理论教育 更新探索搜索机制优化方案

更新探索搜索机制优化方案

时间:2023-06-13 理论教育 版权反馈
【摘要】:正如前所述,原始的更新探索机制无法求解多目标优化问题。为了解决这个问题,本章提出了一种基于具体问题特性的局部搜索机制。这个策略主要集中在搜索的后期,引入参数B控制探索搜索机制。本章也研究了该问题的属性特点,以便在搜索的后期获得非支配解。也就是说,若满足Cmax=Cmax且TC<TC,则x1<x2。算法7-1改进的探索机制图7-5基于问题的局部寻优操作流程

更新探索搜索机制优化方案

正如前所述,原始的更新探索机制无法求解多目标优化问题。为了解决这个问题,本章提出了一种基于具体问题特性的局部搜索机制。通常加工时间越短,最大完工时间也就越短,但是机器很可能处于闲置阶段,这将导致额外资源的浪费。通过减少资源的消耗而延长某些工件的加工时间,最终可减少闲置时间,也就是加工时间的可控性可以缩短机器的闲置时间。因此,在不影响最大完工时间指标的情况下,适当地延长加工时间,可消除闲置时间以减少额外资源的浪费。即这个策略不需要改变工序的顺序(数据结构o)就可在减少额外资源消耗的同时保持最大完工时间不变。这个策略主要集中在搜索的后期,引入参数B控制探索搜索机制。本章也研究了该问题的属性特点,以便在搜索的后期获得非支配解。在介绍问题属性之前,提出以下合理的假设。

假设:当一个工序操作Oij(i=1,2,…,n;j∈ni)在机器k∈Mij上以较快速度加工时,其加工时间会缩短,但额外资源消耗会增加。换句话说,某道工序在不同性能或者不同速度机器上进行加工时,将会有不同的实际加工时间和额外资源消耗。详细地讲,每道工序要么在环境1(较慢速度)下加工,要么在环境2(较快速度)下进行加工,因此有

依据上面的假设,问题的具体属性如下。

属性:如果在相同的工序顺序和机器分配情况下,保持最大完工时间目标不变,若解x1=(o1,u1,v1)的总加工时间比解x2=(o2,u2,v2)的总加工时间大,则解x1支配解x2。也就是说,若满足Cmax(x1)=Cmax(x2)且TC(x1)<TC(x2),则x1<x2

证明:t(xr)表示解xr(r=1,2)在所有机器上的总实际加工时间,其计算公式为

因为x1有一个较大总加工时间,其两个解的最大完工时间是相同的,于是有

每道工序加工时间的上界已给出且是固定的,也就是因此有(www.daowen.com)

即TC(x1)<TC(x2)。因为Cmax(x1)=Cmax (x2),则可推导出x1<x2

根据问题属性,当调度方案给出后,最大完工时间目标也被相应地确定下来。在该固定的最大完工时间目标下,调整某些工序的加工时间以减少额外资源消耗。采用启发式搜索策略,首先计算一个给定工序的闲置时间,然后在其范围内更新相应工序的加工时间,最后,在每台机器上的最后一道工序执行以上相同的操作。算法7-1展示了该操作,同时图7-5给出了一个详细的算法流程。

算法7-1 改进的探索机制(o,u,v)

图7-5 基于问题的局部寻优操作流程

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