6、基于VNS算法解决多级带积压的产能批量问题

基于VNS算法解决多级带积压的产能批量问题

1. 引言

多级带积压的产能批量问题（MLCLSP）是经典产能批量问题（CLSP）的扩展。CLSP只确定生产批次的规模，不考虑批次顺序，且设置时间和机器产能有限。MLCLSP则假设制造过程在多级机器上进行，目标是制定最终产品及其组件的生产计划，避免交付延迟并最小化库存成本。最初的MLCLSP要求无延迟满足需求，后来的扩展允许成品积压，这大大增加了问题的复杂度。

本文研究带积压和产品族设置时间的MLCLSP，旨在开发模型和算法，在几分钟内实现多级系统的优化生产计划，以满足工业实践的需求。为此，提出了一种将可变邻域搜索（VNS）与CPLEX求解器相结合的混合方法。

2. 研究现状

• LugNP框架 ：Wu等人开发的LugNP框架，使用两种新的MIP重新表述，结合上下界技术和NP方法，有效引导搜索到解空间中最有前景的区域。
• VNDS算法 ：Zhao等人使用的可变邻域分解搜索（VNDS）与CPLEX MIP求解器集成，能解决40个项目、16个周期和6种资源的问题。
• 类似混合方法 ：Seeanner等人提出的结合可变邻域分解搜索和固定优化（FO）启发式的方法，可处理数百个项目和12个时间周期的实际问题，但计算时间较长。
• HMPGA算法 ：Toledo等人的混合多群体遗传算法（HMPGA），结合多群体遗传算法、FO启发式和CPLEX求解器，在大多数测试集上表现优于其他两种竞争方法。