[发明专利]一种考虑加班的无拖期Job Shop调度问题求解方法及系统

权利要求书

1.一种考虑加班的无拖期Job Shop调度问题求解方法，其特征在于，所述方法包括：

S1、基于工件编号进行染色体编码，采用基于调度规则的初始化方法进行遗传算法的种群初始化；

S2、以总提前完工成本和总加班成本最小为目标函数，采用具有重构规则的多阶段解码策略对各个染色体进行适应度评价；采用具有重构规则的多阶段解码策略对各个染色体进行适应度评价具体包括：

S21、贪婪插入策略：循环扫描染色体上的基因，让所有工序的开工时间前移，使所有工件在交货期前完工，如果当前染色体无法保证所有工件在交货期前完工，则启动重构规则随机生成一条染色体，再次执行贪婪插入策略，直到得到无拖期调度结果，保证解的可行性，转至步骤S22；

S22、右移策略：在可行解的基础上，循环扫描各机器上对应的工序，让所有工序开工时间后移，减少提前完工时间，每扫描一轮所有机器上的工序后，计算一次适应度，当前后两轮迭代的适应度值不再变化时，执行步骤S23；

S23、逃离策略：循环扫描各机器上对应的工序，将处于加班区间的工序左/右移动，使加班时长最短，每扫描一轮所有机器上的工序后，计算一次适应度，当前后两轮迭代的适应度值不再变化时，解码结束，得到各个染色体的适应度值；

S3、判断是否满足迭代终止条件，若是，输出最优解并结束运算；若否，将当前迭代产生的最优解输入到模拟退火算法中进行局部搜索优化，输出模拟退火算法的最优解；

S4、基于模拟退火算法的最优解，在当前种群中进行遗传算子的选择操作、交叉操作、变异操作，生成下一代种群；

S5、返回步骤S2进行下一代种群的适应度评价，迭代运算直到满足迭代终止条件，输出全局最优解。

2.根据权利要求1所述的考虑加班的无拖期Job Shop调度问题求解方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述采用基于调度规则的初始化方法进行遗传算法的种群初始化具体包括：

分别通过最短加工时间优先、最小剩余时间优先、最长剩余时间优先以及剩余时间相对于总时间最多优先四种调度规则生成四个初始解；

基于四个初始解，通过随机交换基因方法分别产生另外的多个解，将另外的多个解与四个初始解合并作为调度规则产生的N1个初始解；

采用随机方法产生N2个初始解；

将N1、N2合并作为初始种群，将完成种群初始化。

3.根据权利要求1所述的考虑加班的无拖期Job Shop调度问题求解方法，其特征在于，所述步骤S2中，以总提前完工成本和总加班成本最小为目标函数的公式为：

其中，

n为工件总数，为工件i的总提前完工库存成本，C_i为工件i的完工时间，d_i为工件i的交货期，C^e为提前完工库存单位时间成本； 为工件i的总加班成本， C^o为加班单位时间成本，为工件i的第j道工序的加班时间，n_i为工件i的总工序数量。