基于生产状态图和A*算法的柔性制造系统调度方法OA
Flexible Manufacturing System Scheduling Method Based on Production Status Graphs and A* Algorithm
针对柔性制造系统作业车间调度中的状态空间爆炸问题,提出一种基于生产状态图与 A*算法的调度方法.首先,建立调度问题的混合整数规划模型,构建生产状态图模型形式化描述系统生产状况,将调度问题转化为图搜索任务;然后,结合关键路径剩余时间、剩余工序最小加工时间总和两大要素,设计两种启发函数,通过 A*算法搜索求解高质量的调度策略.实验结果表明:关键路径剩余时间的启发函数满足可采纳性,在小规模调度场景中可获得全局最优调度效果;剩余工序最小加工时间总和启发函数虽不满足可采纳性,但求解效率突出,在大规模多批次场景中能获得接近最优的调度效果,且综合性能更优;两种启发函数下的 A*算法求解效率均显著优于 Dijkstra 算法.
Aiming at the state space explosion problem in job shop scheduling of flexible manufacturing sys-tems,a scheduling method based on production status graphs and the A* algorithm is proposed.First,a mixed-integer programming model for the scheduling problem is established,and a production status graph model is constructed to formally describe the system production status,thereby transforming the scheduling problem into a graph search task.Then,two heuristic functions are designed by integrating two key factors:the remaining time on critical path and total minimum processing time of remaining operations,obtaining high-quality scheduling strategies by the A* algorithm.Experimental results show that the heuristic function based on remaining critical path time satisfies admissibility and achieves globally optimal scheduling performance in smal-l scale scheduling scenarios.Although the heuristic function based on the total minimum processing time of remaining operations does not satisfy admissibility,it exhibits outstanding solution efficiency and achieves near-optimal scheduling performance in large-scale and multi-batch scenarios with superior overall perform-ance.The solution efficiency of the A* algorithm under both heuristic functions significantly outperforms that of the Dijkstra algorithm.
孙莎莎;周家忠;薛译;罗继亮
华侨大学 信息科学与工程学院,福建 厦门 361021||华侨大学 福建省电机控制与系统优化调度工程研究中心,福建 厦门 361021华侨大学 信息科学与工程学院,福建 厦门 361021||华侨大学 福建省电机控制与系统优化调度工程研究中心,福建 厦门 361021华侨大学 信息科学与工程学院,福建 厦门 361021||华侨大学 福建省电机控制与系统优化调度工程研究中心,福建 厦门 361021华侨大学 信息科学与工程学院,福建 厦门 361021||华侨大学 福建省电机控制与系统优化调度工程研究中心,福建 厦门 361021
信息技术与安全科学
A*算法柔性作业车间调度优化启发式搜索生产状态图
A* algorithmflexible job shopscheduling optimizationheuristic searchproduction status graph
《华侨大学学报(自然科学版)》 2026 (3)
363-372,10
国家自然科学基金资助项目(61973130)华侨大学校级实验教学与管理改革项目(SY2025J14)
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