[发明专利]一种多目标柔性作业车间调度用混合遗传方法

权利要求书

1.一种多目标柔性作业车间调度用混合遗传方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：进行编码种群初始化，并确定种群大小P、迭代次数T和邻域搜索VT的次数；

步骤S2：采用OS随机编码方法和MA全局顺序编码方法分别对工件进行编码，再按照OS随机编码的顺序进行解码，按最小时间线将每道工序在该工序上的可选加工机器上进行加工，直至所有工序都按最小时间线进行加工，并匹配对应的MA顺序，随机选择OS随机编码中的OS序列，采用GSE选择与随机选择相结合的方法选择得出MA序列；

步骤S3：计算序列中的每个染色体的适应度值，使用快速非支配排序方法计算当前总体的Pareto最优解集，根据每个染色体的Pareto排序和拥挤距离，将种群中排序前20％的染色体保存到Pareto档案PA中；

步骤S4：判断是否满足收敛标准，若满足任一项收敛标准，则结束输出Pareto最优解；否则执行步骤S5；

步骤S5：进行OS序列和MA序列中向量OS和向量MA的交叉操作，并计算Pareto最优解集并更新PA；

步骤S6：进行编码序列中向量OS和向量MA的变异操作，并更新PA；

步骤S7：在PA中针对OS序列和MA序列进行邻域搜索，邻域结构表示为VNS[i]，设置迭代次数VT，按照VNS1至VNS4的顺序依次进行邻域搜索，每次得到一个较优的解x’，若x’优于x*，则结束本次循环，进入下一次循环，直到达到迭代次数VT为止，输出Pareto最优解，完成车间调度。

2.如权利要求1所述的一种多目标柔性作业车间调度用混合遗传方法，其特征在于，所述步骤S2中所述OS随机编码按照工件号出现的顺序进行各工序的加工顺序编码，编码长度为L₁；所述MA全局顺序编码依据每个工件工序的可选加工机器数为每个工件的编码值，编码长度为L₂，且L₁＝L₂。

3.如权利要求1所述的一种多目标柔性作业车间调度用混合遗传方法，其特征在于，所述步骤S3计算编码种群中的每个个体解的Paroto排名i_rank和拥挤距离D_i，其中拥挤距离D_i的计算公式为：

d_i,j＝|F₁(i)-F₁(j)|+|F₂(i)-F₂(j)|+|F₃(i)-F₃(j)| (1)

D_i＝min{d_i,k} (k＝1,…,n；k≠i) (2)

其中，n是工件数目，d_i,j是具有相同Pareto排名的解的距离。

4.如权利要求1所述的一种多目标柔性作业车间调度用混合遗传方法，其特征在于，所述步骤S4所述的收敛标准为：

迭代次数T达到给定的上限L；

连续迭代没有新的最优解产生。

5.如权利要求1所述的一种多目标柔性作业车间调度用混合遗传方法，其特征在于，所述步骤S5中向量OS的交叉过程如下：

步骤S501：在OS随机编码种群中取出n个父代染色体，依此记为P₁，P₂，…P_n，其中n表示工件的总数；

步骤S502：在P_i中依次取出第i个工件的各道工序，将其复制到子代C_i中，其基因位置保持不变，其中i＝1,…，n；

步骤S503：将P_i中除第i+1个工件以外的其他工件按照工序顺序依次复制给子代C_i+1，其中i＝1,…，n-1；最后将P_n中的除第1个工件以外的其他工件按其工序顺序复制给子代C_i；

步骤S504：得到子代染色体C₁，C₂，…C_n。