基于petri網(wǎng)與ga―pso算法的fms優(yōu)化調(diào)度

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1、為了確?！敖虒W(xué)點(diǎn)數(shù)字教育資源全覆蓋”項(xiàng)目設(shè)備正常使用，我校做到安裝、教師培訓(xùn)同步進(jìn)行。設(shè)備安裝到位后，中心校組織各學(xué)點(diǎn)管理人員統(tǒng)一到縣教師進(jìn)修學(xué)校進(jìn)行培訓(xùn)，熟悉系統(tǒng)的使用和維護(hù)?；赑etri網(wǎng)與GA―PSO算法的FMS優(yōu)化調(diào)度　　摘要：針對柔性制造系統(tǒng)調(diào)度難題，提出了一種基于Petri網(wǎng)與改進(jìn)遺傳-粒子群算法相結(jié)合的優(yōu)化調(diào)度方法。利用Petri網(wǎng)對柔性制造系統(tǒng)進(jìn)行建模，在分析傳統(tǒng)調(diào)度算法的基礎(chǔ)上提出了一種改進(jìn)遺傳-粒子群混合算法對建立的模型進(jìn)行調(diào)度。通過調(diào)度驗(yàn)證表明，該算法能有效地解決多品種、小批量的柔性制造系統(tǒng)仿真時(shí)的調(diào)度問

2、題?！　￡P(guān)鍵詞：柔性制造系統(tǒng)；調(diào)度；Petri網(wǎng)；遺傳算法；粒子群算法　　中圖分類號：TP311文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1009--0046-02　　1概述　　柔性制造系統(tǒng)的典型特點(diǎn)是系統(tǒng)中時(shí)刻存在著異步推進(jìn)的不同工藝流。在提高系統(tǒng)生產(chǎn)靈活性的同時(shí)，也對系統(tǒng)管理提出了很多新的挑戰(zhàn)[1]。在一定的約束條件下，如何統(tǒng)籌安排系統(tǒng)的制造行為，以獲得最優(yōu)的系統(tǒng)運(yùn)行效率，這就是所謂的FMS優(yōu)化調(diào)度問題[2]。針對上述FMS調(diào)度編碼和收斂速率問題，本文設(shè)計(jì)了一種改進(jìn)的GA-PSO算法求解FMS調(diào)度問題。　　2改進(jìn)的GA-PSO的調(diào)度算法　　染

3、色體編碼為了充分發(fā)揮“教學(xué)點(diǎn)數(shù)字教育資源全覆蓋”項(xiàng)目設(shè)備的作用，我們不僅把資源運(yùn)用于課堂教學(xué)，還利用系統(tǒng)的特色欄目開展課外活動(dòng)，對學(xué)生進(jìn)行安全教育、健康教育、反邪教教育等豐富學(xué)生的課余文化生活。為了確?！敖虒W(xué)點(diǎn)數(shù)字教育資源全覆蓋”項(xiàng)目設(shè)備正常使用，我校做到安裝、教師培訓(xùn)同步進(jìn)行。設(shè)備安裝到位后，中心校組織各學(xué)點(diǎn)管理人員統(tǒng)一到縣教師進(jìn)修學(xué)校進(jìn)行培訓(xùn)，熟悉系統(tǒng)的使用和維護(hù)。　　因?yàn)镻SO與GA的操作對象及進(jìn)化策略并不相同，需拷貝兩份初始染色體編碼以用于后續(xù)的進(jìn)化計(jì)算，更新粒子當(dāng)前的適應(yīng)度值。GA中染色體的編碼采用整數(shù)的雙層編碼[3]

4、?！　∵m應(yīng)度函數(shù)　　本文設(shè)計(jì)的適應(yīng)度函數(shù)為，其中為所有工序加工時(shí)間之和，為進(jìn)化過程中每次迭代所得的加工完工時(shí)間[4]?！　SO迭代　　按照公式、更新粒子的速度、位置，慣性因子執(zhí)行公式的線性遞減策略，其中，、分別表示w取值上限及下限，通常取值為：，，t表示當(dāng)前迭代步數(shù)。如果新粒子對應(yīng)的適應(yīng)度比局部歷史最優(yōu)可行解或者全局歷史最優(yōu)可行解更高，那么執(zhí)行替換[5]?！　A選擇算子設(shè)計(jì)　　設(shè)種群中的個(gè)體的總數(shù)為N，種群個(gè)體其適應(yīng)度函數(shù)值為f，則種群中該個(gè)體被選中的概率為公式所示?！　A交叉算子設(shè)計(jì)　　交叉概率用于控制交叉操作發(fā)生的頻率

5、，由于交叉概率過大時(shí)，種群中個(gè)體的更新過快，會使高適應(yīng)度的個(gè)體很快被破壞掉；而當(dāng)概率過小時(shí)，交叉操作發(fā)生的頻率過低，使搜索停滯不前，因此本文采用線性遞減的單點(diǎn)交叉策略。線性遞減的方法如公式所示[6]。　　GA變異算子設(shè)計(jì)為了充分發(fā)揮“教學(xué)點(diǎn)數(shù)字教育資源全覆蓋”項(xiàng)目設(shè)備的作用，我們不僅把資源運(yùn)用于課堂教學(xué)，還利用系統(tǒng)的特色欄目開展課外活動(dòng)，對學(xué)生進(jìn)行安全教育、健康教育、反邪教教育等豐富學(xué)生的課余文化生活。為了確?！敖虒W(xué)點(diǎn)數(shù)字教育資源全覆蓋”項(xiàng)目設(shè)備正常使用，我校做到安裝、教師培訓(xùn)同步進(jìn)行。設(shè)備安裝到位后，中心校組織各學(xué)點(diǎn)管理人員統(tǒng)

6、一到縣教師進(jìn)修學(xué)校進(jìn)行培訓(xùn)，熟悉系統(tǒng)的使用和維護(hù)?！　A變異算子如公式所示同樣采用線性遞減策略?！　?FMS調(diào)度實(shí)例　　為驗(yàn)證本文算法的有效性和通用性，下面通過具體實(shí)例進(jìn)行驗(yàn)證，我們利用MatlabXX仿真軟件實(shí)現(xiàn)算法。首先對一個(gè)簡單FMS系統(tǒng)例子進(jìn)行調(diào)度并與理論最優(yōu)解進(jìn)行驗(yàn)證?！　JSP調(diào)度實(shí)例　　利用本文算法進(jìn)行調(diào)度都得到了如圖4所示的調(diào)度干特圖，將其與實(shí)際加工計(jì)劃對照，調(diào)度出的結(jié)果為實(shí)際可行解，這說明了本文算法求解FJSP的可行性?！　SP調(diào)度實(shí)例　　JSP是FJSP的一種，與FJSP主要區(qū)別是：JSP的每道工序的加

7、工路徑是確定，而FJSP的加工路徑是未知的。在作業(yè)車間調(diào)度中，JSP具有重要的代表性。為測試本文算法的有效性和通用性，下面將該算法應(yīng)用到FT和LA兩類基準(zhǔn)問題中[7，8]，其中FT類選取了FT06、FT10兩個(gè)不同規(guī)模子問題，LA選取了LA01、LA16兩個(gè)不同規(guī)模子問題進(jìn)行測試對比?！　】梢姡疚乃惴▽τ谇蠼庑∫?guī)模的JSP在保證最優(yōu)解的前提下有著極高的效率和穩(wěn)定性。而對大規(guī)模系統(tǒng)測試中，LA16問題得到了最優(yōu)解，盡管FT10問題在這10次仿真沒有收斂最優(yōu)解，但也得到了較優(yōu)解，說明本文算在大規(guī)模系統(tǒng)調(diào)度也具有較強(qiáng)的尋優(yōu)能力和可行

8、性。為了充分發(fā)揮“教學(xué)點(diǎn)數(shù)字教育資源全覆蓋”項(xiàng)目設(shè)備的作用，我們不僅把資源運(yùn)用于課堂教學(xué)，還利用系統(tǒng)的特色欄目開展課外活動(dòng)，對學(xué)生進(jìn)行安全教育、健康教育、反邪教教育等豐富學(xué)生的課余文化生活。為了確?！敖虒W(xué)點(diǎn)數(shù)字教育資源全覆蓋”項(xiàng)目設(shè)備正常使用，我校做到安裝、教師