求解同類(lèi)機(jī)調(diào)度問(wèn)題的人工蜂群算法研究及應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間:2021-03-21 01:16
隨著世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式的深刻變革,物流作為第三方利潤(rùn)源泉愈發(fā)受到國(guó)際社會(huì)的關(guān)注。廣義的物流包含運(yùn)輸、存儲(chǔ)、加工、配送、信息處理等過(guò)程。同類(lèi)機(jī)調(diào)度屬于物流生產(chǎn)加工領(lǐng)域一類(lèi)重要問(wèn)題,其廣泛存在于生產(chǎn)車(chē)間中,對(duì)該類(lèi)問(wèn)題的研究具有重要現(xiàn)實(shí)意義。人工蜂群算法(Artificial Bee Colony,ABC)是受自然界蜜蜂種群覓食的生物學(xué)現(xiàn)象啟發(fā),提出的一種較新的群體智能優(yōu)化算法,具有魯棒性強(qiáng)、求解精度高、參數(shù)少、原理簡(jiǎn)單易于實(shí)現(xiàn)等特點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練、函數(shù)優(yōu)化、生產(chǎn)調(diào)度、電力系統(tǒng)優(yōu)化等領(lǐng)域。本文提出一種改進(jìn)的離散人工蜂群算法(Improved discrete artificial bee colony algorithm,IDABC)求解目標(biāo)函數(shù)為最小化最大加工時(shí)間和最小化加工成本的兩類(lèi)同類(lèi)機(jī)調(diào)度問(wèn)題。對(duì)于算法的改進(jìn)包含以下幾個(gè)方面,首先,利用logistic混沌映射設(shè)計(jì)種群初始化策略,獲得均勻分布的初始種群;其次,提出一種待優(yōu)參數(shù)的自適應(yīng)調(diào)控方法,加速算法收斂;再次,借鑒差分進(jìn)化算法的變異算子,給出新的局部搜索方法,以此平衡全局搜索和局部搜索的關(guān)系;然后,在跟隨蜂階段,借鑒模...
【文章來(lái)源】:合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:71 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
技術(shù)路線(xiàn)
第二章支撐理論與技術(shù)7第二章支撐理論與技術(shù)2.1同類(lèi)機(jī)調(diào)度問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型2.1.1模型假設(shè)1)有若干臺(tái)機(jī)器同時(shí)加工若干件作業(yè),每件作業(yè)只能被其中的一臺(tái)機(jī)器加工,且一臺(tái)機(jī)器不能在同一時(shí)間加工兩件作業(yè)。2)每臺(tái)機(jī)器的運(yùn)行速度是任意的,同一臺(tái)機(jī)器的運(yùn)行速度恒定。3)每件作業(yè)的長(zhǎng)度是任意的。4)作業(yè)到達(dá)機(jī)器的時(shí)間是任意的,且只有機(jī)器接收到作業(yè)后,才能進(jìn)行加工。5)機(jī)器在運(yùn)行過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)故障,即作業(yè)的加工不會(huì)被中斷。6)不同作業(yè)在不同機(jī)器上的單位時(shí)間內(nèi)的加工成本不同。在實(shí)際的生產(chǎn)加工場(chǎng)景中,生產(chǎn)環(huán)境較為復(fù)雜,規(guī)模也較大,一般調(diào)度問(wèn)題難以在多項(xiàng)式時(shí)間內(nèi)進(jìn)行求解。調(diào)度問(wèn)題可以用甘特圖描述,如圖2.1所示,圖2.1表示4臺(tái)機(jī)器加工10件作業(yè)一種情況的甘特圖,其中橫軸表示各機(jī)器的加工時(shí)間。圖2.110作業(yè)4機(jī)器加工示意圖Fig2.110jobs4machinesprocessingdiagram2.1.2同類(lèi)機(jī)調(diào)度的問(wèn)題描述隨著學(xué)術(shù)界對(duì)同類(lèi)機(jī)問(wèn)題研究的逐漸深入,越來(lái)越多的約束條件被引入到該領(lǐng)域的研究中來(lái),衍生出多種類(lèi)別的同類(lèi)機(jī)調(diào)度模型,特別是隨著現(xiàn)代物流理論的逐漸完善,同類(lèi)機(jī)調(diào)度問(wèn)題已不能僅僅作為一個(gè)獨(dú)立的研究領(lǐng)域,需要將其納入到整個(gè)物流過(guò)程中來(lái),將其作為連接物流上下游的重要一環(huán),對(duì)同類(lèi)機(jī)調(diào)度問(wèn)題的研究體現(xiàn)在整個(gè)物流系統(tǒng)的效益提升。目前,常見(jiàn)同類(lèi)機(jī)調(diào)度問(wèn)題的約束條
合肥工業(yè)大學(xué)專(zhuān)業(yè)碩士研究生學(xué)位論文10圖2.2粒子群算法流程圖Fig2.2Executionflowofparticleswarmoptimization2.2.3粒子群算法的參數(shù)控制與其他群智能優(yōu)化算法相比,PSO算法的一大優(yōu)勢(shì)在于其所需調(diào)整的參數(shù)較少,但是關(guān)鍵參數(shù)對(duì)算法的運(yùn)行結(jié)果影響巨大。文獻(xiàn)[52]對(duì)PSO的種群規(guī)模、迭代次數(shù)和粒子速度的選擇方法進(jìn)行了詳細(xì)的分析,是一種較為通用的參數(shù)設(shè)置方案。1)種群規(guī)模和粒子維度PSO具有收斂速度快的特點(diǎn),因此種群規(guī)模一般不需設(shè)置過(guò)大,20-40之間即可解決多數(shù)優(yōu)化問(wèn)題。但是,種群規(guī)模的設(shè)置還需根據(jù)具體問(wèn)題設(shè)定,對(duì)于大規(guī)模多目標(biāo)或者解長(zhǎng)度大的優(yōu)化問(wèn)題,可適當(dāng)增加種群數(shù)量。2)慣性權(quán)重
本文編號(hào):3092028
【文章來(lái)源】:合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:71 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
技術(shù)路線(xiàn)
第二章支撐理論與技術(shù)7第二章支撐理論與技術(shù)2.1同類(lèi)機(jī)調(diào)度問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型2.1.1模型假設(shè)1)有若干臺(tái)機(jī)器同時(shí)加工若干件作業(yè),每件作業(yè)只能被其中的一臺(tái)機(jī)器加工,且一臺(tái)機(jī)器不能在同一時(shí)間加工兩件作業(yè)。2)每臺(tái)機(jī)器的運(yùn)行速度是任意的,同一臺(tái)機(jī)器的運(yùn)行速度恒定。3)每件作業(yè)的長(zhǎng)度是任意的。4)作業(yè)到達(dá)機(jī)器的時(shí)間是任意的,且只有機(jī)器接收到作業(yè)后,才能進(jìn)行加工。5)機(jī)器在運(yùn)行過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)故障,即作業(yè)的加工不會(huì)被中斷。6)不同作業(yè)在不同機(jī)器上的單位時(shí)間內(nèi)的加工成本不同。在實(shí)際的生產(chǎn)加工場(chǎng)景中,生產(chǎn)環(huán)境較為復(fù)雜,規(guī)模也較大,一般調(diào)度問(wèn)題難以在多項(xiàng)式時(shí)間內(nèi)進(jìn)行求解。調(diào)度問(wèn)題可以用甘特圖描述,如圖2.1所示,圖2.1表示4臺(tái)機(jī)器加工10件作業(yè)一種情況的甘特圖,其中橫軸表示各機(jī)器的加工時(shí)間。圖2.110作業(yè)4機(jī)器加工示意圖Fig2.110jobs4machinesprocessingdiagram2.1.2同類(lèi)機(jī)調(diào)度的問(wèn)題描述隨著學(xué)術(shù)界對(duì)同類(lèi)機(jī)問(wèn)題研究的逐漸深入,越來(lái)越多的約束條件被引入到該領(lǐng)域的研究中來(lái),衍生出多種類(lèi)別的同類(lèi)機(jī)調(diào)度模型,特別是隨著現(xiàn)代物流理論的逐漸完善,同類(lèi)機(jī)調(diào)度問(wèn)題已不能僅僅作為一個(gè)獨(dú)立的研究領(lǐng)域,需要將其納入到整個(gè)物流過(guò)程中來(lái),將其作為連接物流上下游的重要一環(huán),對(duì)同類(lèi)機(jī)調(diào)度問(wèn)題的研究體現(xiàn)在整個(gè)物流系統(tǒng)的效益提升。目前,常見(jiàn)同類(lèi)機(jī)調(diào)度問(wèn)題的約束條
合肥工業(yè)大學(xué)專(zhuān)業(yè)碩士研究生學(xué)位論文10圖2.2粒子群算法流程圖Fig2.2Executionflowofparticleswarmoptimization2.2.3粒子群算法的參數(shù)控制與其他群智能優(yōu)化算法相比,PSO算法的一大優(yōu)勢(shì)在于其所需調(diào)整的參數(shù)較少,但是關(guān)鍵參數(shù)對(duì)算法的運(yùn)行結(jié)果影響巨大。文獻(xiàn)[52]對(duì)PSO的種群規(guī)模、迭代次數(shù)和粒子速度的選擇方法進(jìn)行了詳細(xì)的分析,是一種較為通用的參數(shù)設(shè)置方案。1)種群規(guī)模和粒子維度PSO具有收斂速度快的特點(diǎn),因此種群規(guī)模一般不需設(shè)置過(guò)大,20-40之間即可解決多數(shù)優(yōu)化問(wèn)題。但是,種群規(guī)模的設(shè)置還需根據(jù)具體問(wèn)題設(shè)定,對(duì)于大規(guī)模多目標(biāo)或者解長(zhǎng)度大的優(yōu)化問(wèn)題,可適當(dāng)增加種群數(shù)量。2)慣性權(quán)重
本文編號(hào):3092028
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