37、工业调度与故障诊断算法研究

工业调度与故障诊断算法研究

1. 柔性作业车间调度问题（FJSP）及混合遗传算法

在生产制造中，柔性作业车间调度问题（FJSP）旨在为每个工序选择最合适的机器，并确定最佳的加工顺序和时间安排，以提高系统性能。该问题主要包含两个子问题：机器选择和工序排序。在解决FJSP时，通常以最小化完工时间为目标函数，并根据适应度值评估结果。

为了解决FJSP，采用了混合遗传算法与禁忌搜索相结合的方法，其算法流程图如下：

graph LR
    A[开始] --> B[随机初始化种群]
    B --> C[编码（MSOS）]
    C --> D[解码]
    D --> E[选择操作]
    E --> F[交叉操作]
    F --> G[变异操作]
    G --> H[禁忌搜索]
    H --> I{是否满足终止条件}
    I -- 是 --> J[输出结果]
    I -- 否 --> E
    J --> K[结束]

1.1 锦标赛加选择操作

锦标赛加选择操作基于优化个体选择和锦标赛选择。从种群中选择k条染色体进行适应度值比较，将最优个体放入选择池，直到选择池溢出20%后进行排序。

实验使用C#在Visual Studio Code中编程，采用Hurink设计的FJSP测试问题。比较了锦标赛选择、优化个体选择和锦标赛加选择三种方法，种群大小为100，最大迭代次数为50，程序连续运行20次。实验结果如下表所示：
| Qu. | n × m