基于matlab免疫算法求解生产调度零等待问题

生产调度零等待问题
经典的优化问题,免疫算法(ia)是求解该问题的常用方法之一。其数学原理公式如下:
定义问题:生产调度零等待问题可表示为在满足各种制约条件下,找到最小化某个指标(如总加工时间、平均加工时间等)的调度方案。
定义目标函数:目标函数是对待优化的调度方案进行评估的函数,通常为评估调度方案的效果的指标,例如总加工时间、平均加工时间等。
初始化免疫群体:生成一组随机免疫体,作为初始免疫群体。
计算亲和度:对免疫群体中每个免疫体,通过目标函数计算其适应值,得到其在免疫群体中的亲和度。
选择克隆体:根据亲和度,选择一定数量的高亲和度免疫体进行克隆,产生一批克隆体。
变异操作:对克隆体进行变异操作,增加群体的多样性。
竞争操作:将克隆体和原始免疫体进行竞争,筛选出高亲和度的免疫体作为下一代免疫群体。
迭代求解:循环执行步骤4-7,直到达到预先设定的停止条件(如迭代次数或最优适应值达到一定程度)。
输出结果:在最终免疫群体中选择最优免疫体作为最优解输出,得到最优的调度方案。
function [fitness] = fitness_function(chromosome, job_times, machine_num) % chromosome 为染色体,表示作业的调度顺序 num_jobs = length(job_times); machine_end_time = zeros(1, machine_num); % 每台机器的结束时间 job_start_time = zeros(1, num_jobs); % 每个作业的开始时间 for i = 1 : num_jobs job = chromosome(i); time = job_times(job); [~, machine_id] = min(machine_end_time); start_time = max(machine_end_time(machine_id), job_start_time(job)); end_time = start_time + time; machine_end_time(machine_id) = end_time; job_start_time(job) = end_time; end fitness = sum(machine_end_time); % 目标是最小化总加工时间endjob_times = [2, 9, 4, 7, 5]; % 每个作业的耗时machine_num = 3; % 机器数量options = optimoptions('ga', 'maxgenerations', 100, 'populationsize', 50); % 定义ga的参数[x, fval] = ga(@(x)fitness_function(x, job_times, machine_num), length(job_times), options); % 调用 ga 函数求解% 输出最优解disp(x);disp(fval);  
以上代码中,定义了一个适应度函数 fitness_function,该函数根据输入的调度顺序和每个作业的耗时,计算出每台机器的总加工时间,并将其作为函数的返回值。在主程序中,使用 matlab 中的 ga 函数进行求解,得到最优的调度顺序和最小的总加工时间。


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