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总拖期问题(Total Tardiness Problem,TTP)是调度问题中的经典难题。单机总拖期问题(Single Machine Total Tardiness Problem,1//T)和并行多机总拖期问题(Parallel Identical Machine Total Tardiness Problem,P//T)是许多学者研究的重点问题。然而,P//T更加符合实际生产,由于机器数量的增加必然使得加工的调度更加复杂。因此,调度工作确保尽可能准时交货,或者将总拖期降到最低,成为一大难题。蚁群算法(Ant Colony Optimization,ACO)提出至今,因为其优秀的搜索寻优特性被广泛的应用于组合优化问题,也曾被不同学者应用于单机总拖期问题。
本文在蚁群算法的基础上,针对并行多机总拖期问题的特性,提出了基于启发式规则的改进蚁群算法,并对算法进行了性能优化。其内容包括:
首先,对TTP,P//T和ACO的研究历史,现状进行了研究综述。总结了P/T的最优解调度性质,以及介绍了目前求解P//T的优秀算法。
其二,设计了将ACO用于求解P//T的复杂解构造模型和简单解构造模型。简单解构造模型在复杂解构造模型的基础上,利用P//T的数学模型以及无差别机器特性而提出。
其三,针对ACO求解P//T,提出了基于P//T分解原则的侯选列表构造方法,信息素更新策略以及改进局部搜索算法。
其四,设计了求解P//T的ACO算法实验,验证了算法的准确性,稳定性,和有效性,并且和以往算法进行仿真对比实验。同时也对ACO的参数设置优化进行了初步的研究。
最后,实验显示本文提出的改进ACO算法比以往的算法在不同程度上有所提高。