基于MATLAB的柔性作业车间调度优化系统

资 源 简 介

本项目采用遗传算法解决柔性作业车间调度问题（FJSP），支持多机器、多工序的复杂场景。系统根据任务、机器和工艺约束自动生成最优调度方案，最小化最大完工时间，提升生产效率。

详 情 说 明

车间作业调度优化系统

项目介绍

本项目是一个基于遗传算法（Genetic Algorithm, GA）的柔性作业车间调度方案求解器，专门用于解决具有多机器、多工序的柔性作业车间调度问题（Flexible Job-shop Scheduling Problem, FJSP）。系统核心目标是通过优化引擎自动计算，在满足工艺约束的前提下，为给定的加工任务和机器资源分配生成最优或近似最优的调度方案，并以最小化最大完工时间（Makespan）为主要优化指标。

功能特性

• 柔性调度建模：支持对复杂的柔性作业车间环境进行建模，其中每道工序可在多台可选机器上加工。
• 遗传算法优化：实现了完整的遗传算法流程，包括种群初始化、适应度评估、选择、交叉、变异以及精英保留策略。
• 多目标输出：提供最优调度方案、最大完工时间、收敛曲线、甘特图可视化及运行时间统计等多种结果。
• 可视化展示：内置甘特图绘制功能，直观展示工序在机器上的时间安排。
• 参数可配置：允许用户灵活设置遗传算法相关参数，如种群大小、迭代次数、交叉率与变异率等。

使用方法

1. 准备输入数据：根据你的具体调度问题，定义以下参数：

* 作业数量：需要调度的作业总数。 * 机器数量：车间内可用的机器总数。 * 工序矩阵：一个二维矩阵，指定每个作业的每道工序可选择使用的机器集合。 * 加工时间矩阵：一个二维矩阵，定义每道工序在对应可选机器上的加工时间。 * 遗传算法参数：包括种群大小、最大迭代次数、交叉概率、变异概率等。

1. 运行主程序：执行系统的主入口函数，系统将自动加载输入数据并启动遗传算法优化过程。

1. 获取输出结果：算法运行结束后，系统将输出：

* 最优调度方案的具体排程信息（各工序的开始和结束时间）。 * 优化得到的最小最大完工时间（Makespan）。 * 算法收敛过程的曲线图。 * 调度方案的甘特图。 * 算法总运行时间。

系统要求

• 操作系统：Windows / Linux / macOS
• 软件环境：MATLAB R2016a 或更高版本
• 必要工具包：确保MATLAB已安装基本绘图工具包（用于绘制甘特图和收敛曲线）

文件说明

主入口文件承载了系统的核心调度逻辑与执行流程。它负责整合整个遗传算法求解器，具体功能包括：读入用户定义的作业、机器、工序约束及算法参数；初始化种群；迭代执行遗传算法的选择、交叉、变异等操作以进化种群；评估个体适应度并追踪最优解；在达到终止条件后，计算最终调度方案的时间安排，并驱动结果的可视化输出，包括绘制甘特图和收敛曲线。