[发明专利]基于离散鲸鱼算法求解低碳车间调度问题的方法

说明书

本发明公开了一种基于离散鲸鱼算法求解低碳车间调度问题的方法，首先构建柔性作业车间低碳调度问题模型；建立柔性作业车间低碳调度问题的目标函数，将目标函数直接作为离散鲸鱼算法的适应度函数；混合式方法生成初始车间调度解集，作为离散鲸鱼算法的初始种群；计算初始种群中所有个体的适应度函数，找到并保存当前最优个体，并对离散鲸鱼算法的参数初始化；对所有种群个体进行迭代更新；对当前最优个体执行领域搜索操作，最终输出最优个体，及最优个体对应的适应度函数值，进而获得低碳车间调度问题的最佳调度方案。本发明解决了现有技术中存在的低碳调度这种新的可持续制造模式下包括能耗在内的多目标复杂优化的问题。

技术领域

本发明属于作业调度技术领域，具体涉及一种基于离散鲸鱼算法求解低碳车间调度问题的方法。

背景技术

在目前的柔性作业车间调度问题上，企业面临的压力主要是降低成本和减少污染两个方面。因此，作为生产系统的重要环节调度，也不再局限于只考虑成本、时间和效率这些传统目标，需要进一步统筹考虑能源消耗等问题。而低碳调度作为一种新的可持续制造模式，可以很好地解决包括能耗在内的多目标复杂优化问题，逐步受到学者们的广泛关注。尽管如此，目前有关低碳调度的研究还是相对较少。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于离散鲸鱼算法求解低碳车间调度问题的方法，解决了现有技术中存在的低碳调度这种新的可持续制造模式下包括能耗在内的多目标复杂优化的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种基于离散鲸鱼算法求解低碳车间调度问题的方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、构建柔性作业车间低碳调度问题模型：包括车间低碳调度问题问题描述、模型假设及构建；

步骤2、建立柔性作业车间低碳调度问题的目标函数，将目标函数直接作为离散鲸鱼算法的适应度函数；

步骤3、柔性作业车间低碳调度问题的调度解的编码方式采用等长两段式编码方式；

步骤4、混合式方法生成初始车间调度解集，作为离散鲸鱼算法的初始种群；

步骤5、计算种群中所有个体的适应度函数，找到并保存当前最优个体，并对离散鲸鱼算法的参数初始化；

步骤6、用离散鲸鱼算法对所有种群个体进行迭代更新；

步骤7、对当前最优个体执行领域搜索操作，判断是否满足当前迭代次数大于最大迭代次数，若满足执行步骤8，若不满足，则对前迭代次数加一，执行步骤5；

步骤8、输出最优个体，及最优个体对应的适应度函数值，进而获得低碳车间调度问题的最佳调度方案。

本发明的特点还在于，

步骤1中：

(1)问题描述如下：

n个工件在m台加工设备上安排加工，其中每一个工件具有一道以上的加工工序，同一个工件的工序之间具有固定的加工顺序，且一个工序可以在一台以上的设备上完成加工，选取加工成本和碳排放成本之和最小为目标；

(2)模型假设如下：

工件和设备在初始时刻都可用；

每台设备同时只能加工一个工件；

工件加工过程不能中断；

工件运输时间和安装时间均忽略不计；

不同工件之间相互独立；

(3)模型构建具体如下：