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标题: [求助]车间调度的遗传算法 [打印本页]

作者: rhin    时间: 2006-3-21 09:03
标题: [求助]车间调度的遗传算法

急需,大侠们帮帮忙吧

 


作者: shenjian    时间: 2006-4-14 00:34

niu!!


作者: tanwenyong1000    时间: 2009-8-22 00:51
虽然很久了,给个答案吧,,车间作业调度问题遗传算法通用Matlab程序(2009-04-14 19:01:46)标签:杂谈    ! J" Q, ?- b% a/ O
明:此程序包含本人的原创成果,尚不能完全公开发表,故随机删掉了其中的几行,一般人是很难将其补充完整并正确运行的。
9 @9 {, d0 Q; b% e* G# n* rfunction [Zp,Y1p,Y2p,Y3p,Xp,LC1,LC2]=JSPGA(M,N,Pm,T,P); }8 v+ X5 ^  S7 a
%--------------------------------------------------------------------------
2 T% M' _- i  i%  JSPGA.m
1 [- a: ^2 k4 I%  车间作业调度问题遗传算法. |- c; U; w' o! \. p% `7 |- C
%--------------------------------------------------------------------------4 m6 j' D1 {3 h
%  输入参数列表
4 g' N& c7 M: G' j%  M       遗传进化迭代次数
+ u- V2 q& y' g3 ~%  N       种群规模(取偶数)
; _8 S& }0 s1 Q2 \# ^%  Pm      变异概率1 H" Z) q2 ?5 U* X
%  T       m×n的矩阵,存储m个工件n个工序的加工时间
" y  m  K* u2 g( {: O%  P       1×n的向量,n个工序中,每一个工序所具有的机床数目
" D( E8 L# D0 |6 m8 y* D%  输出参数列表" N7 i- M  Z/ R" Y& h- G" {( e
%  Zp      最优的Makespan值
; ]3 n4 x: n3 G/ I$ b! X5 }%  Y1p     最优方案中,各工件各工序的开始时刻,可根据它绘出甘特图: V0 l* F6 |$ ]+ W' c
%  Y2p     最优方案中,各工件各工序的结束时刻,可根据它绘出甘特图
, J* w$ B# W; M' P- c%  Y3p     最优方案中,各工件各工序使用的机器编号
8 i3 T& E! F5 S%  Xp      最优决策变量的值,决策变量是一个实数编码的m×n矩阵2 D0 X9 ~+ r; s) f8 n6 j& P6 q
%  LC1     收敛曲线1,各代最优个体适应值的记录
! A& e# G0 Q4 I( p0 S8 H%  LC2     收敛曲线2,各代群体平均适应值的记录" q4 Y- g0 Q  P9 m  n
%  最后,程序还将绘出三副图片:两条收敛曲线图和甘特图(各工件的调度时序图)/ Z1 _$ C4 j) `

' V0 H) O4 K& M9 {; F& Z- Z%第一步:变量初始化2 B1 u( B3 m# I* [/ J. {
[m,n]=size(T);%m是总工件数,n是总工序数) X3 j/ Z' g2 T! Z. e
Xp=zeros(m,n);%最优决策变量& _, l1 {& G, Y. {9 N/ s6 g/ [
LC1=zeros(1,M);%收敛曲线1' g9 `- v. {( f/ ^7 Y- Z# L
LC2=zeros(1,N);%收敛曲线2
+ I% L2 ~- o! ]) ?9 T1 {. ~
7 @- l2 w9 @6 S%第二步:随机产生初始种群
% l  e$ e' Y* _farm=cell(1,N);%采用细胞结构存储种群
0 T( P7 h( o1 H0 f1 F! @for k=1:N
+ B, B# R( @1 z' X, ]* R1 m    X=zeros(m,n);. p8 M; A9 n: ~+ c( ?1 ]5 G' T
    for j=1:n5 C9 N9 X2 k- O* u+ s
        for i=1:m
9 Z$ p$ i% B. L* p( h            X(i,j)=1+(P(j)-eps)*rand;! x* _( n8 H  Y6 m
        end3 n8 p5 M8 @: _, ?" @6 h
    end
! J. F6 I/ c' u; V    farm{k}=X;
8 }8 I9 I/ a- h0 N3 s, W: _8 eend
  Q% w! R9 u; P6 u" z- d8 e/ ]; y6 ]' K5 D4 M* l5 M. u
counter=0;%设置迭代计数器
- O9 q: m2 T; w' |, u2 u6 Y5 K0 lwhile counter
7 [9 ~# Q$ Z, f. c/ R# a   
$ b7 Z7 n5 `) }9 b+ ]& @1 M& R4 m0 _    %第三步:交叉
/ Z' O4 ]9 A9 x    newfarm=cell(1,N);%交叉产生的新种群存在其中
- h3 M, k/ @( R$ T, D    Ser=randperm(N);
; J! |5 v: m% B. j: a    for i=1:2N-1)
  E( }% m' H5 ~# R* V% y% M        A=farm{Ser(i)};%父代个体& s+ ^0 |" |0 o! k+ U5 M# T; Z
        B=farm{Ser(i+1)};$ V1 S4 q4 g9 M
        Manner=unidrnd(2);%随机选择交叉方式
' v* b4 W# q) p5 s) o# v        if Manner==1$ H; M1 O) B, z6 C, V1 E. e
            cp=unidrnd(m-1);%随机选择交叉点4 o* K* j8 _4 y. r
            %双亲双子单点交叉
8 _1 J5 V& Z, ], h& z, U$ c9 S  O            a=[A(1:cp,;B((cp+1):m,];%子代个体4 i% b) S3 ^/ @2 k' w; v9 r: j
            b=[B(1:cp,;A((cp+1):m,];3 T+ J; W: x( G/ Y9 O2 F8 x
        else
( `+ r0 b- }2 q9 _, I% F7 K            cp=unidrnd(n-1);%随机选择交叉点
, A8 P5 O6 r5 A& X* Y            a=[A(:,1:cp),B(:,(cp+1):n)];%双亲双子单点交叉4 `! g! o) Z" z6 w2 C
            b=[B(:,1:cp),A(:,(cp+1):n)];
3 v& g# _: ~  u, I4 v' ?9 e8 Q        end
& g! r8 b: A: V, Q        newfarm{i}=a;%交叉后的子代存入newfarm- K$ H6 Y# B) M" R
        newfarm{i+1}=b;) q2 k; u! l7 B( z
    end
/ N8 Q- ?" @( G: i6 B3 r, q/ o    %新旧种群合并: e) @5 Z0 y% [) O1 d; m* R
    FARM=[farm,newfarm];
% p8 p& i& l1 ^/ d1 s2 @   
( G$ N# [- Z& H" y0 }5 l8 [( w2 T    %第四步:选择复制/ p0 b" x4 c3 H
    FITNESS=zeros(1,2*N);: Z* p/ e- H) x7 {; u! J
    fitness=zeros(1,N);' R( _# k" I( W% Q- I3 q# k6 D
    plotif=0;( _2 R2 F$ x( z! D
    for i=12*N)
3 b0 R8 O6 c! {8 M3 M2 Q        X=FARM{i};
3 v0 p9 i6 p1 M! a        Z=COST(X,T,P,plotif);%调用计算费用的子函数# Y8 O( L. ?6 W8 d; X' R( ]9 H
        FITNESS(i)=Z;2 @% U0 N8 \, n% ~/ [( s8 T
    end. X  f/ d6 R- K+ d' n
    %选择复制采取两两随机配对竞争的方式,具有保留最优个体的能力
# t, G9 c1 p5 j5 q6 A$ D4 f" q8 t    Ser=randperm(2*N);
, k. X7 R! \8 s4 D    for i=1:N" W' ~0 W5 |' z, ?3 a
        f1=FITNESS(Ser(2*i-1));1 ~- f$ T. s7 c
        f2=FITNESS(Ser(2*i));% s' e; y/ j$ z$ H9 ~
        if f1<=f2
- D# P0 }/ M. N+ ]1 G            farm{i}=FARM{Ser(2*i-1)};1 u! Z4 p" n3 l! O9 \
            fitness(i)=FITNESS(Ser(2*i-1));
: u% y1 y8 ?3 G6 Z        else3 k! E! N% V8 y6 ?; Y
            farm{i}=FARM{Ser(2*i)};. R; W: ^- {0 \8 C3 [- J& y: ]
            fitness(i)=FITNESS(Ser(2*i));+ W& B6 W- }) K+ o1 o2 ~" k
        end
& z- Q% t) @, E+ R    end
% U$ j" `! t; M+ t7 M    %记录最佳个体和收敛曲线
/ u+ I% z+ ~' `0 B& L* k/ }    minfitness=min(fitness)) C' [! B2 j' ~* F% r
    meanfitness=mean(fitness)
1 Y% L: `$ ^2 K  c    LC1(counter+1)=minfitness;%收敛曲线1,各代最优个体适应值的记录$ p0 j6 k2 _4 N: D% d' n$ o2 w
    LC2(counter+1)=meanfitness;%收敛曲线2,各代群体平均适应值的记录
% D& q7 s& T6 _% e9 C    pos=find(fitness==minfitness);' O6 c  n) A( Q/ _
    Xp=farm{pos(1)};
& G+ E3 i  H3 ]: Z8 l: w   
6 }! u: u! ^% x- Q; l! l    %第五步:变异
) J8 B/ o1 ?) e3 Z    for i=1:N6 w. {: I+ h' n2 q
        if Pm>rand;%变异概率为Pm
0 k' K& V1 `; v            X=farm{i};/ y+ A: `1 F6 W" T4 h( y8 I3 m
            I=unidrnd(m);4 E9 \/ I, `5 }% E: H8 u
            J=unidrnd(n);( m9 G. m1 v0 v9 W4 l2 G
            X(I,J)=1+(P(J)-eps)*rand;/ R2 R; E4 T8 r* g
            farm{i}=X;9 g3 a- e, F% ]" q, t" D; w5 y
        end9 Q; J! y- \5 X6 ]! i
    end
8 x3 X5 R. f# D/ {0 [, `$ X    farm{pos(1)}=Xp;
+ c: t  C0 N! W& L* F' x9 F   
) u% D, i! \! @; k( \    counter=counter+1$ C9 F+ U) n; N) K8 d
end
( V6 ^; M* q; M" t% r) z% d1 w9 Q- i% W8 J5 d' D) e
%输出结果并绘图
9 s6 s. H/ Z! a- h+ o/ rfigure(1);
9 n. y( V5 ~8 w7 B8 Z8 i. T( ]plotif=1;
: ^+ w; l2 y7 Q% F: C1 h  U' \X=Xp;
+ \7 {: r; `- K. _5 F2 o" _[Zp,Y1p,Y2p,Y3p]=COST(X,T,P,plotif);$ w2 X) S" I3 Y& B, J' K6 z8 M
figure(2);
& e& a3 K6 Y0 Aplot(LC1);/ \) s$ Y4 v) j: \* s3 |. P' I
figure(3);
' W3 ^- L- p4 gplot(LC2);! j- n2 o0 \* D9 \7 Z/ K

. m  _& J: [8 K4 S  V# l 6 H' o; q) V& Z# J) R8 c
4 [" J' e% K+ Q8 z4 X
. u" q0 O8 C' L5 E) b$ K# P( T; y
function [Zp,Y1p,Y2p,Y3p]=COST(X,T,P,plotif)- C8 @+ n3 g9 ?
%  JSPGA的内联子函数,用于求调度方案的Makespan值
% W2 ^, y! W/ Q" [%  输入参数列表
% l" L! _& O- V8 q  D%  X       调度方案的编码矩阵,是一个实数编码的m×n矩阵; {; M( _% y% P+ S: P3 @
%  T       m×n的矩阵,存储m个工件n个工序的加工时间; d% n5 b3 y6 V$ i
%  P       1×n的向量,n个工序中,每一个工序所具有的机床数目. a0 Q! h+ Y( w, n, T
%  plotif  是否绘甘特图的控制参数: M$ T) G9 e' P6 t* q* @
%  输出参数列表
9 q" z9 X% O" M5 r9 F  t; H. k%  Zp      最优的Makespan值& {9 T* M; d3 n( O+ z& C5 L
%  Y1p     最优方案中,各工件各工序的开始时刻3 \$ W# v  F5 y, N5 B, h4 ?
%  Y2p     最优方案中,各工件各工序的结束时刻0 q$ J" {- `* n- W( W6 F7 A0 l; Q
%  Y3p     最优方案中,各工件各工序使用的机器编号
8 g3 z: [8 V, o/ O; k7 ~) L+ y3 M
3 W& M  r: a3 Q$ J, N: r%第一步:变量初始化  K; j) S5 f, v; s2 B% _+ G& L, m
[m,n]=size(X);" v7 K4 E( ?* j& ?* p  C  g
Y1p=zeros(m,n);
4 l1 Z+ q. t9 m' g  m3 _Y2p=zeros(m,n);) x8 F9 A/ O+ D0 d
Y3p=zeros(m,n);
1 ~$ K  u% d! |3 J
: C$ [: E$ [8 J2 Y9 A2 C. x%第二步:计算第一道工序的安排
$ u) h8 l3 o  E! lQ1=zeros(m,1);
" \5 s8 k9 R! R& ~# o" DQ2=zeros(m,1);
. |  C  p; \& U7 a2 ~+ E1 YR=X(:,1);%取出第一道工序
# d3 ?; u: z- q8 Y/ c. ]9 @Q3=floor(R);%向下取整即得到各工件在第一道工序使用的机器的编号' V; ~% v% r- V! g5 \9 y! L
%下面计算各工件第一道工序的开始时刻和结束时刻! V/ m! g+ J; T; g& ?
for i=1(1)%取出机器编号
1 F, a* B0 O/ R    pos=find(Q3==i);%取出使用编号为i的机器为其加工的工件的编号. t8 W' {4 d4 O. j* x7 \) Q" C
    lenpos=length(pos);
' Z$ a' O5 |6 h4 M/ I5 a1 o) _! R    if lenpos>=1
& `$ w) ]$ q+ U' r        Q1(pos(1))=0;: P' e4 z  R. v# V
        Q2(pos(1))=T(pos(1),1);2 {, K) \' n( j& O2 a
        if lenpos>=2, r9 Q( c4 x6 G/ S! k0 F
            for j=2:lenpos
+ @4 m# M' L. d4 |  B% K                Q1(pos(j))=Q2(pos(j-1));
  U& V& G1 e4 n  ?! F  m( `                Q2(pos(j))=Q2(pos(j-1))+T(pos(j),1);
" ]3 P! `/ B  v2 K& f; ~            end
" c* p+ D# c4 R- Y; `# }7 E        end
5 n6 O, A# K# c8 I( A    end
: j5 _1 K. N/ Eend
& l: V9 Y& Z5 ?Y1p(:,1)=Q1;! o, Z, u3 w% O2 D: X5 d& @, v5 `
Y2p(:,1)=Q2;+ X+ R. H; P* ~9 {2 q4 d  e& i. s2 ?5 h
Y3p(:,1)=Q3;6 }- G: Z( C# c# |8 j

4 W, w& Q9 N$ h/ X5 ~7 u) B% v%第三步:计算剩余工序的安排
4 ?, S* n, u' \. wfor k=2:n
, V9 k. z" m) ^* s    R=X(:,k);%取出第k道工序' g5 k( {) e# N+ a0 Y# ~) x+ M
    Q3=floor(R);%向下取整即得到各工件在第k道工序使用的机器的编号; v& n& s* m  P1 b
    %下面计算各工件第k道工序的开始时刻和结束时刻
9 m0 x9 ~& w: M, {+ u& [    for i=1(k)%取出机器编号
. g/ g* N: v8 n' ]' @% P        pos=find(Q3==i);%取出使用编号为i的机器为其加工的工件的编号3 O) ~* W. U( p4 ?! _  M3 {& _
        lenpos=length(pos);2 N! o3 g. u4 ?1 K! Y2 p0 T3 M) B
        if lenpos>=1
- Y  Z* E4 {! `6 x" f            POS=zeros(1,lenpos);%上一个工序完成时间由早到晚的排序
6 I( ]! b" `% l0 s            for jj=1:lenpos& w, {9 f* ]* }% W
                MinEndTime=min(EndTime);6 d0 Y! D; {+ l% H
                ppp=find(EndTime==MinEndTime);" k! V+ I( y4 Q& `
                POS(jj)=ppp(1);
# h& m2 s% `3 s1 m( e                EndTime(ppp(1))=Inf;
$ a/ c1 I4 }8 }1 V% G- d            end           
8 ~" q8 P+ n9 v6 w( b! O            %根据上一个工序完成时刻的早晚,计算各工件第k道工序的开始时刻和结束时刻
. Q+ m) J+ N& L                        if lenpos>=2
) Z+ J7 O0 S3 S/ F" ~6 s9 ~                for j=2:lenpos
: d, ^% l" r' f0 e9 h6 X! L# h                    Q1(pos(POS(j)))=Y2p(pos(POS(j)),k-1);%预定的开始时刻为上一个工序的结束时刻. d9 v; @* `& v0 X% P5 N" V
                    if Q1(pos(POS(j)))
( X1 ?9 g% ~! \. i" f* g                        Q1(pos(POS(j)))=Q2(pos(POS(j-1)));- r9 R+ _* i9 Q( a+ Q4 j9 L5 ~
                    end/ d. M1 e: F) H* u! ?9 d( H+ K
                end
% i. e% J7 V; _, N  K6 V6 s0 S; I            end# H$ {- e& v4 l8 k4 Q
        end* V% t2 R9 j6 `! V3 H% U) G
    end3 k3 \4 l8 V! K  w
    Y1p(:,k)=Q1;: g4 [) C3 j( V- C+ b
    Y2p(:,k)=Q2;1 A& a2 K9 T. f( D. _
    Y3p(:,k)=Q3;/ p* `8 S# `( E
end
1 u# H# ^+ ?" O( k# }0 k8 u: k
, D; ^6 s) g2 l0 n4 ^% j: x+ d%第四步:计算最优的Makespan值
0 K2 E# ^6 }; }4 i+ H0 nY2m=Y2p(:,n);. f4 T) m$ a4 R# A) A
Zp=max(Y2m);, d9 {' ^. b# [4 J1 r6 I" ?% M

, U4 _9 F, _' H. r9 o1 p# y%第五步:绘甘特图
& C8 T7 G. u- `0 \9 N0 uif plotif
# d0 L+ |* s5 W    for i=1:m
# v% {' x/ Y/ X3 A3 g' o6 S, H4 e- J        for j=1:n$ A/ z- w, u6 d+ }1 y
            mPoint1=Y1p(i,j);
+ m9 i; a! }# s8 Q+ [            mPoint2=Y2p(i,j);1 M' T* N: P0 W
            mText=m+1-i;# B) ^, q1 @/ }* E: P/ ^
            PlotRec(mPoint1,mPoint2,mText);3 w+ [0 p5 N7 N! n5 w# b
            Word=num2str(Y3p(i,j));
4 K3 V$ w9 b7 ?1 Y9 {            %text(0.5*mPoint1+0.5*mPoint2,mText-0.5,Word);
$ x9 L. v$ Z, |# K            hold on# w5 x& L; }# U5 X# V) n- j( P
            x1=mPoint1;y1=mText-1;
( O$ G4 A0 N1 h- l, L            x2=mPoint2;y2=mText-1;
1 e- f7 L* V' V; q            x3=mPoint2;y3=mText;
; ?3 h5 Q& Y: p0 H            x4=mPoint1;y4=mText;7 c- v% \  }# z$ v
            %fill([x1,x2,x3,x4],[y1,y2,y3,y4],'r');
6 L* M: W- ]$ M& D! L: P            fill([x1,x2,x3,x4],[y1,y2,y3,y4],[1,0.5,1]);5 o- T# b" X  t) P
            text(0.5*mPoint1+0.5*mPoint2,mText-0.5,Word);
$ D; [: N2 u" u        end
) X8 V: l5 n+ B" N7 _  b    end. h1 J- ?  u. @' ]. T, q  ~
end6 C) E( j  \$ }

9 \% A  o! G: [5 d1 F  \1 e4 ?5 x: Z. k/ y& c! V' J* t
function PlotRec(mPoint1,mPoint2,mText)9 W7 s4 [7 I. U% r$ W
%  此函数画出小矩形$ |8 e+ d# O4 ]: n/ I7 k
%  输入:: s; a; g: ]$ a3 d2 }' T: A0 l
%  mPoint1    输入点1,较小,横坐标: G1 K$ v' V3 \- [5 w
%  mPoint2    输入点2,较大,横坐标; @! v+ l0 k% L6 A1 U1 D
%  mText      输入的文本,序号,纵坐标: A7 m. x8 S( p2 C. |! p
vPoint = zeros(4,2) ;5 |- O/ x6 A! _' `2 [  N7 O
vPoint(1, = [mPoint1,mText-1];5 F2 K' R# V2 ?9 _) @5 l6 A& f
vPoint(2, = [mPoint2,mText-1];
0 K' w2 v4 k6 t- [! @% qvPoint(3, = [mPoint1,mText];! U5 C4 _4 R' I. t
vPoint(4, = [mPoint2,mText];
: d% v8 k" T. f% i0 Cplot([vPoint(1,1),vPoint(2,1)],[vPoint(1,2),vPoint(2,2)]);
5 `& L$ h- I# P6 {/ a; p: Vhold on ;4 T& R% _( G( x) a+ }+ ~2 Q
plot([vPoint(1,1),vPoint(3,1)],[vPoint(1,2),vPoint(3,2)]);' a$ e2 G. ]/ n5 ^! L
plot([vPoint(2,1),vPoint(4,1)],[vPoint(2,2),vPoint(4,2)]);9 M; `1 I0 P! f$ Y" g
plot([vPoint(3,1),vPoint(4,1)],[vPoint(3,2),vPoint(4,2)]);
) d( X1 K& Q9 y9 r' r; c2 x3 n& j* g1 u. P( f5 D+ B  Z$ A

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作者: fghi225    时间: 2009-9-9 18:27
标题: ~~~

# _# `2 i/ ]  U: F工作服,各类企业员工制服工作服定做,职员工作服,职业装定做http://www.gzhcx.com/ ~~
作者: 班得瑞    时间: 2011-3-14 09:00
三楼真是好人啊
作者: gaoshanliu水    时间: 2011-3-14 10:24
高手。。。。。。




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