车间调度c语言,基于禁忌搜索算法求解车间作业调度问题.pdf

基于禁忌搜索算法求解车间作业调度问题.pdf

第 30卷 第 3期 兰 州 交 通 大 学 学 报 V01．3ONo．3

2011年 6月 Journal0fLanzhouJiaotongUniversity June2011

文章编号：1001—4373(2011)03—0079—07

基于禁忌搜索算法求解车间作业调度问题

戚 峰 ， 俞晶菁， 黄召杰

(兰州交通大学 交通运输学院，甘肃 兰州 730070)

摘 要：考虑了一个有限经济批量和交货时间计划的车间作业调度问题．在这条供应链上包含两个大的部门(生产

h．v-部门和组装部 门)；多种工件首先需要经过加工部 门多个车间的加工，然后送到组装部 门组装成为成品；目标

是如何组织安排各种工件在各个车间的各个机器上的加工顺序和加工开始 时间使得此供应链上单位时间内的运

输费，组装费和存储费用最小．此问题是一个NP难问题，为了找到满意解，本文利用禁忌搜索算法来解决此问题，

并用MATLAB软件编写求解此问题的算法程序．从算法的数值试验过程来看，禁忌搜索的效率和效果均令人满

意．

关键词：运筹学；车间作业调度；禁忌搜索算法；供应链

中图分类号：0221．2 文献标志码 ：A

回搜索，并通过特赦准则来赦免一些被禁忌的优 良

0 引言

状态，进而保证多样化的有效探索；相对于遗传算

车间作业调度 (Job-shopScheduling，JSSP)问 法，禁忌搜索具有收敛速度快、局部搜索能力较强、

题，是一个 NP难(NP'hard)问题 ，是 目前研究最广 较好的爬山能力等特点，已经成功的解决了许多组

泛的一类调度问题 ，是最难的组合优化问题之一，也 合优化问题；在文献[7-8]中利用禁忌搜索算法对两

是计算机集成系统 (CIMS)和企业资源计划(ERP) 个相对简单的车间作业调度问题进行了求解，均取

领域中研究的重要课题 ，具有重大的现实意义和深 得了较好的效果；本文尝试利用禁忌搜索算法来求

远的理论意义．车间作业调度问题大致可以描述为： 解Es]中的这个复杂的车间作业调度问题，以期在算

有M 台机器和N个工件，由于工件的加工工艺要 法的效率、收敛性和问题的评价值三方面取得满意

求，每个工件使用M 台机器的顺序以及每道工序所 的结果．

花费的时间给定，如何安排每台机器上工件的加工

1 问题陈述

顺序，使得某种指标(如总的完工时间)最小．

长期以来解决JSSP问题的方法以启发式算法 文献Es]中考虑的是一个供应链，在这条供应链

为主，相对来说又以遗传算法居多，象文献 [1—5]均 中，总体分为两个大的部分：加工部门和组装部门．

是基于遗传算法来求解；该算法鲁棒性强，适应性 加工部 门的生产者在一条灵活的流水线上生产多种

好，已在各领域得到了广泛的应用 ，相对于传统优化 工件 (或者零部件)，每种工件必须经过m种工艺才

算法显示出强大的优势；尽管遗传算法在许多领域 能完成；每种工艺在不同的车间中完成，每个车间里

取得很大成功，但也存在着严重不足，如早熟现象与 有相同且相同地位的机器，每种工件的某种工艺只

欺骗问题，不能很好保持个体的多样性等，从而影响 能在相应工艺车间的某一台机器上加工且一次完

了其在一些领域中的正确性与有效性．禁忌搜索的 成；每个车间对每种工件有确定的需求率和生产率，

思想最早由Glover(1986)提出[6]，它是对局部临域 上一个车间完成之后，如果下一个车间不需要则需

搜索的一种扩展，是一种逐步寻优算法，是对人类智