基于改进白鲸优化算法的多目标非置换流水车间调度方法

作     者：丁祎 宋欣钢 皇涛 DING Yi;SONG Xingang;HUANG Tao

作者机构：黄河交通学院 机电工程学院河南 焦作 454950 河南科技大学 材料科学与工程学院河南 洛阳 471023 

出 版 物：《机电工程》 (Mechanical & Electrical Engineering Magazine)

年 卷 期：2024年第41卷第12期

页      面：2232-2242页

学科分类：080202[工学-机械电子工程] 08[工学] 0802[工学-机械工程] 

基　　金：231111231700:河南省重点研发专项 :中原英才计划 24A430015:河南省高等学校重点科研项目 3118210370:河南省智能制造技术与装备工程技术研究中心项目 

主　　题：车间调度模型 多目标优化 改进白鲸优化算法 实数交叉 变邻域搜索 迭代距离 反世代距离 白鲸优化算法 

摘      要：针对传统的单一加工车间灵活度不高的问题,提出了一种多目标改进白鲸优化(IBWO)算法的车间调度方法.首先,建立了以最小化最大完工时间和最小化能耗为目标的多目标非置换流水车间调度问题模型,IBWO根据调度问题的特点,设计了双层实数编码机制表示问题的解;然后,利用非支配关系和拥挤度排序算法评价了多目标解之间的优劣关系,使用实数交叉和变邻域搜索策略,对建立的模型进行了求解;最后,将 IBWO分别与白鲸优化算法(BWO)、使用遗传交叉策略但未使用变邻域搜索策略算法(BWO-1)、使用变邻域搜索策略但未使用交叉策略算法(BWO-2)进行了对比,并进一步将其与非支配排序遗传算法 2(NSGA2)、NSGA3 和强度帕累托进化算法2(SPEA2)多目标优化算法进行了对比.研究结果表明:使用测试算例仿真对比后,可使用收敛性指标迭代距离(GD)、多样性指标、综合性指标反世代距离(IGD)对结果进行评判,改进白鲸优化算法指标可至少在 60%的测试算例上取得优势地位;使用实数交叉策略和变邻域搜索策略的改进白鲸优化算法,可弥补原始白鲸算法局部搜索能力较差的缺点,有效增强算法的有效性和稳定性,提高改进算法的搜索能力,为实际生产提供一定的指导.