[发明专利]基于改进引力搜索算法的生产运输协同调度方法及系统

摘要

本发明实施例提供了一种基于改进引力搜索和遗传算法的生产运输协同调度方法及系统，所述方法按如下步骤进行：1设定算法参数；2随机生成初始解；3编码修正；4将工件进行组批；5计算适应度值；6更新最优解和最差解和每个个体的质量；7保存全局最优个体；8计算每个个体的作用力；9更新个体的加速度和速度；10更新个体的位置；11邻域搜索；12判断终止条件是否满足，如果满足则输出全局最优解，否则返回步骤3；本发明能在物联网环境下，对各个制造商的制造方案进行统一调度，实现生产运输的有效协同，从而降低各企业成本，提高企业联盟工作效率。

主权项

1.一种基于改进引力搜索和遗传算法的生产运输协同调度方法，其特征在于，包括：步骤1、输入多个制造商的运输时间，每个工件的尺寸和加工时间，设定混合引力搜索和遗传算法参数，包括t时刻的引力常数G(t)，调整常数ε，最大迭代次数tmax，常数MC，全局最优解gbest＝MC；步骤2、初始化种群，考虑共有Q个物体，第i个物体的位置定义为其中表示第i个物体在第d维上的位置，对应在问题中表示该位置工件将被分配至第个机器；步骤3、对种群中所有解进行编码修正，消除非可行解；步骤4、在各供应商处对工件进行组批和安排生产，计算个体适应度；步骤5、通过适应度计算物体的引力质量，保存最优和最差个体，记录全局最优解，相关定义如下：Mi＝Mii,i＝1,2,...,Q,其中，Mi为第i个物体的引力质量，Mii为第i个物体的惯性质量，fitj(t)表示物体j在t时刻的适应度函数值；步骤6、判断gbest＞best(t)是否成立，若成立，则令gbest＝best(t)；步骤7、计算每个个体所受到的引力，在t时刻物体j作用于物体i的作用力定义为：其中，Mi和Mj分别是第i个物体的引力质量和第j个物体的引力质量，Rij(t)为t时刻物体i和物体j之间的距离；物体i在第d维上的引力总和为所有其他物体在第d维上所作用的随机加权引力总和，其定义为，其中，randj为[0,1]之间的随机数；步骤8、计算加速度和速度，更新种群，在t时刻物体i在第d维上的加速度表示为：下一个时间点物体i的速度和位置分别表示为，其中rand_i为[0,1]之间的随机数，和分别为物体当前的速度和位置；步骤9、根据当前迭代次数确定各邻域结构选择概率，对当前种群执行邻域搜索操作，更新个体位置，令t＝t+1；步骤10、判断t≤tmax是否成立，若成立，返回步骤3，否则，结束算法，并输出工件任务分布安排，组批方式和批的加工顺序；所述步骤3中所述对种群中所有解进行编码修正，包括：步骤31、考虑种群中的Q个个体其中表示第i个物体在第d维上的位置；步骤32、设定参数I＝1；步骤33、判断是否成立，若成立，则令执行步骤36；否则，执行步骤34；步骤34、设定参数K＝1；步骤35、判断是否成立，若成立，则令否则，令K＝K+1，重复步骤35；步骤36、判断I＞n是否成立，若成立，则结束调整，否则，令I＝I+1，返回步骤33；所述方法通过如下步骤计算个体的适应度，包括：步骤1’、把个体Xi中N个位置上元素值相同的元素组成一个集合，从而分别形成在m台机器上加工的工件集合JM＝{J1,…,Ji,…,Jm}，Ji表示分配到第i台机器上加工的工件集合；步骤2’、定义变量i，ti，并初始化i＝1；步骤3’、初始化ti＝0，将上述工件集合Ji进行分批，获得批处理集合Bi；步骤4’、依次把批处理集合中各批次中最后一个离开机器工件的完工时间赋值给ti，并将ti+Ti赋值给ti；其中Ti表示第i台机器到客户的运输时间；步骤5’、判断条件i≤m是否成立，若成立则返回步骤3’；否则获得各机器制造跨度时间集合t＝{t1,…,ti,…,tm}，并返回步骤6’；步骤6’、从上述的时间集合中选出值最大的元素记为Cmax，并把Cmax赋值给fit(Xi)，记为个体Xi的适应度值。