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混合算法求解作业车间调度问题代码解读+完整JAVA代码

2020.9.29

前两篇文章中,我们介绍了FJSP问题,并梳理了一遍HA算法。这一篇文章对小编实现的(很乱很烂的)代码进行简单解读。

往期回顾:

种群进化+邻域搜索的混合算法(GA+TS)求解作业车间调度问题(JSP)-算法介绍

混合算法(GA+TS)求解作业车间调度问题(JSP)-禁忌搜索部分

代码下载请关注公众号,后台回复【FJSPHA】即可,不包括【】

代码框架

wx_article_20200811120213_0Z7mia.jpg

代码分为5个包,第一部分Data为用到的各类结构,第二部分GA为GA部分+第一个TS,第三部分主函数,第四、五部分是两个TS。

算例放置在input文件夹中,这里准备了Mk系列算例,Kacem系列算例和论文中的简单算例test.txt。

Main

算例输入:

wx_article_20200811120213_SJzC9Q.jpg

Main中还有一个输出为CSV的函数,需要一个jar包,已经放在下载链接里了,不需要的同学也可以删除。

wx_article_20200811120214_XJfGQM.jpg

Data

一堆乱七八糟的结构。这里简单讲一下Solution类和Graph类。

Solution类中包含多个print函数,比较重要的包括绘制甘特图以及check解是否合法。

wx_article_20200811120214_pcyA8F.jpg

operationMatrix是解的主题,存放某个工件的某道工序的开始、结束时间,所在加工机器。

wx_article_20200811120214_NLCyeU.jpg

Graph类表示析取图。nodeList是每台机器上的node。其中起始点、终止点我单独提取出来设置了两个类。Graph中还包含了获取critical path的DFS和update starting time & end time的Bellman算法。

wx_article_20200811120214_TmRwLC.jpg

GA

MyHybridAlgorithm类是GA的主函数。小编在实现的时候进行了多种测试,比如迭代的noImprove次数达到limit时进行扰动:

wx_article_20200811120214_CsnBJo.jpg

选择哪种Tabu:

wx_article_20200811120214_QHSnaR.jpg

读者在阅读的时候请自己注意。

算法相关的参数我都做了初始化,请自行查找修改:

wx_article_20200811120214_ux0kMd.jpg

交叉、变异等操作包含在ChromosomeOperation类中,计算适应度的函数在CaculateFitness类中,TabuSearch1类是基于编码的tabu,这里都不多展示了。

NeighbourSearch

这个包包含的是基于析取图的tabu。NeighbourAlgorithms类相当于Main,包含解转化为图的函数:

wx_article_20200811120214_w0Vi2S.jpg

TabuSearch2类为tabu主函数。NeighbourGraph类存放析取图邻域搜索产生的解。

DeleteNeighbourGraph类为析取图中暂时去掉某个点后的情况,PM、PJ、SM、SJ代表precede、succeed、machine、job四条边对应的点,deleteNode为删去的点。

wx_article_20200811120214_dFZyJO.jpg

其中还有findLandR位置的二分查找函数,insert时的估值函数:

wx_article_20200811120214_Y7LsRU.jpg

wx_article_20200811120215_HyuGRb.jpg

NeighbourSearch2

这个包为第三个基于甘特图的tabu。

RTS类为tabu的主函数。解通过:ArrayList<ArrayList<Operation>> 的形式表示。

replan函数中包含了在甘特图上进行swap操作后更新解的方法,有详细注释:

wx_article_20200811120215_PNUJg8.jpg

总结

到这里已经大致梳理了一遍代码,但其中还有很多细节没有讲到,包括很多东西实现的不好,欢迎随时和我交流。

由于是自己研究时写的代码,其中很多东西会比较乱,但是代码中做了很多注解,仔细阅读应该能看得懂的!


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