论文阅读|《面向多目标柔性作业车间调度的强化学习NSGA-Ⅱ算法》

Posted 2021-06-23 码丽莲梦露

《面向多目标柔性作业车间调度的强化学习NSGA-Ⅱ算法》

     重庆大学学报/2021

1 多目标柔性作业车间调度模型

考虑的目标：

（1）最大王时间

（2）机器总负荷

（3）瓶颈机器负荷

2 算法设置

NSGA-Ⅱ过程：

首先对Pt执行选择、交叉、变异操作形成种群Qt，并将两个种群合并为种群Rt,然后对种群Rt进行非支配排序形成多个前列面Fi,并从高到底依次胶乳新一代种群Pt+1，当Fi加入使得种群超出规模大小时，依据拥挤度从大到小将个体加入新一代种群Pt+1。

2.1 双种群进化策略

   在进化过程中，根据种群比例参数和性别判定法将种群拆分为两个种群，并对两个种群采用不同的遗传操作。采用性别判定法的拆分种群的流程如下：

对种群1：POX交叉和插入变异方式

对种群2：交叉变异方式，如下：

工序部分：

机器部分：

3 多样性度量

    多目标问题中非劣解在近似Pareto前沿上分布的越均匀、越离散则表明多样性越好。常用的指标包括Sigma度量、解间距度量、网格度量、熵度量和个体空间度量等。单一评价指标会导致一定程度的偏差。因此考虑间距和熵度量两个指标对多样性进行度量，并结合强化学习动态控制种群比例参数，实现多目标柔性作业车间调度问题优化求解。

（1）解间距度量（Spaceing Metric）

其中

(2)熵度量（Entropy）

表示个体 i 落入第 i 个划分的概率, |𝑋𝑖 |表示第 i 个划分的个体数目,N 表示整个种群的规模。 种群多样性熵的计算公式为

4 基于强化学习的比例参数调整策略

（1）状态

 状态空间由种群解间距值和熵值变化划分为9个，具体定义如表1：

（2）动作

强化学习Agent的动作是对种群比例参数的调整，包括增加、不变、减少三种。

式中，𝛽(𝑡)、𝛽(𝑡 − 1)分别为第 t 和 t-1 代种群的分割比例参数。

（3）奖励