MATLAB遗传算法柔性作业车间调度优化系统

资 源 简 介

本项目基于MATLAB实现遗传算法，解决柔性作业车间调度问题。通过优化工件加工顺序与机器分配，最小化最大完工时间，适用于多工件、多工序、多机器的复杂生产场景。

详 情 说 明

基于遗传算法的柔性作业车间调度优化系统

项目介绍

本项目实现了一个柔性作业车间调度问题（FJSP）的遗传算法求解器。系统通过模拟生物进化过程，对工件加工顺序和机器分配进行双重优化，核心目标是最小化最大完工时间（Makespan）。该系统适用于多工件、多工序、多机器的复杂生产调度场景，能够自动生成高效可行的最优调度方案，并集成可视化分析工具，为生产决策提供直观支持。

功能特性

• 先进优化算法：采用实数编码的遗传算法，结合精英保留策略与自适应交叉变异操作，确保高效全局搜索与快速收敛。
• 复杂场景支持：全面支持工件工序异构、机器资源可选的柔性调度环境。
• 多维度输出：提供最优的最大完工时间、详细的工序开始/结束时间矩阵、机器分配方案以及决策变量编码。
• 可视化分析：自动生成算法收敛曲线对比图与调度甘特图，便于性能评估与方案分析。
• 收敛性监控：输出每代最优个体与群体平均适应度值的收敛轨迹，用于分析算法性能。

使用方法

1. 参数设置：在调用主函数前，需设定以下输入参数：

- M: 遗传算法迭代次数（整数） - N: 种群规模（偶数整数） - Pm: 变异概率（浮点数，范围[0,1]） - T: 加工时间矩阵（m×n双精度矩阵，m为工件数，n为工序数） - P: 各工序可用机床数量向量（1×n整数向量）

1. 运行系统：执行主程序文件，系统将开始优化计算。

1. 获取结果：运行完成后，系统输出以下结果：

- Zp: 最优方案的最大完工时间 - Y1p, Y2p, Y3p: 分别为工序开始时间、结束时间和机器分配矩阵 - Xp: 最优决策变量编码矩阵 - LC1, LC2: 收敛曲线数据向量 - 可视化图形：包括收敛曲线对比图和调度甘特图

系统要求

• 操作系统: Windows / Linux / macOS
• 软件环境: MATLAB R2016b 或更高版本
• 内存: 建议 4GB 以上（根据问题规模调整）

文件说明

主程序文件作为整个系统的调度与控制核心，负责整合所有功能模块。它完成了从参数初始化、种群生成、遗传进化迭代（包括选择、交叉、变异、精英保留等操作）到最终结果输出与可视化的全过程。具体而言，该文件实现了算法流程的组织、适应度评估、最优解追踪、收敛数据记录以及调用图形绘制功能来展示优化结果。