基于Hopfield神经网络的作业车间生产调度方法

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第28卷第5期自动化学报Vo1．28．NO．52002年9月ACTAAUT()MATICASINICASept．，2002基于Hopfield神经网络的作业车间生产调度方法王万良吴启迪徐新黎1(浙江工业大学信息工程学院杭州310014)2(同济大学电子与信息工程学院上海200092)(Email：wwlzyw@mail．hz．zj．cn)摘要该文提出了基于Hopfield神经网络的作业车间生产调度的新方法．文中给出了作业车间生产调度问题(JSP)的约束条件及其换位矩阵表示，提出了新的包括所有约束条件的计算能量函数表达式，得到相应的作业车间调度问题

2、的Hopfield神经网络结构与权值解析表达式，并提出相应的Hopfield神经网络作业车间调度方法．为了避免Hopfield神经网络容易收敛到局部极小，从而产生非法调度解的缺点，将模拟退火算法应用于Hopfield神经网络求解，使Hopfield神经网络收敛到计算能量函数的最小值0，从而保证神经网络输出是一个可行调度方案．该文改进了已有文献中提出的作业调度问题的Hopfield神经网络方法，与已有算法相比，能够保证神经网络稳态输出为可行的作业车间调度方案．关键词作业车间调度，神经网络，组合优化，计算能量函数，模拟退火算法中图分类号TP273HoPFlELDNEURALNETWoRKAPPRo

3、ACHFoRJoB—SHoPSCHEDULlNGPRoBLEMSWANGWan—LiangWUQi—DiXUXin—Ii(InformationEngineeringInstitute，Zh#iangUniversityofTechnology，Hangzhou310014)(ElectronandInformationEngineeringInstitute，TotzgjiUniversity，Shanghai200092)(Email：wwlzyw@mail．hz．zj．cn)AbstractAnewHopfieldneuralnetworkapproachforjob—shopsched

4、ulingproblems(JSP)isproposed．Allconstraintsofjob—shopschedulingproblemsanditspermuta—tionmatrixexpressionareproposed．Anewcomputationalenergyfunctionincludingallconstraintsofjob—shopschedulingproblemisgiven．AcorrespondingnewHopfield1)国家“863”／ClMS主题项目(863—511—945002)、浙江省自然科学基金(698073)、浙江省科技计划项目(012047

5、)、教育部高等学校骨干教师资助计划项目资助收稿H期2001—02—28收修改稿H期2001—0531维普资讯http://www.cqvip.com5期王万良等：基于Hopfield神经网络的作业车间生产调度方法839n．wa誓M．e一dn～o、(L～叭p帅s一∞～～啪mK～一Q一e二y一w啪一or一d一～s一Jo一b—shopscheduling，neuralnetwork，combinatorialoptimization，com—putationalenergyfunctions，simulatedannealingalgorithm1引言作业车间调度问题是一类满足任务配置和顺序约束要求

6、的资源分配问题，是最困难的组合一优～化一问题一～之一～--o．一m虽然对于JSP的研究已经有几十年的历史，提出了许多最优化求解方法，但由于JSP是一个非常难解的组合优化问题，至今尚未形成系统的方法与理论．生产调度的问题的神经网络方法在许多方面都非常引人注目，它能够非常自然地实现并行计算，成为目前生产调度研究的热点之一．FooSY和TakefujiY最早提出用Hopfield神经网络求解JSP问题，是一个比较有影响的方法_l]．其后又有许多人对此问题进行了研究]．但由于这种方法没有包括JSP的全部约束条件，所以不能保证得到可行调度解．AbadaA，BinderZ和LadetP结合JSP的非连通图

7、表示，提出Boltzmann机的JSP求一一解～．o～耋方法一，一能O～一够～一得～到次～一p优解_8．为了有效地处理约束条件，许多人研究了约束神经网络方法9．WillemsTM等用经验规则作为局部最优化的判据，以改进神经网络优化性能。。～。引．本文改进了已有文献中提出的JSP的Hopfield神经网络方法，能够保证神经网络稳态输出为可行的作业车间调度方案．文中给出了作业车间生产调度问题的约束条件