[发明专利]一种基于轮盘赌和遗传算法的批调度方法

权利要求书

1.一种基于轮盘赌和遗传算法的批调度方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤A：初始化种群P的规模N，交叉概率p_c，交叉分布指数η_c，变异概率p_m，变异分布指数η_m，最大迭代次数T_max，当前迭代次数t＝1；工件集合J＝{J₁,J₂,＝,J_n}，机器集合M＝{M₁,M₂,…,M_m}，其中S_i≤S_i+1，i∈[1,m-1]，S_i为机器M_i的容量；

步骤B：基于轮盘赌规则生成N个调度方案，得到初始种群P，其中所述步骤B中生成调度方案的方法为：

步骤i：创建工件的禁忌列表TJL＝[1,2,...,n]，初始化种群中的个体o＝1，初始化迭代次数i＝1，候选列表j＝1，集合

步骤ii：如果TJL_j＝0，转至步骤iv；否则，转至步骤iii；

步骤iii：如果s_j≤S_i，将工件J_j放入集合L_i，转至步骤iv，否则，转至步骤iv；其中，s_j为J_j工件的尺寸；

步骤iv：如果jn，令j＝j+1，返回步骤ii，否则，转至步骤v；

步骤v：如果计算C_i/K_i，将机器M_i加入集合MS，转至步骤vi；否则转至步骤vi；其中，C_i表示机器M_i的完成时间，K_i表示机器M_i单位时间的污染成本；

步骤vi：如果im，令i＝i+1，j＝1，返回步骤ii，否则，转至步骤vii；

步骤vii：在集合MS中，基于C_a/K_a的数值使用轮盘赌规则选出一台机器M_a，在该机器上构建新批B_ba，B_ba表示机器M_a上的第b个批，b＝|M_a|+1，|M_a|表示机器M_a上当前批的数量，构建当前批的候选列表L_ba＝L_a，构建备选列表c＝1；

步骤viii：对于候选列表L_ba中的第c个工件如果

则将工件放入备选列表LL_ba中，执行步骤ix，否则执行步骤ix；

其中，C_ba为批B_ba的完成时间，D_ba为批B_ba的截止时间，为工件的到达时间，ST_ba为批B_ba的到达时间，为工件的加工时间，为工件的截止时间；

步骤ix：如果c|L_ba|，c＝c+1，返回步骤viii，否则转至步骤x；

步骤x：如果令LL_ba＝L_ba，转至步骤xi；否则转至步骤xi；

步骤xi：计算备选列表LL_ba中所有工件的工件特征概率信息，以特征信息的数值基于轮盘赌规则从备选列表LL_ba中选出一个工件J_j，将工件J_j放入当前批B_ba；

步骤xii：更新禁忌列表TJL_j＝0，如果TJL≠[0,0,...,0]，转至步骤xiii；否则转至xiv

步骤xiii：更新候选列表L_ba，如果令c＝1，返回步骤viii；否则，令i＝1，j＝1，返回步骤ii；

步骤xiv：保存种群中的第o个个体P_o，如果oN，令o＝o+1，i＝1，j＝1，返回步骤ii；否则输出种群P；

步骤C：对种群P中的每个个体中的工件进行编码；

步骤D：基于工件的编码值，随机选择两个个体进行交叉得到新的个体，直到遍历所有个体，所述步骤D所述的交叉操作的方法为：

步骤I：初始化交叉概率p_c和交叉分布指数η_c，令j＝1，令集合

步骤II：从第t代种群P中随机选择两个个体和a,b∈[1,N]；随机生成一个交叉随机数，如果交叉随机数小于交叉概率p_c，则转至步骤III，否则，令转至步骤V；

步骤III：计算交叉后的工件编码

其中，γ_j为模拟二进制变量，x_aj(t)为第t代个体中的工件J_j的编码值，为第t代交叉后的子代个体中的工件J_j编码值，x_bj(t)为第t代个体中的工件J_j的编码值，为第t代交叉后的子代个体中的工件J_j编码值；u_j为0～1之间的随机数，即u_j∈U(0,1)；

步骤IV：如果jn，则j＝j+1，返回步骤III，否则，转至步骤V；

步骤V：将和加入集合Pt，如果令j＝1，返回步骤II，否则，输出种群P的子代个体集合

步骤E：对交叉后的个体进行变异操作，根据交叉变异后的编码值得到子代个体，所述步骤E所述的变异操作包括以下步骤：

步骤a：初始化突变概率p_m和突变分布指数η_m，令j＝1，o＝1；

步骤b：对于子代个体中的工件J_j，生成突变随机数，如果突变随机数超过突变概率，则转至步骤c，否则转至步骤e；

步骤c：更新工件J_j的编码值

其中，β_j为突变参数，为第t代种群中的第o个子代个体中的工件J_j的编码值，为子代个体中的工件J_j变异操作后的编码值，u_j∈U(0,1)为随机数；

步骤d：如果jn，则令j＝j+1，返回步骤c，否则，转至步骤e；

步骤e：如果oN，令o＝o+1，j＝1，返回步骤b；否则，输出子代个体的编码值集合；

步骤F：基于环境选择从父代个体和子代个体中选出N个调度方案得到子代种群P′；

步骤G：如果tT_max，令t＝t+1，P＝P′，返回步骤C，否则输出最优解集合P′。