[发明专利]基于改进果蝇算法的分布式流水车间调度方法

说明书

基于改进果蝇算法的分布式流水车间调度方法，涉及作业车间调度技术领域，特别是属于一种基于差异飞行策略改进果蝇算法的分布式流水车间调度方法。包括：步骤1：参数初始化；步骤2：果蝇种群的初始化；步骤3：利用嗅觉探索机制指导果蝇进行邻域扰动，步骤4：利用差异飞行策略指导果蝇进行视觉飞行；步骤5：更新最佳解决方案，判断是否达到终止条件，若满足，则进化结束，输出当前最佳解决方案及其对应的最大完工时间，反之转至步骤3。本发明解决了带有设置时间的分布式置换流水车间调度问题，具有降低企业生产成本、提高效率的积极效果。

技术领域

本发明涉及作业车间调度技术领域，特别是属于一种基于差异飞行策略改进果蝇算法的分布式流水车间调度方法。

背景技术

如今，经济全球化和越来越激烈的市场竞争使现代企业更重视分布式的生产环境。企业凭借分布式生产环境高质量、低成本、低风险的优势而更具有市场竞争力。作为现代制造系统的重要部分，生产调度在过去几十年中受到了越来越多关注.特别是分布式置换流水车间调度问题(Distributed permutation flowshop scheduling problem,DPFSP)在现代企业中发挥着越来越重要的作用，吸引了诸多研究人员的注意力。

传统的DPFSP通常假设加工某工件前的设置时间/启动时间(setup time)是序列独立的，即设置时间与工件的排列顺序无关，一般将其包括在加工时间中或者忽略不计。但在实际环境中，处理下一个待加工的工件前需要执行一些额外的操作，如在印刷行业中，当下一项作业与正在加工的作业的尺寸、墨水颜色等属性不同时，工人需要调整尺寸、更换墨水颜色，这些设置需要花费一定的时间且不容忽视，并且设置时间不仅与即将处理的工件有关，而且受到正在处理的工件的影响，即体现序列相关设置时间的特点(sequence-dependent setup time,SDST)。而且，当把设置时间包括在各种工业环境中的调度决策中时，可以实现巨大的节约。因此，研究高效的方法对带有设置时间的分布式调度问题进行优化将会对现代企业产生巨大效益。

发明内容

本发明的目的即在于提供一种基于改进果蝇算法的分布式流水车间调度方法，解决了带有设置时间的分布式置换流水车间调度问题，以达到降低企业生产成本、提高效率的目的。

本发明所提供的基于改进果蝇算法的分布式流水车间调度方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：参数初始化；设置种群大小PSize、种群最优果蝇个体未更新次数的阈值G以及算法的停止时间T，其中，种群中包含的果蝇个体数量对应车间调度可选用的解决方案数量；阈值G表示最大完工时间最小的果蝇个体未改变的次数的上限值；停止时间T＝10*m*n(m为机器数量，n为工件数量)，其中，上述最大完工时间为每一个工厂中最后一个工件完成时间的最大值；

步骤2：果蝇种群的初始化；通过基于工件序列的表示方法进行编码，使用构造性启发式方法生成2个果蝇个体，使用随机方法生成剩余PSize-2个果蝇个体，形成包含PSize个果蝇的初始种群P＝{π(1),π(2),...π(PSize)}，从种群P中选择最大完工时间最小的果蝇个体，对最佳方案进行更新；

步骤3：利用嗅觉探索机制指导果蝇进行邻域扰动，并形成新果蝇种群P₁＝{π(1),π(2),...π(PSize)}；

步骤4：利用差异飞行策略指导果蝇进行视觉飞行；

步骤5：更新最佳解决方案，判断是否达到终止条件，若满足，则进化结束，输出当前最佳解决方案及其对应的最大完工时间，反之转至步骤3。