协同进化量子微分算法解决Flowshop调度问题

0 下载量 47 浏览量 更新于2024-08-26 收藏 231KB PDF 举报
“一种新颖的协同进化量子微分算法,用于解决带有制造跨度最小化的阻塞流水车间调度问题” 在优化领域,流水车间调度问题(Flowshop Scheduling Problem, FSP)是一个经典且复杂的问题,其目标通常是最小化所有任务完成时间的最大值,即制造跨度(Makespan)。针对这一问题,研究者提出了一种创新的协同进化量子微分算法(Co-evolutionary Quantum Differential Algorithm, CQDA),专门用于解决阻塞流水车间调度问题(Blocking Flowshop Scheduling Problem, BFSP)。 CQDA结合了量子进化算法(Quantum-inspired Evolutionary Algorithm, QEA)和差分进化(Differential Evolution, DE)的优势。在算法设计中,引入了一种新型的量子旋转门机制,该机制能够有效地控制群体的进化趋势,同时增加种群的多样性,以避免早熟收敛和局部最优。此外,还开发了一种有效的QEA-变邻域搜索(Variable Neighborhood Search, VNS)协同进化策略,用于优化和提升当前最佳解的质量。 实际实验中,CQDA在Taillard的标准测试实例上与几种相关的算法进行了对比,结果显示,CQDA的表现优于高效的启发式算法NEHLS,并且在平均相对百分比偏差(Average Relative Percentage Deviation, ARPD)上降低了约7%的最优解生成。这表明,CQDA在解决BFSP时具有更高的效率和解决方案质量。 关键词:阻塞流水车间调度问题,协同进化,量子微分算法,制造跨度最小化,量子旋转门,差分进化,变邻域搜索 这种新颖的CQDA算法不仅展示了量子计算和传统优化方法的融合潜力,也为解决实际工业生产中的调度问题提供了新的思路。通过改进的量子旋转门和协同进化策略,CQDA能够更有效地探索解决方案空间,从而提高找到全局最优解的可能性。未来的研究可能进一步优化这些策略,或者将其应用到其他复杂的调度问题中,以推动优化技术的发展。