gui界面遗传算法求解流水车间调度问题设计 python

时间: 2023-08-07 15:35:04 浏览: 53
遗传算法是一种常用的优化算法,可以用于求解流水车间调度问题。下面是一个使用 Python 的 Tkinter 模块设计的 GUI 界面,可以通过遗传算法求解流水车间调度问题: ```python import tkinter as tk import random import numpy as np def init_population(pop_size, job_count, machine_count): # 初始化种群 population = [] for i in range(pop_size): chromosome = np.zeros((job_count, machine_count), dtype=int) for j in range(job_count): chromosome[j] = np.random.permutation(machine_count) population.append(chromosome) return population def fitness(chromosome, processing_times): # 计算适应度 makespan = np.zeros(len(chromosome), dtype=int) for i in range(len(chromosome)): job_times = np.zeros(len(chromosome[i]), dtype=int) for j in range(len(chromosome[i])): machine = chromosome[i][j] job_times[machine] += processing_times[i][machine] if job_times[machine] > makespan[i]: makespan[i] = job_times[machine] return 1.0 / makespan def selection(population, fitness_values): # 选择操作 fitness_sum = sum(fitness_values) probabilities = [fitness_values[i] / fitness_sum for i in range(len(fitness_values))] selected_indices = np.random.choice(len(population), size=len(population), p=probabilities) selected_population = [population[i] for i in selected_indices] return selected_population def crossover(parent1, parent2): # 交叉操作 child1 = parent1.copy() child2 = parent2.copy() crossover_point = int(len(parent1) / 2) child1[crossover_point:] = parent2[crossover_point:] child2[crossover_point:] = parent1[crossover_point:] return child1, child2 def mutation(chromosome, mutation_prob): # 变异操作 for i in range(len(chromosome)): for j in range(len(chromosome[i])): if random.random() < mutation_prob: chromosome[i][j] = np.random.randint(len(chromosome[i])) return chromosome def genetic_algorithm(pop_size, job_count, machine_count, processing_times, max_generations): # 遗传算法求解流水车间调度问题 population = init_population(pop_size, job_count, machine_count) for generation in range(max_generations): fitness_values = [fitness(chromosome, processing_times) for chromosome in population] selected_population = selection(population, fitness_values) new_population = [] for i in range(int(pop_size / 2)): parent1 = random.choice(selected_population) parent2 = random.choice(selected_population) child1, child2 = crossover(parent1, parent2) child1 = mutation(child1, 0.1) child2 = mutation(child2, 0.1) new_population.append(child1) new_population.append(child2) population = new_population best_chromosome = max(population, key=lambda c: fitness(c, processing_times)) return best_chromosome class Application(tk.Frame): def __init__(self, master=None): super().__init__(master) self.master = master self.pack() self.create_widgets() def create_widgets(self): # 创建控件 self.job_count_label = tk.Label(self, text="作业数量") self.job_count_label.grid(row=0, column=0) self.job_count_entry = tk.Entry(self) self.job_count_entry.grid(row=0, column=1) self.machine_count_label = tk.Label(self, text="机器数量") self.machine_count_label.grid(row=1, column=0) self.machine_count_entry = tk.Entry(self) self.machine_count_entry.grid(row=1, column=1) self.processing_times_label = tk.Label(self, text="加工时间矩阵") self.processing_times_label.grid(row=2, column=0) self.processing_times_text = tk.Text(self, height=10, width=30) self.processing_times_text.grid(row=2, column=1) self.run_button = tk.Button(self, text="运行", command=self.run) self.run_button.grid(row=3, column=0) self.result_label = tk.Label(self, text="结果") self.result_label.grid(row=3, column=1) self.quit_button = tk.Button(self, text="退出", command=self.master.destroy) self.quit_button.grid(row=4, column=1) def run(self): # 运行遗传算法求解流水车间调度问题 job_count = int(self.job_count_entry.get()) machine_count = int(self.machine_count_entry.get()) processing_times = [list(map(int, row.split())) for row in self.processing_times_text.get("1.0", "end").split("\n") if row.strip()] best_chromosome = genetic_algorithm(50, job_count, machine_count, processing_times, 100) self.result_label.configure(text=str(best_chromosome)) # 创建主窗口 root = tk.Tk() # 设置窗口标题 root.title("流水车间调度问题求解") # 创建应用程序 app = Application(master=root) # 进入消息循环 app.mainloop() ``` 这个程序创建了一个 GUI 界面,包含作业数量、机器数量和加工时间矩阵三个输入框,以及一个运行按钮和一个结果标签。你可以输入作业数量、机器数量和加工时间矩阵,然后点击运行按钮,程序将使用遗传算法求解流水车间调度问题,并在结果标签中显示最优解的染色体。

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