柔性作业车间调度问题优化算法研究

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1、分类号密级硕士学位论文题目：柔性作业车间调度问题优化算法研究英文并列题目：TheOptimizationAlgorithmsofFlexibleJobShopSchedulingProblem研究生：张明专业：控制科学与工程研究方向：检测技术与自动化装置导师：纪志成教授指导小组成员：学位授予日期：2015年6月答辩委员会主席：于凤芹江南大学地址：无锡市蠡湖大道1800号二○一五年六月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的

2、地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含本人为获得江南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。关于论文使用授权的说明本学位论文作者完全了解江南大学有关保留、使用学位论文的规定：江南大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文，并且本人电子文档的内容和纸质论文的

3、内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。签名：44导师签名:—摘要摘要柔性作业车间调度是一种典型的复杂生产调度问题，具有很强的应用背景，并且计算复杂度很高。寻找有效的方法解决柔性作业车间调度问题已经受到越来越多的关注。本文主要研究人工蜂群算法、引力搜索算法和量子粒子群算法，及其对柔性作业车间调度问题的优化。主要工作与创新点如下：(1)研究了蜂群算法在单目标柔性作业车间调度中的应用。针对人工蜂群算法探索能力强但开发能力弱等特性，提出一种基于“适应值欧式距离比”的均衡蜂群算法。首先，根据“适应值欧式

4、距离比”策略和差分算法改进更新公式，“适应值欧式距离比”策略有助于多峰问题的优化，而差分算法善于优化单峰问题，为了利用两者的优势，提出一种新的搜索结构，使探索与开发能力达到平衡。此外，在初始化时引入混沌策略提高种群多样性。(2)研究了引力搜索算法在单目标柔性作业车间调度问题的应用。采用小生境技术改进引力搜索算法，首先分析引力搜索算法的性能，为每个粒子定义质量吸引度和欧式距离吸引度两个属性，根据这两个属性计算出粒子吸引概率，取代原有的质量排序选择法；运用吸引概率和小生境拥挤度技术引导粒子在邻域内搜索，平衡

5、算法的收敛性和多样性；给予速度惯性权重，进一步提高收敛精度。(3)采用一种基于Pareto排序法的量子粒子群算法解决多目标优化问题。在迭代的进程中，将非支配解存入外部档案集，并从中选择全局最优解。运用两种度量函数比较优先级策略、Sigma策略和随机选择策略的性能。结果表明在不同数量的目标函数上，带优先级的量子粒子群算法和基于Sigma的量子粒子群之间具有可比拟性。最终，运用基于Sigma策略的量子粒子群优化算法求解多目标柔性作业车间调度问题。论文在多个连续标准测试函数和算例模型中验证算法的有效性，并且与

6、现有代表性算法进行比较，证明算法的优越性。关键字：人工蜂群算法；引力搜索算法；量子粒子群算法；柔性作业车间调度IAbstractAbstractFlexiblejobshopschedulingproblem(FJSP),asaclassoftypicallycomplexschedulingproblem,hasastrongapplicationbackgroundwithlargesolvingcomplexity.FindingeffiectivemethodstosolveFJSPhasatt

7、ractedmoreandmoreattention.Thisdissertationmainlycarriesoutresearchonthedesignsofartificialbeecolonyalgorithm(ABC),gravitationalsearchalgorithm(GSA)andquantum-behavedparticleswarmoptimization(QPSO).Furthermore,theimprovedalgorithmsarealsoappliedtosolveFJ

8、SP.Theprimaryresearchworkandinnovationsofthisdissertationissummarizedasfollows:(1)Thisdissertationstudiesthesingleobjectiveflexiblejobshopprobleminartificialbeecolony(ABC).Accordingtothepowerexplorationandpoorexploitationa