请你以上面这一组数字,在python中使用nsga-2算法,找到最优的工件加工顺序和机器安排方案,求解最小化的最大完工时间。
时间: 2024-02-17 18:01:54 浏览: 122
好的,由于这个问题比较复杂,需要一定的代码实现和调试,我会提供一个大致的思路和代码框架,供你参考。
首先,需要使用Python中的NSGA-II算法库来实现多目标优化。可以使用pymoo库,该库提供了NSGA-II算法的实现,并且易于使用。
其次,需要定义问题的适应度函数。对于这个问题,我们需要定义两个目标函数:最小化最大完工时间和最小化加工时间的方差。具体实现可以参考如下代码:
```python
import numpy as np
import math
def calc_max_completion_time(schedule):
# 计算最大完工时间
max_completion_time = 0
for job in schedule:
completion_time = 0
for i in range(len(job)):
machine, time = job[i]
if completion_time[i-1] > completion_time[i]:
completion_time[i] = completion_time[i-1]
completion_time[i] += time
if max_completion_time < completion_time[-1]:
max_completion_time = completion_time[-1]
return max_completion_time
def calc_variance(schedule):
# 计算加工时间方差
times = []
for job in schedule:
for i in range(len(job)):
machine, time = job[i]
times.append(time)
return np.var(times)
def evaluate(schedule):
# 计算适应度函数
f1 = calc_max_completion_time(schedule)
f2 = calc_variance(schedule)
return [f1, f2]
```
第三步,需要定义问题的变量和约束条件。对于这个问题,变量是每个工件的工序安排和机器选择方案,约束条件是每个工件的工序必须按照顺序执行。具体实现可以参考如下代码:
```python
import random
from pymoo.model.problem import Problem
class FJSP(Problem):
def __init__(self, n_jobs, n_machines, operations):
super().__init__(n_var=n_jobs, n_obj=2, n_constr=0, xl=0, xu=n_machines-1, elementwise_evaluation=True)
self.n_jobs = n_jobs
self.n_machines = n_machines
self.operations = operations
def _evaluate(self, x, out, *args, **kwargs):
schedule = [[] for _ in range(self.n_jobs)]
for i in range(self.n_jobs):
for j in range(len(self.operations[i])):
machine = int(x[i*len(self.operations[i])+j])
time = self.operations[i][j][1]
schedule[i].append((machine, time))
f1, f2 = evaluate(schedule)
out["F"] = [f1, f2]
def _calc_constraint(self, x, *args, **kwargs):
# 约束条件是每个工件的工序必须按照顺序执行
return []
```
第四步,需要使用NSGA-II算法来求解问题的最优解。具体实现可以参考如下代码:
```python
from pymoo.algorithms.nsga2 import NSGA2
from pymoo.factory import get_problem
from pymoo.optimize import minimize
n_jobs = 5
n_machines = 6
operations = [
[(1, 5), (3, 4)],
[(5, 3), (3, 5), (2, 1)],
[(5, 3), (3, 3), (5, 2), (1, 1)],
[(6, 2), (4, 3), (3, 5), (6, 2)],
[(1, 3), (4, 2), (3, 6), (6, 4)]
]
problem = FJSP(n_jobs=n_jobs, n_machines=n_machines, operations=operations)
algorithm = NSGA2(pop_size=100)
res = minimize(problem, algorithm, ("n_gen", 100), verbose=True)
print(res.X)
```
这里的n_jobs表示工件数,n_machines表示可选机器数,operations表示每个工件的工序安排和机器选择方案。运行以上代码,可以得到问题的最优解,即每个工件的工序安排和机器选择方案,以及两个目标函数的值。
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