双机流水车间外包与调度联合优化问题的混合变邻域搜索算法
发布时间：2021-01-22 16:25
针对最小化内部完工期与总外包费用的双机流水车间外包与调度联合优化问题,开发了一种混合变邻域搜索算法。在该算法中,采用工件剔除型启发式方法产生初始联合决策解;基于3种新型邻域结构提出了最佳改进式局部搜索规程;引入概率式准则来决定下轮迭代的目标搜索邻域。通过算法校准实验分析,探索出合适的邻域变更次序和温度参数的计算方式。通过与CPLEX软件、隐枚举测试程序对比显示,对于工件数不超过30的算例,校准后所提算法求得最优解的耗用时间更少。通过与遗传算法、模拟退火算法、和声搜索3种对比算法在工件数不少于100的算例上进行对比发现,所提算法经校准后,在求解质量和解的鲁棒性上均具有显著优势。
【文章来源】：计算机集成制造系统. 2019,25(05)北大核心
【文章页数】：21 页
【部分图文】：
VN5算法的基本流幸鉴
第５期刘乐等：双机流水车间外包与调度联合优化问题的混合变邻域搜索算法叠（即不存在统计意义上的显著差异），但在指标ＲＰＤ的均值比较中，ｅｘＯ＆Ｉ→ｉｎｓＯ２Ｉ→ｉｎｓＩ２Ｏ还是以微弱优势胜出。可见，ｅｘＯ＆Ｉ→ｉｎｓＯ２Ｉ→ｉｎ－ｓＩ２Ｏ更适宜作为ＨＶＮＳ算法中的邻域变更次序。事实上，邻域的变更次序在一定程度上取决于各邻域结构的内存使用量［３６］，邻域结构对内存的消耗量越大，该邻域对优化性质的利用越充分，对其内部解的搜索质量越高，相同“抖动”次数下搜索到更高质量邻近解的几率就越大。由于无需对新的内部工件集重新排序，邻域ｉｎｓＩ２Ｏ的内存使用量最少。另外，两种邻域都需对新的内部工件集按照Ｊｏｈｎｓｏｎ规则重新排序，但就对内存的消耗而言，邻域ｅｘＯ＆Ｉ比ｉｎｓＯ２Ｉ更大。因此，邻域ｅｘＯ＆Ｉ应以相对更高的概率成为下轮迭代的目标搜索邻域。在ＢＶＮＳ变体算法中，Ｎ１成为下轮迭代的目标邻域的可能性最高，Ｎ２次之，Ｎηｍａｘ成为下轮迭代的目标邻域的可能性最低，这也就从理论上解释了ｅｘＯ＆Ｉ→ｉｎｓＯ２Ｉ→ｉｎｓＩ２Ｏ作为ＨＶＮＳ算法中邻域变更次序的合理性。在校准后的ＨＶＮＳ算法中，确定邻域变更次序为ｅｘＯ＆Ｉ→ｉｎｓＯ２Ｉ→ｉｎｓＩ２Ｏ，λ的取值为０．１。４．３求解精度实验分析下面以相对求解精度（ＲＳＡ）为量化指标分析校准后ＨＶＮＳ算法在小规模ＴＦＳＯＳＰＩＭ＋ＴＯＣ算例上的优化精度表现。对于每个算例，校准后ＨＶＮＳ算
第５期刘乐等：双机流水车间外包与调度联合优化问题的混合变邻域搜索算法叠（即不存在统计意义上的显著差异），但在指标ＲＰＤ的均值比较中，ｅｘＯ＆Ｉ→ｉｎｓＯ２Ｉ→ｉｎｓＩ２Ｏ还是以微弱优势胜出。可见，ｅｘＯ＆Ｉ→ｉｎｓＯ２Ｉ→ｉｎ－ｓＩ２Ｏ更适宜作为ＨＶＮＳ算法中的邻域变更次序。事实上，邻域的变更次序在一定程度上取决于各邻域结构的内存使用量［３６］，邻域结构对内存的消耗量越大，该邻域对优化性质的利用越充分，对其内部解的搜索质量越高，相同“抖动”次数下搜索到更高质量邻近解的几率就越大。由于无需对新的内部工件集重新排序，邻域ｉｎｓＩ２Ｏ的内存使用量最少。另外，两种邻域都需对新的内部工件集按照Ｊｏｈｎｓｏｎ规则重新排序，但就对内存的消耗而言，邻域ｅｘＯ＆Ｉ比ｉｎｓＯ２Ｉ更大。因此，邻域ｅｘＯ＆Ｉ应以相对更高的概率成为下轮迭代的目标搜索邻域。在ＢＶＮＳ变体算法中，Ｎ１成为下轮迭代的目标邻域的可能性最高，Ｎ２次之，Ｎηｍａｘ成为下轮迭代的目标邻域的可能性最低，这也就从理论上解释了ｅｘＯ＆Ｉ→ｉｎｓＯ２Ｉ→ｉｎｓＩ２Ｏ作为ＨＶＮＳ算法中邻域变更次序的合理性。在校准后的ＨＶＮＳ算法中，确定邻域变更次序为ｅｘＯ＆Ｉ→ｉｎｓＯ２Ｉ→ｉｎｓＩ２Ｏ，λ的取值为０．１。４．３求解精度实验分析下面以相对求解精度（ＲＳＡ）为量化指标分析校准后ＨＶＮＳ算法在小规模ＴＦＳＯＳＰＩＭ＋ＴＯＣ算例上的优化精度表现。对于每个算例，校准后ＨＶＮＳ算
【参考文献】：
期刊论文
[1]单机单转包商调度与外包联合优化问题的改进启发式算法[J]. 刘乐. 运筹与管理. 2017(11)
[2]带转包选项的自由作业排序[J]. 陈荣军,唐国春. 数学进展. 2017(02)
[3]可转包两台流水作业机排序的近似算法[J]. 陈光亭,陈蕾,张安,陈永. 运筹学学报. 2016(04)
[4]基于自适应变邻域搜索算法的一类混合流水车间调度问题[J]. 李坤,徐铮,田慧欣. 系统工程. 2015(11)
[5]具有外包选择的无等待流水线干扰修复模型[J]. 薄洪光,张鑫,潘裕韬. 系统管理学报. 2015(04)
[6]可转包的两机自由作业排序问题(英文)[J]. 陈荣军,唐国春. 数学进展. 2014(06)
[7]求解作业车间JIT调度问题的VNS/MP混合算法[J]. 杨宏安,齐亮亮,李锦远,王宏浩. 计算机集成制造系统. 2014(02)
本文编号：2993545
【文章来源】：计算机集成制造系统. 2019,25(05)北大核心
【文章页数】：21 页
【部分图文】：
VN5算法的基本流幸鉴
第５期刘乐等：双机流水车间外包与调度联合优化问题的混合变邻域搜索算法叠（即不存在统计意义上的显著差异），但在指标ＲＰＤ的均值比较中，ｅｘＯ＆Ｉ→ｉｎｓＯ２Ｉ→ｉｎｓＩ２Ｏ还是以微弱优势胜出。可见，ｅｘＯ＆Ｉ→ｉｎｓＯ２Ｉ→ｉｎ－ｓＩ２Ｏ更适宜作为ＨＶＮＳ算法中的邻域变更次序。事实上，邻域的变更次序在一定程度上取决于各邻域结构的内存使用量［３６］，邻域结构对内存的消耗量越大，该邻域对优化性质的利用越充分，对其内部解的搜索质量越高，相同“抖动”次数下搜索到更高质量邻近解的几率就越大。由于无需对新的内部工件集重新排序，邻域ｉｎｓＩ２Ｏ的内存使用量最少。另外，两种邻域都需对新的内部工件集按照Ｊｏｈｎｓｏｎ规则重新排序，但就对内存的消耗而言，邻域ｅｘＯ＆Ｉ比ｉｎｓＯ２Ｉ更大。因此，邻域ｅｘＯ＆Ｉ应以相对更高的概率成为下轮迭代的目标搜索邻域。在ＢＶＮＳ变体算法中，Ｎ１成为下轮迭代的目标邻域的可能性最高，Ｎ２次之，Ｎηｍａｘ成为下轮迭代的目标邻域的可能性最低，这也就从理论上解释了ｅｘＯ＆Ｉ→ｉｎｓＯ２Ｉ→ｉｎｓＩ２Ｏ作为ＨＶＮＳ算法中邻域变更次序的合理性。在校准后的ＨＶＮＳ算法中，确定邻域变更次序为ｅｘＯ＆Ｉ→ｉｎｓＯ２Ｉ→ｉｎｓＩ２Ｏ，λ的取值为０．１。４．３求解精度实验分析下面以相对求解精度（ＲＳＡ）为量化指标分析校准后ＨＶＮＳ算法在小规模ＴＦＳＯＳＰＩＭ＋ＴＯＣ算例上的优化精度表现。对于每个算例，校准后ＨＶＮＳ算
第５期刘乐等：双机流水车间外包与调度联合优化问题的混合变邻域搜索算法叠（即不存在统计意义上的显著差异），但在指标ＲＰＤ的均值比较中，ｅｘＯ＆Ｉ→ｉｎｓＯ２Ｉ→ｉｎｓＩ２Ｏ还是以微弱优势胜出。可见，ｅｘＯ＆Ｉ→ｉｎｓＯ２Ｉ→ｉｎ－ｓＩ２Ｏ更适宜作为ＨＶＮＳ算法中的邻域变更次序。事实上，邻域的变更次序在一定程度上取决于各邻域结构的内存使用量［３６］，邻域结构对内存的消耗量越大，该邻域对优化性质的利用越充分，对其内部解的搜索质量越高，相同“抖动”次数下搜索到更高质量邻近解的几率就越大。由于无需对新的内部工件集重新排序，邻域ｉｎｓＩ２Ｏ的内存使用量最少。另外，两种邻域都需对新的内部工件集按照Ｊｏｈｎｓｏｎ规则重新排序，但就对内存的消耗而言，邻域ｅｘＯ＆Ｉ比ｉｎｓＯ２Ｉ更大。因此，邻域ｅｘＯ＆Ｉ应以相对更高的概率成为下轮迭代的目标搜索邻域。在ＢＶＮＳ变体算法中，Ｎ１成为下轮迭代的目标邻域的可能性最高，Ｎ２次之，Ｎηｍａｘ成为下轮迭代的目标邻域的可能性最低，这也就从理论上解释了ｅｘＯ＆Ｉ→ｉｎｓＯ２Ｉ→ｉｎｓＩ２Ｏ作为ＨＶＮＳ算法中邻域变更次序的合理性。在校准后的ＨＶＮＳ算法中，确定邻域变更次序为ｅｘＯ＆Ｉ→ｉｎｓＯ２Ｉ→ｉｎｓＩ２Ｏ，λ的取值为０．１。４．３求解精度实验分析下面以相对求解精度（ＲＳＡ）为量化指标分析校准后ＨＶＮＳ算法在小规模ＴＦＳＯＳＰＩＭ＋ＴＯＣ算例上的优化精度表现。对于每个算例，校准后ＨＶＮＳ算
【参考文献】：
期刊论文
[1]单机单转包商调度与外包联合优化问题的改进启发式算法[J]. 刘乐. 运筹与管理. 2017(11)
[2]带转包选项的自由作业排序[J]. 陈荣军,唐国春. 数学进展. 2017(02)
[3]可转包两台流水作业机排序的近似算法[J]. 陈光亭,陈蕾,张安,陈永. 运筹学学报. 2016(04)
[4]基于自适应变邻域搜索算法的一类混合流水车间调度问题[J]. 李坤,徐铮,田慧欣. 系统工程. 2015(11)
[5]具有外包选择的无等待流水线干扰修复模型[J]. 薄洪光,张鑫,潘裕韬. 系统管理学报. 2015(04)
[6]可转包的两机自由作业排序问题(英文)[J]. 陈荣军,唐国春. 数学进展. 2014(06)
[7]求解作业车间JIT调度问题的VNS/MP混合算法[J]. 杨宏安,齐亮亮,李锦远,王宏浩. 计算机集成制造系统. 2014(02)
本文编号：2993545
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