基于改进生物迁徙算法的双资源柔性作业车间节能调度问题

来源：计算机集成制造系统杂志2024年第9期北京时间：

作者：刘璐, 宋海草, 姜天华, 邓冠龙, 巩庆涛

单位：1.鲁东大学交通学院2.鲁东大学山东省海上航天装备技术创新中心3.山东工商学院管理科学与工程学院4.鲁东大学信息与电气工程学院5.鲁东大学蔚山船舶与海洋学院

摘要：节能调度是面向绿色制造的车间调度问题,已成为制造领域的研究热点。针对具有机器和工人双资源约束的柔性作业车间,综合考虑工人学习效应和工件运输时间的影响,以最小化车间能耗为目标,提出一种改进的生物迁徙算法(MBMA)。该算法采用基于工件-机器-工人的三段式编码方法表示调度解,并设计了一种种群初始化方法,以改善初始调度解的质量。考虑到基本生物迁徙算法无法直接应用于离散车间调度问题,提出一种基于交叉操作的离散迁徙算子,使算法能够直接在离散调度空间内进行搜索。此外,在迁徙算子中引入转换概率动态调整策略,以平衡算法探索与开发能力,另外增加了一种记忆池机制,避免算法过早收敛。对于个体更新算子,设计了一种局部搜索算法嵌入其中,以增强算法局部搜索能力。大量实验结果表明,MBMA算法的计算结果优于其他算法。

关键词：双资源约束,工人学习效应,工件运输时间,柔性作业车间,节能调度,生物迁徙算法,绿色制造

基金资助：山东省重大创新工程资助项目(2020CXGC010702,2021CXGC010702);山东省自然科学基金面上资助项目(ZR2021MG008);山东省高等学校青创科技支持计划资助项目(2019KJN002);烟台市科技计划资助项目(2021XDHZ072);山东工商学院引进博士基金资助项目(BS201938)。