量子启发布谷鸟算法解决无等待流水线调度难题

0 下载量 88 浏览量 更新于2024-08-27 收藏 1.85MB PDF 举报
无量子流水车间调度的量子布谷鸟联合搜索算法是一项针对No-Wait Flow Shop Scheduling (NWFSP)问题的研究,该问题在多个行业中具有广泛应用,如制造业和物流管理,其目标是优化生产周期时间(Makespan),即从开始到所有任务完成所需的最短时间。然而,由于NWFSP问题被证明为NP-hard,即在多项式时间内找到最优解非常困难,因此研究人员寻求高效的算法来近似解决。 该研究论文发表于2018年9月20日的《应用智能》期刊,由Haihong Zhu、Xuemei Qi等人共同署名,他们提出了一种新颖的量子启发式算法——量子布谷鸟协同搜索(Quantum Cuckoo Search, QCCS)。QCCS算法主要分为三个核心步骤: 1. **量子解决方案表示**:首先,通过将问题的解空间映射到量子系统中的状态,将传统的决策变量编码为量子比特的叠加态,这种量子化的方法有助于捕捉问题的复杂性,并可能提供潜在的搜索优势。 2. **量子启发式布谷鸟搜索与差分进化**(Quantum-Inspired Cuckoo Search-Differential Evolution, QCS-DE):这部分引入了量子搜索的灵感,结合了布谷鸟算法的随机性和差分进化策略的全局搜索能力。布谷鸟算法模仿鸟类行为,通过随机的巢穴替换策略来探索解空间,而差分进化则通过生成并评估新的解来寻找最优解。 3. **局部邻域搜索**(Local Neighborhood Search, LNS):为了防止陷入局部最优,算法还包含了局部搜索阶段,通过在附近区域进行微调,以进一步提高搜索效率和解决方案的质量。 论文作者对QCCS算法的收敛性进行了理论分析,确保了算法在求解过程中能够稳定且有效地逼近最优解。为了优化算法参数,论文还设计了Taguchi实验,这是一种统计实验设计方法,用于确定最合适的算法参数组合。 作者通过比较QCCS算法与当前最先进的算法,如GA-VNS(Genetic Algorithm with Variable Neighborhood Search)、HGA(Hybrid Genetic Algorithm)和TS-P(Tabu Search with Perturbation),展示了新算法在Recand Car基准实例上的性能。这些实例通常用于测试此类优化问题算法的性能,结果显示QCCS在处理NWFSP问题时展现出优越的性能和计算效率。 这篇研究不仅提出了一个创新的无量子流水线调度算法,还提供了理论支持和实证验证,对于优化复杂工业生产流程的求解策略具有重要的理论和实践价值。
2025-01-06 上传
Spring Boot是Spring框架的一个模块,它简化了基于Spring应用程序的创建和部署过程。Spring Boot提供了快速启动Spring应用程序的能力,通过自动配置、微服务支持和独立运行的特性,使得开发者能够专注于业务逻辑,而不是配置细节。Spring Boot的核心思想是约定优于配置,它通过自动配置机制,根据项目中添加的依赖自动配置Spring应用。这大大减少了配置文件的编写,提高了开发效率。Spring Boot还支持嵌入式服务器,如Tomcat、Jetty和Undertow,使得开发者无需部署WAR文件到外部服务器即可运行Spring应用。 Java是一种广泛使用的高级编程语言,由Sun Microsystems公司(现为Oracle公司的一部分)在1995年首次发布。Java以其“编写一次,到处运行”(WORA)的特性而闻名,这一特性得益于Java虚拟机(JVM)的使用,它允许Java程序在任何安装了相应JVM的平台上运行,而无需重新编译。Java语言设计之初就是为了跨平台,同时具备面向对象、并发、安全和健壮性等特点。 Java语言广泛应用于企业级应用、移动应用、桌面应用、游戏开发、云计算和物联网等领域。它的语法结构清晰,易于学习和使用,同时提供了丰富的API库,支持多种编程范式,包括面向对象、命令式、函数式和并发编程。Java的强类型系统和自动内存管理减少了程序错误和内存泄漏的风险。随着Java的不断更新和发展,它已经成为一个成熟的生态系统,拥有庞大的开发者社区和持续的技术创新。Java 8引入了Lambda表达式,进一步简化了并发编程和函数式编程的实现。Java 9及以后的版本继续在模块化、性能和安全性方面进行改进,确保Java语言能够适应不断变化的技术需求和市场趋势。 MySQL是一个关系型数据库管理系统(RDBMS),它基于结构化查询语言(SQL)来管理和存储数据。MySQL由瑞典MySQL AB公司开发,并于2008年被Sun Microsystems收购,随后在2010年,Oracle公司收购了Sun Microsystems,从而获得了MySQL的所有权。MySQL以其高性能、可靠性和易用性而闻名,它提供了多种特性来满足不同规模应用程序的需求。作为一个开源解决方案,MySQL拥有一个活跃的社区,不断为其发展和改进做出贡献。它的多线程功能允许同时处理多个查询,而其优化器则可以高效地执行复杂的查询操作。 随着互联网和Web应用的快速发展,MySQL已成为许多开发者和公司的首选数据库之一。它的可扩展性和灵活性使其能够处理从小规模应用到大规模企业级应用的各种需求。通过各种存储引擎,MySQL能够适应不同的数据存储和检索需求,从而为用户提供了高度的定制性和性能优化的可能性。