一种改进的免疫算法在车间调度中的研究

并 行 寻解方 面能 力较强 ， 但是 它 的局部搜 索 能力较
弱 ， 易早 熟 ， 后 期 的搜 索 较 慢 ， 群 规模 和交 容 且 种 叉 、 异概率 极 大地影 响 了其 性 能 。模 拟退 火算法 变 对 车 间调度 这类 大型 问题 局部搜 索能 力很 强 ， 索 搜
时间较 短 ， 它 的全 局 寻 优 能力 较 弱 ， 但 而且 同样 受 其 中的参数 影 响 ， 寻求全 局最 优解 时往往 表现不 在
方 法来 研究此 类 问题 ， 以遗传 算法 、 退火 算法 、 模拟 神 经 网络算法 等 一些 智 能 算 法 为代 表 的解 决办 法
被 广泛 应用 在 Ｆｏ ｈ ｐ调 度 问题 上 ， 得 了一 定 ｌｗ Ｓ ｏ 取
的成果 ， 但是 在算 法 的早熟性 和 收敛速 度上仍 需进
一
！
机 器 。假 设有 Ⅳ个工 件参 与加 工 ， ｉ 第 个被 加 工 的
工件在第 台机 器上需 要 的加工 时 间为 ； 个工 每
拟生 物免疫 系统 的原 理 ， 单 因为其 自身 的多样 性 不
可 以有效地 抑 制算法 的早熟 ， 可 以通过 有效 的记 更 忆 特性 大大 加强 系 统对 相 同或 相 似抗 原 的二 次 反
应速 度 ， 与模 拟 退火 、 遗传算 法相 比 ， 工 免疫算 法 人 在解决 车 间生产 调度 问题上 效果 更佳 ＿ 。 ４ ］ 基于人 工免 疫算 法 良好 的性 能 ， 多 学者进 行 很 了大 量的研 究 。ｄ ａｔ ｅＣ ｓｏ等 提 出 了一 种 基 于 高 频 ｒ
佳。
本性 问题还 是 没有得 到很 好地 解决 ， 比如 说容 易陷 入局 部最优 解 、 收敛 较 慢 、 群 更 新 优 劣差 距 较 大 种
等。
１ Ｆｏ ｈ ｐ调 度模 型ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ ｌｗ Ｓ ｏ
１ １ 问 题 描 述 ． 本文 讨 论 的 Ｆｏ ｈ ｐ调 度 问 题 可 以描 述 如 ｌ Ｓｏ ｗ
性 ， 且 较 为 稳 定 高 效 ， 果 优 于 一 般 的 遗 传 算 而 效
法 。
步提 高 。
其 中 ， 传算 法虽 然在 针对 车间调 度 问题上 的 遗
虽然 大 量 卓有 成 效 的工 作 对人 工 免 疫算 法 进
行 了改进及 优化 ， 但是 人工 免疫 算法 本身 的一些 基
（ ．香港 大学 工业 与制 造系统 工程 系 ， ２ 香港 ）
摘 要 ： 对免 疫算 法收敛 较慢 ， 针 种群 更新优 劣 差距较 大 等缺 ， 提 出了一种 改进 的 免 疫算 法 ， 用 最， 并
该 算法 解决 了 Ｆｏ ｈｐ车 间调 度 问题 ， ｌｗＳｏ 结果表 明算 法具 有较 好 的搜 索与 寻优 能 力 ， 好地 克 服 很 了一般人 工免 疫算 法搜 索速度 较慢 、 易 陷入 局 部 最优 解 的缺 点 。该 算 法采 用 自适 应 的 交 叉算 容 子、 变异 算子 以及种群 分割 的 方法 ， 在搜 索速度 和全 局 最优 解搜 寻 能 力上 与传 统的 零 等待 免疫 算
法相 比有明显 的优 势。
关键 词 ： 流水 车 间； 间调 度 ； 疫 算法 ； 车 免 自适应 ； 种群 分割 中图分类 号 ： Ｐ １ Ｔ ３１ 文 献标识 码 ： Ａ 文章编 号 ：６ ２— ６ ６ ２ １ １ １ ７ １ １ （０ ２）９—０ １ ０ ６—０ ４
流水 车间 （ ｌ ｈ ｐ 调度 问题 是一 种重 要 的 Ｆｏ Ｓ ｏ ） ｗ 车间 生产调 度 问题 ， 的 一般 描 述 为 ： ， 工件 它 有 ｖ个 和 台加 工 机器 ， 每个 工 件 都要 经 过 每 台机器 加 工 ， 且每个 工 件 的加 工 顺 序都 相 同 ， 类 问题 的 而 该 目标一 般是 如何 安排 工 件 的顺 序使 得 总 加 工 时 间 最 小 。Ｇ ｒｙ 人 已经证 明 了当处理 的机 器 Ｍ ＞３ ａｅ 等 的情形 就属 于经 典 的 Ｎ Ｐ完 全 问 题 。在 解 决 此 问题 上学术 界做 了大量 的工 作 ， 是该 问题 至今没 但 有 得 到很好地 解决 ， 因此人们 一 直在寻求 新 的调度
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２１ ０ ２年 ｌ ０月 中国制造业 信 息化
第４ １卷
第１ ９期
一
种 改 进 的免 疫 算 法 在 车 间 调 度 中 的 研 究
周 安 阳 戴 青云 王 关林 付品 欣 钟 润 阳 ， ， ， ，
（． １ 广东 工业 大学 信息 工程 学 院 ， 东 广州 广 ５ ００ ） １０ ６
下 ： 台机器 分配 到 ｓ 阶段 的 生产 过 程 中 ， 个 Ｍ 个 每
因此许 多学 者在基 于遗 传算 法 的基 础 上 ， 生 将 物 免疫 系统 功能 与传统 的遗 传算 法结合 起 来 ， 并进 行 了改进 ， 出 了人 工 免 疫 算 法 Ｊ 提 。免 疫 算 法 模
收 稿 日期 ：０２— ４— ５ ２ １ ０ ０ 基 金项 目 ： 国家 自然 科 学 基 金 资 助项 目（ １７ １６ ６０ ４ ４ ）
加工 阶段 ｋ ｋ＝１ … ，） ， 在 ｍ 台平 行加 工 的 （ ， ｓ里 存
作者简介 ： 周安 阳（９ ２一） 男 ， １８ ， 广西隆安人， 广东工业大学硕士研究叶 ， 主要研 究领域为企业信息化。
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企业管理与信息化 ・
周安阳 戴青云 王美林 等 一种改进的免 鎏垄主 ：： ：： ：：
变异 的人工 免疫 算法 ， 提高 了算 法 的收敛 速度 以及 种群 的多样 性 ； ｈｌａ ｉ 又提 出 了基 于 多种 群 Ｋｉ ｎ等 ｗ 变异 的免 疫 算 法 ， 大 提 高 了算 法 的全 局 寻 优 能 大 力 Ｅ ； 建军 等提 出 了多 种 群 双倍 体 免 疫 算 法 ， ６余 ３ 在 针对 车间调 度 问题求 解上 ， 不仅 有很好 的 全局 收敛