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申请/专利权人：燕山大学

摘要：本发明公开了一种基于改进狼群算法的柔性作业车间调度方法，属于柔性车间调度技术领域，包括初始化算法参数，采用个体双层编码方式初始化调度方案解种群，计算所有初始化个体的目标函数值，在算法的游走行为中引入了莱维飞行机制，在头狼个体的确定过程中融合了模拟退火算法，用汉明距离来定义围攻判别距离，准确地度量了柔性作业车间调度问题中猛狼个体与头狼个体之间的相似度距离。本发明可以解决现有算法在执行游走行为时由于步长固定而导致全局搜索能力不够强的问题；解决现有算法在执行过程中由于过分依赖头狼而容易陷入局部最优的问题；解决现有算法难以构建柔性作业车间生产调度模型的问题。

主权项：1.一种基于改进狼群算法的柔性作业车间调度方法，其特征在于：通过在现有狼群算法游走行为中引入莱维飞行机制，在头狼确定过程中融合了模拟退火算法，用汉明距离来度量柔性作业车间个体编码的相似度距离来解决柔性作业车间调度问题；所述调度方法具体包括以下步骤：步骤1：初始化算法参数，以柔性作业车间最大完工时间最小为优化目标，算法达到最大迭代次数终止；步骤2：初始化调度方案解种群，种群中的所有N个体采用双层的编码方式，上层为工序序列的编码，下层为机器序列的编码，且两段编码的长度相等，相同位置相互对应；步骤3：计算所有初始化个体的目标函数值，取目标函数值最小的个体作为头狼个体，并将所有个体按目标函数值从小到大的顺序排列；某个体的目标函数值f计算方法如下：设其中一个个体的上层编码为XS＝x1,x2,x3……xm，首先将其解码生成调度工序形式Ps＝p1,p2,p3……pm，即第几个工件的第几道工序的形式：1初始化所有工件计数器为0，以6个工件计数器为例，即temp＝[000000]，用来记录同一工件在该个体的上层编码中第几次出现；遍历上层编码中的所有元素，若x1＝4，即工件4第1次出现，temp变为[000100]，则该个体上层编码中的x1元素解码为p1,＝100*4+1＝401；以此类推直到上层编码中的所有元素解码完成；2初始化所有机器的开机时间为0，初始化所有工件开始加工的时间为0；3利用个体上层解码后的元素值，获取每个元素中含的工序部分即A＝modp,100，含的工件部分即B＝p-A100，进一步地根据获取的工件号B和工序号A确定出其对应的可加工的机器集合MBA和可加工机器集合相应的机器加工时间数组tBA；4找到3.3中被解码的元素值在下层编码中对应的机器编码值c，从而确定出工件B的工序A所选中的加工机器为MBAc以及机器MBAc的加工时间tBAc；5比较机器MBAc加工上一个工件的完成时间tM和当前要加工工件B的上一道工序的完成时间ti，若tMti,则取tM为工件B当前需要加工工序的开始时间；反之，取ti为工件B当前需要加工工序的开始时间；各机器的开机时间和各工件的最早可加工时间在2中已初始化为0；故不难得出工件B当前需要加工工序的完成时间为CB＝maxtM,ti+tBAc；6依次遍历个体编码中的所有元素值，执行上述3、4、5，能够求得该初始化个体所对应的调度解方案中所有工件的最终完工时间；进一步地，取所有工件最终完工时间的最大值即为该调度解方案对应的最大完工时间Cmax，以6个工件为例，Cmax＝maxC1,C2,……C6即为初始化个体中其中一个个体的目标函数值f；所有初始化个体按照如上1～6计算，得各自对应的调度解方案的目标函数值f1～fN，并将所有个体按目标函数值从小到大的顺序排列，取目标函数值最小的个体作为头狼个体；步骤4：探狼个体执行引入莱维飞行机制的游走行为，同时融合模拟退火算法确定头狼，即若在游走过程中发现目标函数值小于头狼的个体，则该个体替代当前头狼成为新的头狼，或者以预设的概率准则接受目标函数值大于当前头狼的个体成为新的头狼；否则，一直游走直到达到最大的游走次数Kmax；步骤5：在步骤4确定头狼后，头狼发起召唤行为，猛狼听到召唤后向着头狼所在位置开始奔袭，若猛狼在奔袭的过程中发现目标函数值小于头狼的个体，则该个体代替当前头狼成为新的头狼，并继续发起召唤行为；步骤6：在猛狼向头狼奔袭的过程中，当猛狼奔袭至与头狼之间的距离小于由汉明距离所定义的围攻判别距离时，猛狼发起围攻行为；步骤7：将所有个体按目标函数值从小到大再次排序，将目标函数值最小的个体作为下一代的头狼个体，将目标函数数值最差的β*N个个体淘汰后重新初始化生成，继续执行步骤4，直到达到最大迭代次数为止。

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