基于petri网与ga―pso算法的fms优化调度

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1、为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。基于Petri网与GA―PSO算法的FMS优化调度　　摘要：针对柔性制造系统调度难题，提出了一种基于Petri网与改进遗传-粒子群算法相结合的优化调度方法。利用Petri网对柔性制造系统进行建模，在分析传统调度算法的基础上提出了一种改进遗传-粒子群混合算法对建立的模型进行调度。通过调度验证表明，该算法能有效地解决多品种、小批量的柔性制造系统仿真时的调度问

2、题。　　关键词：柔性制造系统；调度；Petri网；遗传算法；粒子群算法　　中图分类号：TP311文献标识码：A文章编号：1009--0046-02　　1概述　　柔性制造系统的典型特点是系统中时刻存在着异步推进的不同工艺流。在提高系统生产灵活性的同时，也对系统管理提出了很多新的挑战[1]。在一定的约束条件下，如何统筹安排系统的制造行为，以获得最优的系统运行效率，这就是所谓的FMS优化调度问题[2]。针对上述FMS调度编码和收敛速率问题，本文设计了一种改进的GA-PSO算法求解FMS调度问题。　　2改进的GA-PSO的调度算法　　染

3、色体编码为了充分发挥“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备的作用，我们不仅把资源运用于课堂教学，还利用系统的特色栏目开展课外活动，对学生进行安全教育、健康教育、反邪教教育等丰富学生的课余文化生活。为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。　　因为PSO与GA的操作对象及进化策略并不相同，需拷贝两份初始染色体编码以用于后续的进化计算，更新粒子当前的适应度值。GA中染色体的编码采用整数的双层编码[3]

4、。　　适应度函数　　本文设计的适应度函数为，其中为所有工序加工时间之和，为进化过程中每次迭代所得的加工完工时间[4]。　　PSO迭代　　按照公式、更新粒子的速度、位置，惯性因子执行公式的线性递减策略，其中，、分别表示w取值上限及下限，通常取值为：，，t表示当前迭代步数。如果新粒子对应的适应度比局部历史最优可行解或者全局历史最优可行解更高，那么执行替换[5]。　　GA选择算子设计　　设种群中的个体的总数为N，种群个体其适应度函数值为f，则种群中该个体被选中的概率为公式所示。　　GA交叉算子设计　　交叉概率用于控制交叉操作发生的频率

5、，由于交叉概率过大时，种群中个体的更新过快，会使高适应度的个体很快被破坏掉；而当概率过小时，交叉操作发生的频率过低，使搜索停滞不前，因此本文采用线性递减的单点交叉策略。线性递减的方法如公式所示[6]。　　GA变异算子设计为了充分发挥“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备的作用，我们不仅把资源运用于课堂教学，还利用系统的特色栏目开展课外活动，对学生进行安全教育、健康教育、反邪教教育等丰富学生的课余文化生活。为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统

6、一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。　　GA变异算子如公式所示同样采用线性递减策略。　　3FMS调度实例　　为验证本文算法的有效性和通用性，下面通过具体实例进行验证，我们利用MatlabXX仿真软件实现算法。首先对一个简单FMS系统例子进行调度并与理论最优解进行验证。　　FJSP调度实例　　利用本文算法进行调度都得到了如图4所示的调度干特图，将其与实际加工计划对照，调度出的结果为实际可行解，这说明了本文算法求解FJSP的可行性。　　JSP调度实例　　JSP是FJSP的一种，与FJSP主要区别是：JSP的每道工序的加

7、工路径是确定，而FJSP的加工路径是未知的。在作业车间调度中，JSP具有重要的代表性。为测试本文算法的有效性和通用性，下面将该算法应用到FT和LA两类基准问题中[7，8]，其中FT类选取了FT06、FT10两个不同规模子问题，LA选取了LA01、LA16两个不同规模子问题进行测试对比。　　可见，本文算法对于求解小规模的JSP在保证最优解的前提下有着极高的效率和稳定性。而对大规模系统测试中，LA16问题得到了最优解，尽管FT10问题在这10次仿真没有收敛最优解，但也得到了较优解，说明本文算在大规模系统调度也具有较强的寻优能力和可行

8、性。为了充分发挥“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备的作用，我们不仅把资源运用于课堂教学，还利用系统的特色栏目开展课外活动，对学生进行安全教育、健康教育、反邪教教育等丰富学生的课余文化生活。为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师