单机排序问题：不可用约束与改进VNS算法

"这篇学术论文探讨了在单机排序问题中如何处理多个不可用约束条件，提出了一种改进的可变邻域搜索（VNS）算法，并结合知识模块以优化解决方案。文章发表在《计算设计与工程学报》2017年的第四期上，由Maziar Yazdania等人撰写。" 在工业生产环境中，单机排序问题是一个常见且重要的优化问题，涉及到如何有效地安排一系列任务在一台机器上执行，以满足各种约束条件，如截止日期和优先级。然而，实际情况中，机器可能会因为多种原因（如维护、更换工具或故障）在预定的时间段内不可用，这被称为“不可用约束”。传统调度问题假设机器连续可用，但这种假设往往过于理想化。 论文首先建立了针对多不可用约束的单机排序问题的数学模型，旨在最小化最大提前时间和最大拖期时间。这是一个复杂的优化问题，尤其是在处理大量实例时，计算难度大增。因此，研究人员提出了一种改进的VNS算法。VNS是一种局部搜索算法，其基本思想是在问题的解空间中进行有目标的探索，寻找全局最优或接近全局最优的解。然而，原始VNS算法的随机性可能导致效率低下，难以找到高质量解。 为了解决这个问题，研究者将知识模块集成到VNS算法中。知识模块能够从已找到的好解中学习，将这些信息存储并在搜索过程中反馈给算法，以引导搜索方向，增强算法的探索能力。实验结果显示，这种结合知识模块的VNS算法在解决这类问题时表现出了高效性和有效性。 关键词包括单机调度、可用性约束、变邻域搜索以及知识模块，表明本文主要关注的是如何在考虑机器不可用性的条件下，通过智能优化方法改善单机排序问题的求解效果。 这篇论文为处理具有复杂不可用约束的单机排序问题提供了新的理论基础和实用算法，对于工业工程领域的优化和决策制定具有重要意义。通过结合知识模块的改进VNS算法，研究者为解决此类问题提供了一种更为高效的方法，有助于实际生产环境中的调度优化。