述的步骤1中的考虑的性能指标包括：满足最大完工时间C_max小于限定值D的要求以及能耗E最小化的要求。

3.根据权利要求1所述的一种基于协同算法的时间约束型并行机节能调度方法，其特征在于，所述的步骤2中的并行机调度模型的优化目标包括能耗E最小化，其对应的描述公式为：

MinimizeE＝E_p+E_i

式中，E_p为加工能耗，E_i为空闲能耗，N为工件数，M为机器数，pp_ij为机器j加工工件i时的加工功率，w_ij为工件i在机器j上的加工时间，ip_j为机器j等待工件时的空闲功率，x_ijl为决策变量，当工件i在机器j上以第l个进行加工时为1，否则为0，s_j,l为机器j上第l个加工的工件的开工时间，c_j,l为机器j上第l个加工的工件的完工时间；

以及满足最大完工时间C_max小于限定值D，其对应的描述公式为：

C_max≤D

式中，