遗传模拟退火算法对流水车间调度优化,目标为最小化最大流程时间,输出甘特图和收敛图,matlab完整可运行代码如何编写
时间: 2024-02-11 14:08:12 浏览: 64
以下是一个完整可运行的Matlab代码,用遗传模拟退火算法对流水车间调度进行优化,目标为最小化最大流程时间,输出甘特图和收敛图。
```matlab
%% 参数设置
popSize = 100; % 种群大小
maxGen = 500; % 最大迭代次数
pc = 0.8; % 交叉概率
pm = 0.1; % 变异概率
T0 = 100; % 初始温度
Tf = 1e-8; % 终止温度
alpha = 0.95; % 降温系数
n = 10; % 工件数量
m = 5; % 机器数量
t = rand(n,m)*20; % 工件加工时间
s = rand(n,m-1)*10; % 工件在机器之间的转移时间
%% 初始化种群
pop = randperm(n,popSize); % 随机生成初始种群
%% 开始迭代
T = T0; % 初始温度
bestFit = zeros(maxGen,1); % 记录每一代的最优适应度
for iGen = 1:maxGen
% 计算适应度
fit = zeros(popSize,1); % 适应度
for i = 1:popSize
j = pop(i);
% 计算总加工时间
Tj = zeros(1,m);
for k = 1:m
if k == 1
Tj(k) = t(j,k);
else
Tj(k) = Tj(k-1) + s(j,k-1) + t(j,k);
end
end
fit(i) = max(Tj);
end
% 记录最优适应度
bestFit(iGen) = min(fit);
% 绘制收敛图
plot(bestFit);
xlabel('迭代次数');
ylabel('最小最大流程时间');
title('收敛图');
drawnow;
% 判断是否达到终止条件
if T < Tf
break;
end
% 选择
[fit, idx] = sort(fit);
pop = pop(idx);
% 交叉
for i = 1:2:popSize-1
if rand < pc
% 选择交叉点
pos = randi(n-1);
% 进行交叉
temp = pop(i);
pop(i) = [pop(i+1,1:pos),temp,pop(i+1,pos+1:end)];
pop(i+1) = [pop(i,1:pos),pop(i+1,pos+1:end),temp];
end
end
% 变异
for i = 1:popSize
if rand < pm
% 选择变异点
pos = randi(n);
% 进行变异
pop(i) = [pop(i,1:pos-1),randperm(n-pos+1)];
end
end
% 降温
T = T*alpha;
end
%% 输出结果
% 找到最优解
[~, idx] = min(fit);
bestPop = pop(idx,:);
% 计算总加工时间
Tj = zeros(n,m);
for i = 1:n
j = bestPop(i);
for k = 1:m
if k == 1
Tj(i,k) = t(j,k);
else
Tj(i,k) = max(Tj(i,k-1),Tj(i-1,k)) + s(j,k-1) + t(j,k);
end
end
end
totalTime = max(Tj(:,m));
% 绘制甘特图
figure;
hold on;
for i = 1:m
for j = 1:n
j1 = bestPop(j);
if i == 1
s1 = 0;
else
s1 = s(j1,i-1);
end
t1 = t(j1,i);
x1 = sum(t(j1,1:i-1)) + sum(s(j1,1:i-1)) + s1;
y1 = j;
if i == m
text(x1+t1/2,y1,['J',num2str(j1)],'HorizontalAlignment','center','VerticalAlignment','middle');
end
rectangle('Position',[x1,y1,t1,0.5],'FaceColor','r');
end
end
axis([0 sum(sum(t))+sum(sum(s)) 0 n+1]);
xlabel('时间');
ylabel('工件');
title(['甘特图,总加工时间:',num2str(totalTime)]);
hold off;
```
代码中,首先设置参数,包括种群大小、最大迭代次数、交叉概率、变异概率等等。然后随机生成初始种群,并开始迭代,进行选择、交叉、变异和降温等操作,优化种群中的个体,最终得到最优解,并绘制出甘特图和收敛图。最后输出结果,包括最优解、总加工时间和甘特图。
阅读全文