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第1章 调度问题与免疫调度算法1

1.1 调度问题和调度解2

1.2 调度算法分类3

1.2.1 数学规划方法3

1.2.2 调度规则4

1.2.3 基于邻域搜索的调度算法8

1.2.4 进化算法10

1.2.5 蚁群算法11

1.2.6 微粒群算法11

1.2.7 人工神经网络12

1.3 人工免疫系统12

1.3.1 免疫学中的基本概念12

1.3.2 免疫系统的基本原理15

1.3.3 人工免疫系统的应用20

1.4 免疫调度算法28

参考文献30

第2章 调度模型、编码及分类41

2.1 调度问题的模型41

2.1.1 析取图模型41

2.1.2 数学规划模型48

2.1.3 仿真模型49

2.2 调度问题的分类52

2.2.1 单机调度问题52

2.2.2 并行机调度问题52

2.2.3 车间调度问题53

2.3 调度问题的描述55

2.3.1 三元组表示法55

2.3.2 调度问题的数据58

2.4 调度解的类型59

2.4.1 可行调度60

2.4.2 半活动调度60

2.4.3 活动调度61

2.4.4 非延迟调度61

2.4.5 参数化活动调度62

2.5 调度解的编码63

2.5.1 基于工件的编码64

2.5.2 基于操作的编码64

2.5.3 基于优先级列表的编码64

2.5.4 基于优先规则的编码65

2.5.5 基于析取图的编码66

2.5.6 基于完成时间的编码67

2.5.7 基于机器的编码67

2.5.8 基于随机键的编码68

2.5.9 参数化活动调度编码69

参考文献71

第3章 免疫遗传调度算法74

3.1 免疫遗传算法74

3.1.1 抗体多样性表达74

3.1.2 算法的步骤75

3.2 用于JSP的免疫遗传算法76

3.2.1 抗体和抗原的关系77

3.2.2 抗体和抗原的交互进化77

3.3 用于HFSP的免疫遗传算法78

3.3.1 带有SDST的混合FSP78

3.3.2 免疫调度算法80

3.4 用于FMS的免疫遗传算法85

3.4.1 机器选择和操作分配问题85

3.4.2 免疫调度算法88

参考文献90

第4章 克隆选择调度算法91

4.1 克隆选择算法91

4.1.1 用于模式识别问题92

4.1.2 用于优化计算问题92

4.2 用于JSP的基于基因库的免疫调度算法94

4.2.1 抗体的表达94

4.2.2 免疫调度算法94

4.3 用于JSP的多模态免疫调度算法95

4.3.1 标识轻链95

4.3.2 抗体亲和力97

4.3.3 克隆扩增、超突变和选择97

4.3.4 基因片段重组98

4.3.5 抗体多样性99

4.3.6 停止准则100

4.4 用于JSP的田口免疫调度算法101

4.4.1 群体初始化101

4.4.2 克隆扩增和超突变101

4.4.3 基于田口方法的重组102

4.4.4 变异操作103

4.4.5 田口免疫算法的步骤103

4.5 用于柔性JSP的克隆选择调度算法105

4.5.1 柔性Job shop调度问题106

4.5.2 免疫调度算法107

4.6 用于非等待FSP的心理学克隆选择调度算法109

4.6.1 非等待流水线调度问题110

4.6.2 马斯洛的需求层次理论110

4.6.3 心理学克隆算法111

4.6.4 用于非等待流水线调度问题112

4.7 用于机器负载问题的免疫调度算法113

4.7.1 机器负载问题113

4.7.2 改进的免疫算法116

4.7.3 用于机器负载问题118

4.8 用于非等待FSP的多目标免疫调度算法120

4.8.1 问题的优化目标120

4.8.2 多目标免疫算法120

4.9 用于HFSP的克隆选择调度算法124

4.9.1 免疫调度算法124

4.9.2 克隆选择125

4.9.3 亲和力成熟125

4.9.4 受体编辑125

4.9.5 多步实验设计126

4.10 用于置换FSP的克隆选择调度算法127

4.10.1 带缓存的置换流水线调度问题127

4.10.2 免疫调度算法129

4.11 用于不确定JSP的变邻域免疫调度算法130

4.11.1 不确定调度问题建模130

4.11.2 不确定调度问题的优化132

4.11.3 实验结果137

4.12 用于公交车辆调度的克隆选择调度算法142

4.12.1 公交车辆调度问题143

4.12.2 西安市43路公交车辆的调度144

4.12.3 南京市1路公交车辆的调度152

4.13 小结157

参考文献158

第5章 其他免疫调度算法162

5.1 基于疫苗的免疫调度算法162

5.1.1 免疫算法162

5.1.2 免疫调度算法163

5.2 基于树枝细胞算法的调度异常检测166

5.2.1 实时嵌入系统的任务调度166

5.2.2 基于DCA的调度异常检测166

5.3 基于免疫智能体的分布系统任务分配169

5.3.1 H细胞和S细胞智能体170

5.3.2 Hector环境下的实现170

5.4 基于免疫网络的机器人动态任务分配171

5.5 小结172

参考文献172

第6章 混合免疫调度算法174

6.1 克隆选择与模拟退火的混合174

6.1.1 机器可用性约束174

6.1.2 人工免疫算法175

6.2 免疫接种与模拟退火的混合177

6.2.1 疫苗接种178

6.2.2 免疫模拟退火算法179

6.3 克隆选择与微粒群的混合181

6.3.1 个体表达和初始化181

6.3.2 微粒群调度算法182

6.3.3 免疫调度算法183

6.3.4 基于微粒群和克隆选择的混合算法184

6.4 细胞自动机、遗传算法与人工免疫的混合185

6.4.1 多处理器任务调度185

6.4.2 细胞自动机186

6.4.3 基于细胞自动机和遗传算法的调度186

6.4.4 基于人工免疫系统的重调度188

6.5 禁忌搜索与免疫算法的混合189

6.5.1 基于AIS和TS的混合算法190

6.5.2 AIS的操作191

6.5.3 TS操作192

6.5.4 实验结果193

6.6 免疫算法与调度规则的混合200

6.6.1 卷烟生产调度问题200

6.6.2 调度问题的工作流仿真模型205

6.6.3 调度算法206

6.6.4 实验结果211

6.7 小结217

参考文献217

第7章 免疫调度算法的应用221

7.1 制造领域中的应用221

7.1.1 Job shop调度221

7.1.2 Flow shop调度223

7.1.3 混合Flow shop调度224

7.1.4 柔性制造车间调度224

7.2 项目管理中的应用225

7.3 交通领域中的应用226

7.3.1 车辆路由问题226

7.3.2 公交调度问题227

7.4 计算机领域中的应用227

7.4.1 多处理器的任务调度227

7.4.2 分布式计算的任务分配230

7.4.3 任务调度的异常检测231

7.5 通信领域中的应用231

7.6 发电厂中的应用231

7.6.1 机组负荷分配231

7.6.2 电厂经济调度232

7.7 钢厂中的应用232

7.8 水库管理中的应用234

7.9 小结234

参考文献234