基于离散教与学算法的分布式预制流水车间调度研究

来源：计算机测量与控制杂志2021年第12期北京时间：

作者：曹劲松,熊福力

单位：西安建筑科技大学 信息与控制工程学院

摘要：分布式工厂生产形式对提高预制构件生产效率、保证订单按时交付、降低企业拖期交货惩罚费用具有重要的意义。因此针对分布式预制构件流水车间调度问题，以最小化订单总拖期惩罚为目标建立了数学优化模型，并基于双层整数编码方式提出了一种离散教与学算法（DTLBO）。在算法初始化阶段，采用启发式规则和随机生成融合策略改善初始解的质量，进而增加算法的寻优效率；在教学阶段，结合问题模型特点，设计了顶层替换、底层替换两种邻域构造，促进教师解对学生解的引导优化；在学习阶段，通过变异算子和交叉算子让学生解之间相互学习更新，进一步提升算法的局部开发和全局探索能力。试验结果表明，与遗传算法和变邻域搜索算法对比，提出的DTLBO算法具有更好的求解性能和鲁棒性。最后与实际生产过程常用的经验启发式调度方法相比，提出算法在目标值上表现出不低于10%的平均改进率，有望显著增加预制构件制造企业净利润并提高客户满意度，能够为企业管理者提供更佳合理的生产调度方案。

关键词：教与学算法;分布式流水车间调度;交叉算子;变异算子;拖期惩罚

基金资助：国家自然科学基金资助项目(61473216),陕西省自然科学基础研究计划资助项目(2020JM-489),陕西省教育厅自然科学基金资助项目(17JK0459),陕西省重点研发计划项目(2021GY-066)。