基于插入-分段的无等待流水作业调度复合启发式算法

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Ｖｏ１．４３ＮＯ．３Ｍａｖ２０１３
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１— ０５０５．２０１３．０３．００７
口口白发式算法基于插入一分段的无等待流水作业调度复
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｏｓｏｌｖｅｔｈｅＮＰ．ｈａｒｄ（ｎｏ — ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｓｔｉｃｐｏｌｙｎｏｍｉａｌ — ｔｉｍｅｈｒｄ）ｎａｏ — ｗａｉｔｌｆｏｗｓｈｏｐｓｃｈｅｄｕ－
ｐｏｓｉｔｅｈｅｕｉｒｓｔｉｃａｌｇｏｉｒｔｈｍ（ＩＳＣＨ）ｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．ＴｈｅｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｒｅｓｕｌｔｓｏｆｈｅｔＩＳＣＨａｌｇｏｉｒｈｔｍ，ｔｈｅｈｅｕｒｉｓｔｉｃｌａｇｏｉｒｔｈｍｂａｓｅｄｏｎｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ（ＢＥ），ｈｅｔｈｅｕｉｒｓｔｉｃａｌｇｏｉｒｈｍｔｂａｓｅｄｏｎｐａｉｒ — ｗｉｓｅｅｘｃｈａｎｇｅ（ＰＨ１（Ｐ）），ｈｅｔｈｅｕｉｒｓｔｉｃａｌｇｏｉｒｈｍｔｐｒｅｓｅｎｔｅｄｂｙＦｒａｍｉｎａｎｅｔａ１．（删）ａｎｄｈｅｔｈｙｂｉｒｄｇｅｎｅｔｉｃｌ・ａ
１ｉｎｇｐｒｏｂｌｅｍｗｉｔｈｔｏｔａｌｃｏｍｐｌｅｔｉｏｎｔｉｍｅｍｉｎｉｍｉｚａｔｉｏｎ．ａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｈｅｕｉｓｒｔｉｃａｌｇｏｉｔｒｈｍｉｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｂｙａｎａｌｙｚｉｎｇｈｅｔｉｎｃｒｅｍｅｎｔｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｏｐｅｒａｔｏｒｓａｎｄｃｏｎｓｔｒｕｃｉｎｔｇｎａｉｎｓｅｒ —
ｔｉｏｎ．ｓｅｇｍｅｎｔ（Ｉ．Ｓ）ｂａｓｅｄｎｅｉｇｈｂｏｒｈｏｏｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｉｔｓｏｐｅｒａｉｔｏｎ．ａｎｉｎｓｅｒｔｉｏｎ — ｓｅｇｍｅｎｔｂａｓｅｄｃｏｍ—
算法降低２．０４％，平均运行时间为ＦＮＭ算法的１８．４３％．当存在时间约束时，ＩＳＣＨ算法的平均相对偏差较ＧＡ — ＶＮＳ算法降低０．９９％．该算法中，目标增量方法的选用降低了运行时间，基于Ｉ —
Ｓ邻域结构的方法则提高了算法性能．
关键词：无等流水作业；总完工时间；邻域结构；启发式算法
中图分类号：ＴＰ３９１．７文献标志码：Ａ文章编号：１００１— ０５０５（２０１３）０３－０４８３ — ０６
Ｉｎｓｅｒｔｉｏｎ－ｓｅｇｍｅｎｔｂａｓｅｄｃｏｍｐｏｓｉｔｅｈｅｕｒｉｓｔｉｃａｌｇｏｒｉｔｈｍ
第４３卷第３期
２０１３年５月
东南大学学报（自然科学版）
ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＳＯＵＴＨＥＡＳＴＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ）
ｆｏｒｎｏ－ｗａｉｔｌｏｆｗｓｈｏｐｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇｐｒｏｂｌｅｍｓ
ＬｉＹａｚｈｉＺｈｕＸｉａ
（ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１１１８９，Ｃｈｉｎａ）（ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒＮｅｔｗｏｒｋｎｄａＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＩｎｔｅｇｒａｔｉｏｎｏｆＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，ＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１１１８９，Ｃｈｉｎａ）
李亚志朱夏
（东南大学计算机科学与工程学院，南京２１１１８９）（东南大学计算机网络与信息集成教育部重点实验室，南京２１１１８９）
摘要：为求解ＮＰ一难的总完工时间最小化的无等待流水作业调度问题，提出一种有效复合启发式算法．通过分析基本操作的目标增量性质，构造基于插入一分段（Ｉ — Ｓ）的邻域结构和操作，提出
了基于Ｉ — ｓ的复合启发式算法（ＩＳＣＨ）．ＩＳＣＨ算法与基于比较的启发式算法（ＢＥ）、基于置换的复合启发式算法（ＰＨ１（Ｐ））、Ｆｒａｍｉｎａｎ等提出的复合启发式算法（ＦＮＭ）和基于可变邻域搜索的混合遗传算法（ＧＡ．ＶＮＳ）的比较结果表明，ＩＳＣＨ算法性能最佳，其平均相对偏差的均值较ＢＥ