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完整代码如何编写

时间: 2024-01-30 18:03:11 浏览: 19
以下是一个基于MATLAB的遗传模拟退火算法对流水车间调度优化的完整代码,可以输出甘特图和收敛图。需要注意的是,这只是一个示例代码,你需要根据自己的具体问题进行修改和调整。 ```matlab % 流水车间调度优化问题 % 遗传模拟退火算法 % 目标是最小化最大流程时间 % 输出甘特图和收敛图 % 载入数据 load data.mat % 数据包括处理时间矩阵 processing_time 和工件数 num_jobs % 遗传模拟退火算法参数 num_generations = 100; % 迭代次数 population_size = 100; % 种群大小 mutation_rate = 0.1; % 变异率 temperature = 100; % 初始温度 cooling_rate = 0.95; % 冷却速率 % 初始化种群 population = zeros(population_size, num_jobs); for i = 1 : population_size population(i,:) = randperm(num_jobs); end % 记录迭代过程中的最优解和适应度值 best_fitness = zeros(num_generations, 1); best_schedule = zeros(num_jobs, 1); gantt_chart = zeros(num_jobs, num_jobs); convergence_curve = zeros(num_generations, 1); % 开始迭代 for generation = 1 : num_generations % 计算适应度值和甘特图 for i = 1 : population_size [fitness(i), gantt_charts(i,:,:)] = calculate_fitness(population(i,:), processing_time); end % 找到最优解 [best_fitness(generation), best_index] = min(fitness); best_schedule = population(best_index,:); gantt_chart = squeeze(gantt_charts(best_index,:,:)); % 记录收敛过程 convergence_curve(generation) = best_fitness(generation); % 变异操作 for i = 1 : population_size if rand() < mutation_rate population(i,:) = mutate(population(i,:)); end end % 遗传操作 for i = 1 : 2 : population_size parent1 = population(i,:); parent2 = population(i+1,:); [child1, child2] = crossover(parent1, parent2); population(i,:) = child1; population(i+1,:) = child2; end % 降温 temperature = temperature * cooling_rate; end % 输出结果 disp(['最优解为:', num2str(best_schedule)]); disp(['最小流程时间为:', num2str(best_fitness(end))]); % 绘制甘特图 figure; barh(gantt_chart, 'stacked'); title('甘特图'); xlabel('时间'); ylabel('工件'); % 绘制收敛图 figure; plot(convergence_curve); title('收敛图'); xlabel('迭代次数'); ylabel('适应度值'); % 计算适应度值和甘特图的函数 function [fitness, gantt_chart] = calculate_fitness(schedule, processing_time) % 计算每个工件的开始时间和结束时间 num_jobs = length(schedule); num_machines = size(processing_time, 1); start_time = zeros(num_machines, num_jobs); end_time = zeros(num_machines, num_jobs); for i = 1 : num_jobs if i == 1 start_time(:,i) = zeros(num_machines, 1); else start_time(:,i) = max(end_time(:,i-1), [], 2); end end_time(:,i) = start_time(:,i) + processing_time(:, schedule(i)); end % 计算适应度值和甘特图 fitness = max(end_time(:,end)); gantt_chart = zeros(num_jobs, num_jobs); for i = 1 : num_jobs for j = 1 : num_machines machine_index = find(processing_time(j,:) == processing_time(j,schedule(i))); if length(machine_index) > 1 machine_index = machine_index(1); end gantt_chart(schedule(i),machine_index) = start_time(j,i); end end end % 变异操作的函数 function new_schedule = mutate(schedule) % 选择两个位置进行交换 num_jobs = length(schedule); index1 = randi(num_jobs); index2 = randi(num_jobs); while index2 == index1 index2 = randi(num_jobs); end new_schedule = schedule; new_schedule(index1) = schedule(index2); new_schedule(index2) = schedule(index1); end % 遗传操作中的交叉操作函数 function [child1, child2] = crossover(parent1, parent2) % 选择一个位置进行切割,将父代1和父代2的基因拼接在一起 num_jobs = length(parent1); index = randi(num_jobs-1); child1 = [parent1(1:index) parent2(index+1:end)]; child2 = [parent2(1:index) parent1(index+1:end)]; end ``` 你需要将上述代码保存为一个.m文件,然后将数据文件`data.mat`放在同一目录下。运行该程序,就可以得到最优解、最小流程时间、甘特图和收敛图了。

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