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车间无等待流水调度问题广泛存在于制造工业中,如冶金、塑料、化工、食品加工等。总完工时间是一重要的质量衡量指标,它的最小化能有效降低设备空置率、缩短生产周期、降低成本,对企业生产效率的提高具有重要意义。
考虑最小化总完工时间的车间无等待流水调度问题。提出一种基于遗传算法的混合启发式算法。设计了一种初始种群生成算法,基于迭代启发式搜索思想的策略保证初始种群的优良性,随机生成策略则保证初始种群的多样性;构造新的遗传算子,选择算子基于轮盘赌策略挑选出不同的双亲个体,交叉算子则依据最长公共子串的思想,有效地保存了父代的优良基因,变异算子应用扰动策略,提高算法搜索解的质量;为避免算法“早熟”,提高效率,使用局部搜索策略以提高算法在爬山能力上的缺陷,该策略依据邻域变换的思想,加速种群中个体的进化,协助算法获取全局最优解;同时为改善算法的时间性能,采用目标增量方法减少运行时间,总结出针对本问题基本操作(插入、交换操作)的目标增量性质,并用于整个算法中。
通过使用Taillard标准测试实例,将所提的混合启发式算法与目前最好的两个算法(DPSO和F&V)进行比较。结果表明:在最优解的获取能力、解的平均质量和算法稳定性三方面,所提算法均较好,它能够有效地解决最小化总完工时间的车间无等待流水调度问题。