数学建模学习(111):改进遗传算法(引入模拟退火、轮盘赌和网格搜索)求解JSP问题
文章目录
- 一、车间调度问题
- 1.1目前处理方法
- 1.2简单案例
 
- 二、基于改进遗传算法求解车间调度
- 2.1车间调度背景介绍
- 2.2遗传算法介绍
- 2.2.1基本流程
- 2.2.2遗传算法的基本操作和公式
- 2.2.3遗传算法的优势
- 2.2.4遗传算法的不足
 
- 2.3讲解本文思路及代码
- 2.4算法执行结果:
 
- 三、本文代码创新点
- 四、附上完整代码
一、车间调度问题
车间作业调度问题(JSP)是生产调度领域的经典问题之一,广泛应用于制造业、物流等领域。在一个典型的车间中,多个工件需要在多台机器上按特定的顺序进行加工。每个工件的加工步骤及其顺序是预先确定的,不同工件的加工顺序可能不同。 车间作业调度问题的目标是确定工件在各机器上的加工顺序,以最小化所有工件的完成总时间(即 makespan)。
1.1目前处理方法
  车间作业调度问题因其高度的复杂性和计算上的挑战性,被归类为NP难问题。为了解决这一问题,学术界和工业界已经提出了多种方法,涵盖了精确算法、启发式算法以及元启发式算法。
   精确算法,如分支定界法和动态规划,理论上能够找到全局最优解,但由于其高计算复杂度,通常不适用于大规模问题。
   启发式算法,例如优先规则,如最短加工时间优先(SPT)和最早截止时间优先(EDD),通过简单的规则快速生成可行解。尽管这些方法计算速度快,但解的质量往往无法得到保证。
   元启发式算法,包括遗传算法(GA)、模拟退火(SA)和粒子群优化(PSO),在处理复杂优化问题时表现出色。遗传算法通过模拟自然选择和遗传机制来不断优化解的种群;模拟退火算法通过模拟物质冷却过程中的能量变化来避免局部最优;粒子群优化算法则通过模拟鸟群觅食行为在多维空间中搜索全局最优解。
   近年来,混合算法也逐渐受到关注,例如结合遗传算法和禁忌算法的混合算法,能够利用不同算法的优势,提高解的质量和求解效率。
1.2简单案例
  我们假设有三个机器(M1, M2, M3)和三个工件(J1, J2, J3),每个工件已有不同的加工步骤和时间。这是一个简单的示例:
   假设加工步骤和时间如下:
   J1: M1(3) → M2(2) → M3(2)
   J2: M2(4) → M3(1) → M1(3)
   J3: M3(2) → M1(4) → M2(3)
   以时间为x轴,每个机器为y轴,利用Python求解,每种工件代表1种颜色,可绘制甘特图如下所示:
 
   绘图相应代码如下:
import matplotlib.pyplot as plt
import random
plt.rcParams['font.sans-serif'] = ['SimHei']
# 创建一个表示任务的列表,每个任务用一个字典表示
tasks = [{"Task": "J1", "Machine": "M1", "Start": 0, "Finish": 3},{"Task": "J1", "Machine": "M2", "Start": 3, "Finish": 5},{"Task": "J1", "Machine": "M3", "Start": 5, "Finish": 7},{"Task": "J2", "Machine": "M2", "Start": 0, "Finish": 4},{"Task": "J2", "Machine": "M3", "Start": 4, "Finish": 5},{"Task": "J2", "Machine": "M1", "Start": 5, "Finish": 8},{"Task": "J3", "Machine": "M3", "Start": 0, "Finish": 2},{"Task": "J3", "Machine": "M1", "Start": 2, "Finish": 6},{"Task": "J3", "Machine": "M2", "Start": 6, "Finish": 9},
]
# 创建一个新的图形
fig, gnt = plt.subplots()# 设置Y轴
gnt.set_ylim(0, 40)
gnt.set_xlim(0, 12)
# 设置Y轴标签
gnt.set_yticks([10, 20, 30])
gnt.set_yticklabels(['M1', 'M2', 'M3'])
# 设置X轴标签
gnt.set_xlabel('时间')
gnt.set_ylabel('机器')
# 生成不同的颜色,每个工件一个颜色
task_colors = {}
for task in tasks:if task["Task"] not in task_colors:task_colors[task["Task"]] = (random.random(), random.random(), random.random())
# 绘制任务
for task in tasks:machine_map = {"M1": 10, "M2": 20, "M3": 30}start = task["Start"]finish = task["Finish"]machine = machine_map[task["Machine"]]color = task_colors[task["Task"]]gnt.broken_barh([(start, finish - start)], (machine - 5, 9), facecolors=color)
# 显示甘特图
plt.show()
二、基于改进遗传算法求解车间调度
2.1车间调度背景介绍
  在一个车间内,有10台机器,每台机器负责一道加工步骤。这些机器需要完成10个工件的加工,每个工件都有10个加工步骤。不同工件的加工步骤顺序各不相同且顺序不可更改。每个加工步骤由对应的机器在一定时间内完成。你需要确定各个工件在不同机器上的加工顺序,以最小化所有工件完成加工所需的总时间。具体的不同工件加工顺序与加工时长如下表所示:
 
   对于每个工件,其加工顺序和每台机器上的加工耗时一定,拿第一行举例。工件1的加工顺序为:M1-M2-M4-M3-M5-M6-M8-M4-M7-M10。其花费时间固定,分别为28-33-11-48-18-19-86-64-65-90。我们要做的就是对机器进行调度,什么时候加工第几个工件的第几个工序。
2.2遗传算法介绍
遗传算法(Genetic Algorithm,GA)是一类模拟自然选择和遗传机制的进化算法,主要用于优化和搜索问题。它最早由约翰·霍兰德(John Holland)在20世纪70年代提出。遗传算法通过模拟自然界生物进化的过程,包括选择、交叉(杂交)和变异等操作,逐步优化问题的解。
2.2.1基本流程
- 初始化种群:随机生成一定数量的初始解,称为个体,这些个体构成初始种群。
- 适应度评估:计算每个个体的适应度值,适应度值越高表示该个体越适合问题的求解。
- 选择:根据个体的适应度值,选择一些个体作为父代。常用的选择方法有轮盘赌选择、锦标赛选择等。
- 交叉:通过交叉操作(即杂交)生成新的个体,交叉操作将两个父代个体的部分基因交换,从而生成子代个体。
- 变异:对新生成的个体进行变异操作,即随机改变个体的一部分基因,以增加种群的多样性。
- 生成新种群:用子代个体替换部分或全部父代个体,形成新一代种群。
- 重复迭代:重复上述步骤,直到满足终止条件,如达到最大迭代次数或种群中的最佳适应度值达到预期目标。
2.2.2遗传算法的基本操作和公式
- 选择操作:选择操作通过适应度值选择个体。轮盘赌选择法的概率计算公式:
 P i = f i ∑ j = 1 N f j P_i = \frac{f_i}{\sum_{j=1}^{N} f_j} Pi=∑j=1Nfjfi
 其中,(P_i) 是第 (i) 个个体被选中的概率,(f_i) 是第 (i) 个个体的适应度值,(N) 是种群的大小。
- 交叉操作:交叉操作将两个父代个体的基因部分交换,生成两个新的个体。单点交叉的公式:
 子代1 = ( 父代1 1 , 父代1 2 , … , 父代1 c , 父代2 c + 1 , … , 父代2 n ) 子代2 = ( 父代2 1 , 父代2 2 , … , 父代2 c , 父代1 c + 1 , … , 父代1 n ) \begin{aligned} &\text{子代1} = (\text{父代1}_1, \text{父代1}_2, \ldots, \text{父代1}_c, \text{父代2}_{c+1}, \ldots, \text{父代2}_n) \\ &\text{子代2} = (\text{父代2}_1, \text{父代2}_2, \ldots, \text{父代2}_c, \text{父代1}_{c+1}, \ldots, \text{父代1}_n) \end{aligned} 子代1=(父代11,父代12,…,父代1c,父代2c+1,…,父代2n)子代2=(父代21,父代22,…,父代2c,父代1c+1,…,父代1n)
 其中,(c) 是交叉点的位置,(\text{父代1}) 和 (\text{父代2}) 是两个父代个体,(n) 是个体的基因长度。
- 变异操作:变异操作随机改变个体的一部分基因。对于一个基因序列 (x = (x_1, x_2, \ldots, x_n)),其变异公式可以表示为:
 x i ′ = { 随机值 如果 随机概率 < 变异概率 x i 否则 x_i' = \begin{cases} \text{随机值} & \text{如果 } \text{随机概率} < \text{变异概率} \\ x_i & \text{否则} \end{cases} xi′={随机值xi如果 随机概率<变异概率否则
 其中,(x_i’) 是变异后的基因值,变异概率通常设为一个小值,如0.01或0.1。
2.2.3遗传算法的优势
- 全局搜索能力强:遗传算法通过选择、交叉和变异等操作,可以在较大范围内进行搜索,能够较好地避免陷入局部最优。
- 适用范围广:遗传算法适用于各种优化问题,包括离散问题和连续问题。
- 易于并行化:由于种群中的个体可以并行计算适应度值,遗传算法易于实现并行计算,提升计算效率。
2.2.4遗传算法的不足
- 计算开销大:遗传算法需要多次迭代,且每次迭代需要计算多个个体的适应度值,计算开销较大。
- 参数选择复杂:遗传算法的性能对参数(如种群大小、交叉率、变异率等)依赖较大,参数选择不当可能影响算法效果。
- 收敛速度慢:在某些情况下,遗传算法的收敛速度较慢,可能需要较多的迭代次数才能找到较优的解。
2.3讲解本文思路及代码
  本文改进遗传算法的代码更侧重于结合多种优化算法解决问题。利用网格搜索找到最优参数,并且在搜索过程中结合模拟退火算法进行局部优化,探索了更大范围的解空间,寻找最优解的可能性更大,利用上述显著优势尝试求解JSP问题。
   Step1:初始化。创建一个初始种群,每个个体代表一个可能的作业顺序。通过随机生成的方式确保种群的多样性。
def createPop(Jm, popSize):pop = []for i in range(popSize):pop.append(createInd(Jm))return pop
Step2:选择。使用轮盘赌选择方法,根据个体的适应度(即完工时间)概率性地选择个体。适应度越高(即完工时间越短),被选择的概率越大。
def roulette_wheel_selection(fitness):total_fitness = sum(fitness)pick = random.uniform(0, total_fitness)current = 0for i, fit in enumerate(fitness):current += fitif current > pick:return i
Step3:交叉。应用自定义的交叉操作,将父代个体组合生成新的后代。通过选择两个父代个体,交换它们的一部分基因片段,以继承父母双方的特征。
def cross(A, B):n = len(A)r1 = np.random.randint(n)r2 = np.random.randint(n)rl, rr = min(r1, r2), max(r1, r2)if rl == rr:return A, Bbt = copy.deepcopy(B)afinal = copy.deepcopy(A)for i in range(rl, rr + 1):bt.remove(A[i])k = 0for i in range(n):if i < rl or i > rr:afinal[i] = bt[k]k += 1at = copy.deepcopy(A)bfinal = copy.deepcopy(B)for i in range(rl, rr + 1):at.remove(B[i])k = 0for i in range(n):if i < rl or i > rr:bfinal[i] = at[k]k += 1return afinal, bfinal
Step4:变异。通过随机交换作业操作引入变异,以保持基因多样性。变异操作有助于防止算法陷入局部最优。
def mutate(individual, mutation_rate):if random.random() < mutation_rate:index1, index2 = random.sample(range(len(individual)), 2)individual[index1], individual[index2] = individual[index2], individual[index1]return individual
Step5:解码。使用详细的调度算法解码每个个体,以评估其完工时间,确保所有作业约束得到满足。解码过程包括为每个作业在特定机器上安排开始和结束时间。
def decode(J, P, s):n, m = J.shapeT = [[[0]] for _ in range(m)]C = np.zeros((n, m))k = np.zeros(n, dtype=int)for job in s:if job < 0 or job >= n:print(f"Invalid job index: {job}")continueif k[job] < 0 or k[job] >= m:print(f"Invalid operation index for job {job}: {k[job]}")continuemachine = J[job, k[job]] - 1process_time = P[job, k[job]]last_job_finish = C[job, k[job] - 1] if k[job] > 0 else 0start_time = max(last_job_finish, T[machine][-1][-1])insert_index = len(T[machine])for i in range(1, len(T[machine])):gap_start = max(last_job_finish, T[machine][i - 1][-1])gap_end = T[machine][i][0]if gap_end - gap_start >= process_time:start_time = gap_startinsert_index = ibreakend_time = start_time + process_timeC[job, k[job]] = end_timeT[machine].insert(insert_index, [start_time, job, k[job], end_time])k[job] += 1M = [[] for _ in range(m)]for machine in range(m):for j in T[machine][1:]:M[machine].append(j[1])return T, M, C
Step6:模拟退火。为了增强搜索能力,本文结合模拟退火方法,对个体解进行微调,允许偶尔接受较差解,以跳出局部最优。模拟退火通过**逐渐降低“温度”**来减少接受较差解的概率,从而达到全局优化的效果。
def simulated_annealing(individual, J, P, T0, alpha, max_iter):current_solution = copy.deepcopy(individual)Tmax, _, current_fitness = decode(J, P, current_solution)best_solution = copy.deepcopy(current_solution)best_fitness = current_fitness.max()T = T0for i in range(max_iter):new_solution = mutate(copy.deepcopy(current_solution), 1.0)Tmax, _, new_fitness = decode(J, P, new_solution)delta_fitness = new_fitness.max() - current_fitness.max()if delta_fitness < 0 or random.random() < math.exp(-delta_fitness / T):current_solution = new_solutioncurrent_fitness = new_fitnessif current_fitness.max() < best_fitness:best_solution = copy.deepcopy(current_solution)best_fitness = current_fitness.max()T *= alphareturn best_solution, best_fitness
Step7:算法执行过程。通过初始化种群并不断执行选择、交叉、变异和解码操作,结合模拟退火优化,遗传算法逐步优化种群中的个体。每一代后,种群会逐步接近最优解,最终输出最优的调度方案。以下是主函数部分,展示了算法的执行过程:
# 主函数
if __name__ == "__main__":J, P = load_data('05.txt')pop_size = 50max_iter = 5000w = 0.5c1 = 1.5c2 = 1.5best_position, best_fitness = pso(J, P, pop_size, max_iter, w, c1, c2)print(f'Best Solution: {best_position}')print(f'Best Fitness: {best_fitness}')T, M, C = decode(J, P, best_position)drawGantt(T)plt.show()
2.4算法执行结果:
  经过长时间运行,本文得到最少用时为 893s, 由网格搜索得到的具体参数如下所示:
 
三、本文代码创新点
-  创新1:引入混合优化算法。本文结合了遗传算法、模拟退火和网格搜索三种优化方法,提升了搜索效率和解的质量。遗传算法利用选择、交叉和变异操作进行全局搜索,模拟退火通过局部搜索进一步优化解,而网格搜索则用于寻找最佳的参数组合。 
-  创新2:采用网格搜索。param_grid定义了一系列参数范围,通过遍历所有参数组合,自动化寻找最佳参数设置,确保算法在参数空间内找到最优解。 
-  创新3:引入模拟退火策略。在遗传算法的基础上,引入模拟退火策略,有效地跳出局部最优解,进一步提升解的质量。通过控制退火过程的温度,平衡了探索与开发。 
-  创新4:自适应交叉和变异操作。交叉和变异操作的实现更加灵活,能够根据个体特性进行调整。变异操作通过概率控制增加了种群的多样性,帮助避免过早收敛。 
-  创新5:甘特图绘制。通过rawGantt函数,使用不同颜色表示不同工件的操作,并在甘特图上显示详细的操作信息,提供了直观的调度结果可视化。 
-  创新6:基于轮盘赌选择。采用轮盘赌选择机制,增加了适应度高的个体被选中的概率,确保了优良基因的传递,提高了算法的收敛速度和效果。 
四、附上完整代码
import copy
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
import random
import math
#------------------------------------------------------------------------------------------------------------------#-------------------------------------------------------------------------------------
def createInd(J):#创建个体n = J.shape[0]s = []Jm = J.copy()while not np.all(Jm == 0):I = np.random.randint(0, n)M = Jm[I, 0]if M != 0:s.append(I)b = np.roll(Jm[I, :], -1)b[-1] = 0Jm[I, :] = breturn sdef createPop(Jm, popSize):#创建种群pop = []for i in range(popSize):pop.append(createInd(Jm))return popdef decode(J, P, s):#解码n, m = J.shapeT = [[[0]] for _ in range(m)]C = np.zeros((n, m))k = np.zeros(n, dtype=int)for job in s:machine = J[job, k[job]] - 1process_time = P[job, k[job]]last_job_finish = C[job, k[job] - 1] if k[job] > 0 else 0start_time = max(last_job_finish, T[machine][-1][-1])insert_index = len(T[machine])for i in range(1, len(T[machine])):gap_start = max(last_job_finish, T[machine][i - 1][-1])gap_end = T[machine][i][0]if gap_end - gap_start >= process_time:start_time = gap_startinsert_index = ibreakend_time = start_time + process_timeC[job, k[job]] = end_timeT[machine].insert(insert_index, [start_time, job, k[job], end_time])k[job] += 1M = [[] for _ in range(m)]for machine in range(m):for j in T[machine][1:]:M[machine].append(j[1])return T, M, Cdef drawGantt(timelist):#绘制甘特图T = timelist.copy()plt.rcParams['font.sans-serif'] = ['SimHei']fig, ax = plt.subplots(figsize=(10, 6))color_map = {}for machine in T:for task_data in machine[1:]:job_idx, operation_idx = task_data[1], task_data[2]if job_idx not in color_map:color_map[job_idx] = (random.random(), random.random(), random.random())for machine_idx, machine_schedule in enumerate(T):for task_data in machine_schedule[1:]:start_time, job_idx, operation_idx, end_time = task_datacolor = color_map[job_idx]ax.barh(machine_idx, end_time - start_time, left=start_time, height=0.4, color=color)label = f'{job_idx}-{operation_idx}'ax.text((start_time + end_time) / 2, machine_idx, label, ha='center', va='center', color='white', fontsize=10)ax.set_yticks(range(len(T)))ax.set_yticklabels([f'machine{i + 1}' for i in range(len(T))])plt.xlabel("时间")plt.title("JSP甘特图")l = []for job_idx, color in color_map.items():l.append(plt.Rectangle((0, 0), 1, 1, color=color, label=f'{job_idx}'))plt.legend(handles=l, title='工件')def cross(A, B):#交叉操作n = len(A)r1 = np.random.randint(n)r2 = np.random.randint(n)rl, rr = min(r1, r2), max(r1, r2)if rl == rr:return A, Bbt = copy.deepcopy(B)afinal = copy.deepcopy(A)for i in range(rl, rr + 1):bt.remove(A[i])k = 0for i in range(n):if i < rl or i > rr:afinal[i] = bt[k]k += 1at = copy.deepcopy(A)bfinal = copy.deepcopy(B)for i in range(rl, rr + 1):at.remove(B[i])k = 0for i in range(n):if i < rl or i > rr:bfinal[i] = at[k]k += 1return afinal, bfinaldef load_data(path):#载入操作with open(path, 'r') as file:lines = file.readlines()job_num, machines_num = map(int, lines[0].split())J = np.zeros((job_num, len(lines[1].split()) // 2), dtype=int)P = np.zeros((job_num, len(lines[1].split()) // 2), dtype=int)for i in range(1, len(lines)):data = list(map(int, lines[i].split()))for j in range(len(data)):if j % 2 == 0:J[i - 1][j // 2] = data[j]else:P[i - 1][j // 2] = data[j]return J, Pdef mutate(individual, mutation_rate):#变异操作if random.random() < mutation_rate:index1, index2 = random.sample(range(len(individual)), 2)individual[index1], individual[index2] = individual[index2], individual[index1]return individualdef roulette_wheel_selection(fitness):#轮盘赌total_fitness = sum(fitness)pick = random.uniform(0, total_fitness)current = 0for i, fit in enumerate(fitness):current += fitif current > pick:return idef simulated_annealing(individual, J, P, T0, alpha, max_iter):#模拟退火current_solution = copy.deepcopy(individual)Tmax, _, current_fitness = decode(J, P, current_solution)best_solution = copy.deepcopy(current_solution)best_fitness = current_fitness.max()T = T0for i in range(max_iter):new_solution = mutate(copy.deepcopy(current_solution), 1.0)Tmax, _, new_fitness = decode(J, P, new_solution)delta_fitness = new_fitness.max() - current_fitness.max()if delta_fitness < 0 or random.random() < math.exp(-delta_fitness / T):current_solution = new_solutioncurrent_fitness = new_fitnessif current_fitness.max() < best_fitness:best_solution = copy.deepcopy(current_solution)best_fitness = current_fitness.max()T *= alphareturn best_solution, best_fitnessparam_grid = {#网格搜索'pop_size': [300, 400, 500],'mutation_rate': [ 0.5, 0.7, 0.9],'T0': [ 1500, 2000],'alpha': [0.95, 0.97, 0.99],'max_iter': [50, 100, 150, 200]
}# 加载数据
J, P = load_data('05.txt')
n, m = J.shape# 初始化最优参数和最优结果
best_params = {}
best_Cmax = float('inf')# 网格搜索循环
for pop_size in param_grid['pop_size']:for mutation_rate in param_grid['mutation_rate']:for T0 in param_grid['T0']:for alpha in param_grid['alpha']:for max_iter in param_grid['max_iter']:print(f'Testing parameters: pop_size={pop_size}, mutation_rate={mutation_rate}, T0={T0}, alpha={alpha}, max_iter={max_iter}')pop = createPop(J, pop_size)Tmax, _, C = decode(J, P, pop[0])fitness = [C.max()]Cmax = C.max()bestInd = copy.deepcopy(pop[0])for i in range(1, pop_size):T_, _, C = decode(J, P, pop[i])if C.max() < Cmax:Tmax = T_Cmax = C.max()bestInd = copy.deepcopy(pop[i])fitness.append(C.max())g = 0gen = n * mwhile g < gen:g += 1newInd = []newFitness = []l = 0while l < pop_size / 2:l += 1tm = roulette_wheel_selection(fitness)l1, l2 = cross(pop[tm], bestInd)T1, _, C1 = decode(J, P, l1)newInd.append(l1)newFitness.append(C1.max())if C1.max() < Cmax:Tmax = T1Cmax = C1.max()bestInd = copy.deepcopy(l1)T2, _, C2 = decode(J, P, l2)newInd.append(l2)newFitness.append(C2.max())if C2.max() < Cmax:Tmax = T2Cmax = C2.max()bestInd = copy.deepcopy(l2)newpop = pop + newIndnewFit = fitness + newFitnessnewId = np.array(newFit).argsort()[:pop_size]pop = copy.deepcopy([newpop[i] for i in newId])fitness = [newFit[i] for i in newId]for i in range(pop_size):pop[i] = mutate(pop[i], mutation_rate)Ind = copy.deepcopy(pop[i])Tt, _, Ct = decode(J, P, Ind)fitness[i] = Ct.max()if Ct.max() < Cmax:Tmax = TtCmax = Ct.max()bestInd = copy.deepcopy(Ind)# 模拟退火for i in range(pop_size):pop[i], fitness[i] = simulated_annealing(pop[i], J, P, T0, alpha, max_iter)if fitness[i] < Cmax:Tmax, _, _ = decode(J, P, pop[i])Cmax = fitness[i]bestInd = copy.deepcopy(pop[i])print(f'第{g}代, Cmax={Cmax}')if Cmax < best_Cmax:best_Cmax = Cmaxbest_params = {'pop_size': pop_size,'mutation_rate': mutation_rate,'T0': T0,'alpha': alpha,'max_iter': max_iter}print(f'Best parameters: {best_params}')
print(f'Best Cmax: {best_Cmax}')# 使用最优参数重新运行算法
pop_size = best_params['pop_size']
mutation_rate = best_params['mutation_rate']
T0 = best_params['T0']
alpha = best_params['alpha']
max_iter = best_params['max_iter']
pop = createPop(J, pop_size)
Tmax, _, C = decode(J, P, pop[0])
fitness = [C.max()]
Cmax = C.max()
bestInd = copy.deepcopy(pop[0])
for i in range(1, pop_size):T_, _, C = decode(J, P, pop[i])if C.max() < Cmax:Tmax = T_Cmax = C.max()bestInd = copy.deepcopy(pop[i])fitness.append(C.max())
g = 0
gen = n * m
chistory = []
while g < gen:g += 1newInd = []newFitness = []l = 0while l < pop_size / 2:l += 1tm = roulette_wheel_selection(fitness)l1, l2 = cross(pop[tm], bestInd)T1, _, C1 = decode(J, P, l1)newInd.append(l1)newFitness.append(C1.max())if C1.max() < Cmax:Tmax = T1Cmax = C1.max()bestInd = copy.deepcopy(l1)T2, _, C2 = decode(J, P, l2)newInd.append(l2)newFitness.append(C2.max())if C2.max() < Cmax:Tmax = T2Cmax = C2.max()bestInd = copy.deepcopy(l2)newpop = pop + newIndnewFit = fitness + newFitnessnewId = np.array(newFit).argsort()[:pop_size]pop = copy.deepcopy([newpop[i] for i in newId])fitness = [newFit[i] for i in newId]for i in range(pop_size):pop[i] = mutate(pop[i], mutation_rate)Ind = copy.deepcopy(pop[i])Tt, _, Ct = decode(J, P, Ind)fitness[i] = Ct.max()if Ct.max() < Cmax:Tmax = TtCmax = Ct.max()bestInd = copy.deepcopy(Ind)# 模拟退火for i in range(pop_size):pop[i], fitness[i] = simulated_annealing(pop[i], J, P, T0, alpha, max_iter)if fitness[i] < Cmax:Tmax, _, _ = decode(J, P, pop[i])Cmax = fitness[i]bestInd = copy.deepcopy(pop[i])print(f'第{g}代, Cmax={Cmax}')chistory.append(Cmax)
plt.plot(chistory)
plt.show()
drawGantt(Tmax)
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Golang | Leetcode Golang题解之第241题为运算表达式设计优先级
题目: 题解: const addition, subtraction, multiplication -1, -2, -3func diffWaysToCompute(expression string) []int {ops : []int{}for i, n : 0, len(expression); i < n; {if unicode.IsDigit(rune(expression[i])) {x : 0for ; i < n &…...
 
Unity客户端接入原生Google支付
Unity客户端接入原生Google支付 1. Google后台配置2. 开始接入Java部分C#部分Lua部分 3. 导出工程打包测试参考踩坑注意 1. Google后台配置 找到内部测试(这个测试轨道过审最快),打包上传,这个包不需要接入支付,如果已…...
Spring Cloud之五大组件
Spring Cloud 是一系列框架的有序集合,为开发者提供了快速构建分布式系统的工具。这些组件可以帮助开发者做服务发现,配置管理,负载均衡,断路器,智能路由,微代理,控制总线等。以下是 Spring Cl…...
 
在 CentOS 7 上安装 Docker 并安装和部署 .NET Core 3.1
1. 安装 Docker 步骤 1.1:更新包索引并安装依赖包 先安装yum的扩展,yum-utils提供了一些额外的工具,这些工具可以执行比基本yum命令更复杂的任务 sudo yum install -y yum-utils sudo yum update -y #更新系统上已安装的所有软件包到最新…...
 
redis的学习(一):下载安装启动连接
简介 redis的下载,安装,启动,连接使用 nosql nosql,即非关系型数据库,和传统的关系型数据库的对比: sqlnosql数据结构结构化非结构化数据关联关联的非关联的查询方式sql查询非sql查询事务特性acidbase存…...
前端设计模式面试题汇总
面试题 1. 简述对网站重构的理解? 参考回答: 网站重构:在不改变外部行为的前提下,简化结构、添加可读性,而在网站前端保持一致的行为。也就是说是在不改变UI的情况下,对网站进行优化, 在扩展的…...
linux(CentOS、Ubuntu)安装python3.12.2环境
1.下载官网Python安装包 wget https://www.python.org/ftp/python/3.12.2/Python-3.12.2.tar.xz 1.1解压 tar -xf Python-3.12.2.tar.xz 解压完后切换到Python-3.12.2文件夹(这里根据自己解压的文件夹路径) cd /usr/packages/Python-3.12.2/ 1.2升级软件包管理器 CentOS系…...
CSS 中border-radius 属性
border-radius 属性在 CSS 中用于创建圆角边框。它可以接受一到四个值,这些值可以是长度值(如像素 px、em 等)或百分比(%)。当提供四个值时,它们分别对应于边框的左上角、右上角、右下角和左下角的圆角半径…...
【大数据专题】数据仓库
1. 简述数据仓库架构 ? 数据仓库的核心功能从源系统抽取数据,通过清洗、转换、标准化,将数据加载到BI平台,进而满足业 务用户的数据分析和决策支持。 数据仓库架构包含三个部分:数据架构、应用程序架构、底层设施 1&…...
 
go关于string与[]byte再学深一点
目标:充分理解string与[]bytes零拷贝转换的实现 先回顾下string与[]byte的基本知识 1. string与[]byte的数据结构 reflect包中关于字符串的数据结构 // StringHeader is the runtime representation of a string.type StringHeader struct {Data uintptrLen int} …...
Qt 实战(7)元对象系统 | 7.4、属性系统:深度解析与应用
文章目录 一、属性系统:深度解析与应用1、定义属性2、属性系统的作用3、属性系统工作原理(1)Q_PROPERTY宏(2)moc 的作用(3)属性在元对象中的注册 4、获取与设置属性4.1、QObject::property()与Q…...
 
Docker核心技术:容器技术要解决哪些问题
云原生学习路线导航页(持续更新中) 本文是 Docker核心技术 系列文章:容器技术要解决哪些问题,其他文章快捷链接如下: 应用架构演进容器技术要解决哪些问题(本文)Docker的基本使用Docker是如何实…...
sklearn中的增量学习:特征提取的艺术
sklearn中的增量学习:特征提取的艺术 在机器学习领域,特征提取是构建有效模型的关键步骤。然而,并非所有数据集都适合一次性加载到内存中进行处理,尤其是在处理大规模数据集时。Scikit-learn(sklearn)提供…...
 
PostgreSQL 中如何处理数据的唯一性约束?
🍅关注博主🎗️ 带你畅游技术世界,不错过每一次成长机会!📚领书:PostgreSQL 入门到精通.pdf 文章目录 PostgreSQL 中如何处理数据的唯一性约束?一、什么是唯一性约束二、为什么要设置唯一性约束…...
 
VAE论文阅读
在网上看到的VAE解释,发现有两种版本: 按照原来论文中的公式纯数学推导,一般都是了解生成问题的人写的,对小白很不友好。按照实操版本的,非常简单易懂,比如苏神的。但是却忽略了论文中的公式推导ÿ…...
 
【数据分享】2013-2022年我国省市县三级的逐月SO2数据(excel\shp格式\免费获取)
空气质量数据是在我们日常研究中经常使用的数据!之前我们给大家分享了2000——2022年的省市县三级的逐月PM2.5数据和2013-2022年的省市县三级的逐月CO数据(均可查看之前的文章获悉详情)! 本次我们分享的是我国2013——2022年的省…...
 
【Jmeter】记录一次Jmeter实战测试
Jmeter实战 1、需求2、实现2.1、新建线程组2.2、导入参数2.3、新建HTTP请求2.4、添加监听器2.5、结果 1、需求 查询某个接口在高并发场景下的响应时间(loadtime),需求需要响应在50ms以内,接下来用Jmeter测试一下 Jmeter安装见文章《Jemeter安装教程&am…...
 
volatile,最轻量的同步机制
目录 一、volatile 二、如何使用? 三、volatile关键字能代替synchronized关键字吗? 四、总结: 还是老样子,先来看一段代码: 我们先由我们自己的常规思路分析一下代码:子线程中,一直循环&…...
 
在Linux、Windows和macOS上释放IP地址并重新获取新IP地址的方法
文章目录 LinuxWindowsmacOS 在Linux、Windows和macOS上释放IP地址并重新获取新IP地址的方法各有不同。以下是针对每种操作系统的详细步骤: Linux 使用DHCP客户端:大多数Linux发行版都使用DHCP(动态主机配置协议)来自动获取IP地址…...
uni-app学习笔记二十二---使用vite.config.js全局导入常用依赖
在前面的练习中,每个页面需要使用ref,onShow等生命周期钩子函数时都需要像下面这样导入 import {onMounted, ref} from "vue" 如果不想每个页面都导入,需要使用node.js命令npm安装unplugin-auto-import npm install unplugin-au…...
 
前端导出带有合并单元格的列表
// 导出async function exportExcel(fileName "共识调整.xlsx") {// 所有数据const exportData await getAllMainData();// 表头内容let fitstTitleList [];const secondTitleList [];allColumns.value.forEach(column > {if (!column.children) {fitstTitleL…...
 
Opencv中的addweighted函数
一.addweighted函数作用 addweighted()是OpenCV库中用于图像处理的函数,主要功能是将两个输入图像(尺寸和类型相同)按照指定的权重进行加权叠加(图像融合),并添加一个标量值&#x…...
如何为服务器生成TLS证书
TLS(Transport Layer Security)证书是确保网络通信安全的重要手段,它通过加密技术保护传输的数据不被窃听和篡改。在服务器上配置TLS证书,可以使用户通过HTTPS协议安全地访问您的网站。本文将详细介绍如何在服务器上生成一个TLS证…...
 
Map相关知识
数据结构 二叉树 二叉树,顾名思义,每个节点最多有两个“叉”,也就是两个子节点,分别是左子 节点和右子节点。不过,二叉树并不要求每个节点都有两个子节点,有的节点只 有左子节点,有的节点只有…...
Web 架构之 CDN 加速原理与落地实践
文章目录 一、思维导图二、正文内容(一)CDN 基础概念1. 定义2. 组成部分 (二)CDN 加速原理1. 请求路由2. 内容缓存3. 内容更新 (三)CDN 落地实践1. 选择 CDN 服务商2. 配置 CDN3. 集成到 Web 架构 …...
 
论文笔记——相干体技术在裂缝预测中的应用研究
目录 相关地震知识补充地震数据的认识地震几何属性 相干体算法定义基本原理第一代相干体技术:基于互相关的相干体技术(Correlation)第二代相干体技术:基于相似的相干体技术(Semblance)基于多道相似的相干体…...
多模态图像修复系统:基于深度学习的图片修复实现
多模态图像修复系统:基于深度学习的图片修复实现 1. 系统概述 本系统使用多模态大模型(Stable Diffusion Inpainting)实现图像修复功能,结合文本描述和图片输入,对指定区域进行内容修复。系统包含完整的数据处理、模型训练、推理部署流程。 import torch import numpy …...
 
MacOS下Homebrew国内镜像加速指南(2025最新国内镜像加速)
macos brew国内镜像加速方法 brew install 加速formula.jws.json下载慢加速 🍺 最新版brew安装慢到怀疑人生?别怕,教你轻松起飞! 最近Homebrew更新至最新版,每次执行 brew 命令时都会自动从官方地址 https://formulae.…...
 
windows系统MySQL安装文档
概览:本文讨论了MySQL的安装、使用过程中涉及的解压、配置、初始化、注册服务、启动、修改密码、登录、退出以及卸载等相关内容,为学习者提供全面的操作指导。关键要点包括: 解压 :下载完成后解压压缩包,得到MySQL 8.…...
