Ứng dụng tìm kiếm cục bộ để giải bài toán job shop scheduling

Đại Học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN HỮU PHÚ ỨNG DỤNG TÌM KIẾM CỤC BỘ ĐỂ GIẢI BÀI TOÁN JOB SHOP SCHEDULING Chuyên ngành : Công Nghệ Thông Tin LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng 01 năm 2006 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học : TS Dương Tuấn Anh Cán chấm nhận xét : TS Lê Ngọc Minh Cán chấm nhận xét : TS Nguyễn Xuân Dũng Luận văn thạc sĩ bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày 17 tháng 01 năm 2006 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC Tp HCM, ngày tháng năm 2006 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Nguyễn Hữu Phú Phái: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 01/01/1978 Nơi sinh: Quảng Nam Chuyên ngành: Công Nghệ Thông Tin MSHV:00703183 I- TÊN ĐỀ TÀI: Ứng Dụng Tìm Kiếm Cục Bộ Để Giải Bài Tốn Job Shop Scheduling II- NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Nghiên cứu tốn Job Shop Scheduling Nghiên cứu giải thuật Tìm kiếm Tabu Tìm kiếm Tabu có phản hồi Ứng dụng giải thuật Tìm kiếm Tabu có phản hồi để giải toán Job Shop Scheduling III- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ (Ngày bắt đầu thực LV ghi Quyết định giao đề tài): 09/2005 IV- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 17/01/2006 V- CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS Dương Tuấn Anh CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Học hàm, học vị, họ tên chữ ký) CN BỘ MÔN QL CHUYÊN NGÀNH Nội dung đề cương luận văn thạc sĩ Hội đồng chun ngành thơng qua TRƯỞNG PHỊNG ĐT – SĐH Ngày tháng năm TRƯỞNG KHOA QL NGÀNH Luaän văn tốt nghiệp Cao học : Ứng dụng Tìm kiếm cục để giải toán Job Shop Scheduling LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến TS Dương Tuấn Anh, Giảng viên Khoa Công nghệ thông tin, Trường Đại học Bách khoa Tp Hồ Chí Minh Thầy hướng dẫn tận tình, đọc thảo cẩn thận có nhiều ý kiến, dẫn nhằm chỉnh sửa nâng cao chất lượng nội dung luận văn Tôi xin cảm ơn tất Thầy, Cô tham gia giảng dạy Chương trình Cao học khoá 14, tạo tiền đề cho trình thực luận văn Tôi cảm ơn tất bạn khoá, chia sẻ giúp đỡ lẫn suốt thời gian học tập Cuối cùng, xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Ba Má tôi, khuyến khích động viên suốt thời gian theo học chương trình Cao học thực Luận văn tốt nghiệp i GVHD : TS Dương Tuấn Anh, SVTH : Nguyễn Hữu Phú Luận văn tốt nghiệp Cao học : Ứng dụng Tìm kiếm cục để giải toán Job Shop Scheduling TÓM TẮT Bài toán xếp lịch toán tối ưu tổ hợp Bài toán Job shop scheduling toán xếp lịch thuộc lớp NP-hard biết nhiều hữu ích thực tế Trong luận văn này, giải thuật Tìm kiếm Tabu dùng để giải toán job shop scheduling dựa giải thuật Tìm kiếm Tabu có phản hồi mà đề xuất Battiti Tecchiolli Trong Tìm kiếm Tabu có phản hồi, có hai chế thêm vào hệ thống Tìm kiếm Tabu bản; chế phản hồi chế thoát khỏi vòng lặp Cơ chế phản hồi điều chỉnh chiều dài danh sách Tabu tuỳ theo trạng thái trình tìm kiếm Cơ chế thoát khỏi vòng lặp đa dạng hoá, hướng trình tìm kiếm khỏi vị trí xuất lặp lặp lại nhiều lần Trong trình thực giải thuật Tìm kiếm Tabu có phản hồi cho toán Job shop scheduling, phải giải vài vấn đề khó, ví dụ cấu trúc vùng lân cận, cấu trúc liệu cho vùng nhớ dài hạn, khởi tạo lời giải ban đầu… Giải thuật so sánh với phương pháp tốt công trình nghiên cứu liên quan dựa hai mặt, tính hiệu thời gian chất lượng lời giải, cách sử dụng tập liệu khác Và kết bao gồm lời giải tốt có chất lượng cao cho số thể chuẩn tiếng toán job shop scheduling ii GVHD : TS Dương Tuấn Anh, SVTH : Nguyễn Hữu Phú Luận văn tốt nghiệp Cao học : Ứng dụng Tìm kiếm cục để giải toán Job Shop Scheduling ABSTRACT Scheduling problems are combinatorial optimization problems Job shop scheduling problem is one of the best known NP-hard scheduling problems with the most practical usefulness In this thesis, Our tabu search algorithm to solve the job shop scheduling problem is based on reactive tabu search proposed by Battiti and Tecchiolli In reactive tabu search there are two mechanisms added to the basic scheme of tabu search : reaction mechanism and escape mechanism The reaction mechanism adapts the tabu list size to the properties of the search process The escape mechanism is a diversification one which takes the search process out from its current position if it appears to be repeating itself excessively We have to deal with several issues in implementing reactive tabu search for the job shop scheduling, for example, neighborhood structure, data structure of long-term memory, generating initial solution, etc… We compare our algorithm against the best methods in the literature in terms of time efficiency and solution quality using different data sets and report results including new best known solutions for several well-known benchmark problems iii GVHD : TS Dương Tuấn Anh, SVTH : Nguyễn Hữu Phú Luận văn tốt nghiệp Cao học : Ứng dụng Tìm kiếm cục để giải toán Job Shop Scheduling MỤC LỤC GIỚI THIEÄU 1.1 GIỚI THIỆU VẤN ÑEÀ 1.2 GIỚI THIỆU BÀI TOÁN JOB SHOP SCHEDULING 1.2.1 Moâ tả toán Job Shop Scheduling 1.2.2 Định nghóa toán Jop Shop Scheduling 1.2.3 Ứng dụng thực tế toán Job shop scheduling 1.3 SƠ LƯC VỀ CÁC KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯC CỦA ĐỀ TÀI .4 1.4 CẤU TRÚC CỦA LUẬN VĂN CÁC NGHIÊN CỨU LIÊN QUAN 2.1 QUY HOẠCH TOÁN HỌC (MATHEMATICAL PROGRAMMING) 2.2 NHÁNH VÀ CẬN (BRANCH AND BOUND) 2.3 PHƯƠNG PHÁP XẤP XỈ .7 2.3.1 Luật phân phối (dispatching rules) 2.3.2 Kỹ thuật giải hệ ràng buộc (constraint satisfaction techniques) 2.3.3 Mạng nơron (neural network) 2.3.4 Tìm kiếm cục (local search) PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TOÁN JOB SHOP SCHEDULING 12 3.1 TÌM KIẾM CỤC BỘ CHO BÀI TOÁN TỐI ƯU TỔ HP .12 3.1.1 Định nghóa 12 3.1.2 Giải thuật tìm kiếm cục tổng quát 13 3.1.3 Giải thuật Tìm kiếm Tabu 14 3.2 BIỂU DIỄN BÀI TOÁN JOB SHOP SCHEDULING 16 3.2.1 Thời gian bắt đầu tác vụ 16 3.2.2 Đồ thị dạng tuyển (disjunctive graph) 18 3.2.3 Phân loại lịch trình 20 3.3 HÀM MỤC TIÊU (OBJECTIVE FUNCTION) 23 3.4 HÀM LÂN CAÄN 24 3.4.1 Đường tới hạn (critical path) 24 3.4.2 Phương pháp sinh lân cận 27 3.5 GIẢI THUẬT TÌM KIẾM TABU CƠ BẢN CHO BÀI TOÁN JOB SHOP SCHEDULING 31 3.6 KHỞI TẠO LỜI GIẢI BAN ĐẦU 32 3.6.1 Giải thuật phân phối theo độ ưu tiên (priority dispatch) 32 3.6.2 Giải thuật phân phối theo độ ưu tiên hai chiều 33 iv GVHD : TS Dương Tuấn Anh, SVTH : Nguyễn Hữu Phú Luận văn tốt nghiệp Cao học : Ứng dụng Tìm kiếm cục để giải toán Job Shop Scheduling 3.7 3.8 3.9 3.10 DANH SAÙCH TABU VÀ TIÊU CHUẨN KỲ VỌNG 37 TÌM KIẾM TABU CÓ PHẢN HỒI (REACTIVE TABU SEARCH) .38 SỰ PHẢN HỒI VÀ CƠ CHẾ THOÁT KHỎI VÒNG LẶP 39 KẾT LUẬN 43 HIỆN THỰC VÀ KẾT QỦA THỰC NGHIỆM 45 4.1 ĐÁNH GIÁ CÁC LÂN CẬN 45 4.2 HIỆN THỰC DANH SÁCH TABU VÀ VÙNG NHỚ DÀI HẠN .47 4.3 CẤU TRÚC DỮ LIỆU VÀ THIẾT KẾ CHƯƠNG TRÌNH 49 4.4 BỘ DỮ LIỆU MẪU CỦA BÀI TOÁN JOB SHOP SCHEDULING 52 4.5 KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM 53 4.5.1 Tìm kiếm Tabu 54 4.5.2 Tìm kiếm tabu có phản hồi 55 4.5.3 Nhận xét 57 KẾT LUẬN 63 5.1 5.2 CÁC KẾT QỦA ĐẠT ĐƯC 63 HƯỚNG MỞ RỘNG ĐỀ TÀI 63 THƯ MỤC THAM KHẢO 65 PHỤ LỤC A : HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG CHƯƠNG TRÌNH A.1 PHUÏ LUÏC B : BỘ DỮ LIỆU MẪU DÙNG ĐỂ ĐÁNH GIÁ CHƯƠNG TRÌNH B.1 PHỤ LỤC C : BẢNG THUẬT NGỮ VIỆT ANH ĐỐI CHIẾU C.1 v GVHD : TS Dương Tuấn Anh, SVTH : Nguyễn Hữu Phú Luận văn tốt nghiệp Cao học : Ứng dụng Tìm kiếm cục để giải toán Job Shop Scheduling DANH MỤC HÌNH Hình Hình Hình Hình 3-1 : Giải thuật tìm kiếm Cục tổng quát [1] 13 3-2 : Giải thuật sinh bước chuyển [1] 14 3-3 : Giải thuật cập nhật bước chuyển chọn [1] 15 3-4: Biểu diễn lời giải cho toán job shop scheduling biểu đồ Gantt 17 Hình 3-5 : Đồ thị dạng tuyển cho toán máy, công việc .19 Hình 3-6 : Đồ thị dạng tuyển lời giải cho toán máy, công việc .20 Hình 3-7 : Lịch trình chấp nhận 21 Hình 3-8 : Lịch trình chấp nhận (semi-active schedule) 22 Hình 3-9 : Lịch trình “active” (active schedule) 22 Hình 3-10 : Các loại lịch trình cho toán job shop scheduling [19] 23 Hình 3-11 : Các tác vụ tới hạn lời giải cho toán job shop scheduling 25 Hình 3-12 : Hàm lân cận N1 27 Hình 3-13 : Hàm lân cận N1a .28 Hình 3-14 : Hàm lân cận N1b .28 Hình 3-15 : Hàm lân caän N2 29 Hình 3-16 : Các lân cận hàm N2 29 Hình 3-17 : Hàm lân cận N3 30 Hình 3-18 : Giải thuật Tìm kiếm Tabu 32 Hình 3-19 : Giải thuật phân phối theo độ ưu tiên 34 Hình 3-20 : Giải thuật phân phối theo độ ưu tiên hai chiều 36 Hình 3-21 : Giải thuật Semi-Greedy 37 Hình 3-22: Khởi động thông soá .40 Hình 3-23 : Kiểm tra lặp 41 Hình 3-24 : Tìm kiếm tabu có phản hồi 42 Hình 3-25 : Chọn lời giải tốt .43 Hình 3-26 : Cơ chế thoát khỏi vòng lặp .43 Hình 4-1 : Trước sau hoán đổi hai tác vụ tới hạn liền kề máy [18] 46 Hình 4-2 : Hiện thực danh sách tabu danh sách theo kiểu FIFO 47 Hình 4-3 : Hiện thực danh sách tabu ma trận .48 Hình 4-4 : Cấu trúc liệu toán job shop scheduling 50 Hình 4-5: Kiến trúc chương trình .51 Hình 4-6: Kết 20 lần thử mt10, abz7 la29 58 Hình 4-7: Kết tốt TS, RTS Appl 59 Hình 4-8: Kết trung bình TS, RTS cận .60 vi GVHD : TS Dương Tuấn Anh, SVTH : Nguyễn Hữu Phú Luận văn tốt nghiệp Cao học : Ứng dụng Tìm kiếm cục để giải toán Job Shop Scheduling Hình 4-9 : Sai số tương đối TS RTS 60 Hình 4-10 : Thời gian chạy trung bình TS RTS 61 vii GVHD : TS Dương Tuấn Anh, SVTH : Nguyễn Hữu Phú Luận văn tốt nghiệp Cao học : Ứng dụng Tìm kiếm cục để giải toán Job Shop Scheduling [22] T Yamada and R Nakano, Job-Shop Scheduling by Simulated Annealing Combined with Deterministic Local Search, Meta-heuristics : Theory and Applications, Kluwer Academic Publishers, MA, USA, page 237-248, 1996 [23] T Yamada and R Nakano, Genetic Algorithms for Job-Shop Scheduling Problems, Proceedings of Modern Heuristic for Decision Support, pp 67-81, UNICOM seminar, 18-19 March 1997 67 GVHD : TS Dương Tuấn Anh, SVTH : Nguyễn Hữu Phú Luận văn tốt nghiệp Cao học : Ứng dụng Tìm kiếm cục để giải toán Job Shop Scheduling PHỤ LỤC A : HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG CHƯƠNG TRÌNH Các thông số cấu hình cho chương trình: Chương trình có hai file “TS4JSSP.properties” “log4j.properties” chứa thông số để cấu hình chương trình trước thực thi “TS4JSSP.properties” chứa thông số liên quan đến giải thuật “log4j.properties” chứa thông số để ghi lại kết trình chạy − TS4JSSP.properties: #log4j LOG4J_PATH = D:/MasterThesis/TS4JSSP/src/log4j.properties # Cấu hình để thực thi TS hay RTS RESET_SOLUTIONS= false WITNESS_ARC_CYCLE = false DEVERSIFICATION_INTENSIFICATION = false SOLUTION_REPETITION = false # Chieàu dài ban đầu danh sách Tabu INITIAL_TABU_LENGTH = 15 INITIAL_CYCLE_TEST_LENGTH =3 RESTART_DELAY = 5000 RESET_TABU_LENGTH = 60 # Soá vòng lặp thực thi chương trình MAX_ITERS = 50000 # Hằng số c giải thuật Semi-Greedy GREEDY_PARAMETER =3 # Chỉ số bắt đầu may( START_MACHINE_INDEX =1 # Kích thước bảng băm HASH_TABLE_SIZE = 100000 REPT_NUMBER =3 CHAOS =3 CYCMAX = 50 DECREASE = 0.9 INCREASE = 1.1 A.1 GVHD : TS Dương Tuấn Anh, SVTH : Nguyễn Hữu Phú Luận văn tốt nghiệp Cao học : Ứng dụng Tìm kiếm cục để giải toán Job Shop Scheduling − log4j.properties: #log4j.appender.stdout=org.apache.log4j.ConsoleAppender #log4j.appender.stdout.layout=org.apache.log4j.PatternLayout #log4j.appender.stdout.layout.ConversionPattern= %.10c %x - %m #log4j.logger.org.apache.struts=DEBUG #log4j.logger.org.apache.struts.util=WARN #log4j.logger.org.apache=WARN #log4j.logger.servletunit=WARN #log4j.logger.httpclient=WARN ### The following lines can be selected to log to either Console or File ### Log to Console and File log4j.rootCategory=INFO,Console,Default ### Log to File only #log4j.rootCategory=INFO,Default ### Log to Console only #log4j.rootCategory=INFO,Console ### Log to File log4j.appender.Default=org.apache.log4j.RollingFileAppender ### Tên file đường dẫn để ghi nội dung xuất chương trình log4j.appender.Default.File=D:/MasterThesis/Test/analysis/log/ls4jssp.csv log4j.appender.Default.MaxFileSize=1024KB log4j.appender.Default.MaxBackupIndex=100 log4j.appender.Default.layout=org.apache.log4j.PatternLayout #log4j.appender.Default.layout.ConversionPattern=%d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss:SSS} [%t] %-5p %c - %m%n log4j.appender.Default.layout.ConversionPattern=%m%n ### Log to Console log4j.appender.Console=org.apache.log4j.ConsoleAppender log4j.appender.Console.Threshold=INFO log4j.appender.Console.layout=org.apache.log4j.PatternLayout #log4j.appender.Console.layout.ConversionPattern=[%c{1} ] %m%n log4j.appender.Console.layout.ConversionPattern=%m%n A.2 GVHD : TS Dương Tuấn Anh, SVTH : Nguyễn Hữu Phú Luận văn tốt nghiệp Cao học : Ứng dụng Tìm kiếm cục để giải toán Job Shop Scheduling Lệnh thực thi chương trình: Chương trình sử dụng gói log4j.jar, log4j-1.2.8.jar log4j-core.jar để ghi lại thông tin trình chạy ls4jssp.jar gói chương trình Sử dụng lệnh sau để thực thi chương trình java –classpath “ls4jssp.jar;log4j.jar;log4j-1.2.8.jar;log4j-core.jar” vn.edu.hcmut.dit.ls4jssp.Main A.3 GVHD : TS Dương Tuấn Anh, SVTH : Nguyễn Hữu Phú Luận văn tốt nghiệp Cao học : Ứng dụng Tìm kiếm cục để giải toán Job Shop Scheduling PHỤ LỤC B : BỘ DỮ LIỆU MẪU DÙNG ĐỂ ĐÁNH GIÁ CHƯƠNG TRÌNH Bộ liệu mẫu tham khảo từ http://neuron-ai.tuke.sk/~paralic/jobshop1 : − abz5-abz9 : J Adams, E Balas and D Zawack (1988), The shifting bottleneck procedure for job shop scheduling, Management Science 34, 391-401 − mt06, mt10, vaø mt20 : H Fisher, G.L Thompson (1963), Probabilistic learning combinations of local job-shop scheduling rules, J.F Muth, G.L Thompson (eds.), Industrial Scheduling, Prentice Hall, Englewood Cliffs, New Jersey, 225-251 − la01-la40 : S Lawrence (1984), Resource constrained project scheduling: an experimental investigation of heuristic scheduling techniques (Supplement), Graduate School of Industrial Administration, Carnegie-Mellon University, Pittsburgh, Pennsylvania Mỗi thể có hàng chứa số lượng công việc số lượng máy Mỗi hàng sau biểu diễn cho công việc, liệt kế số máy thời gian xử lý tác vụ máy Mỗi máy đại diện số mt10 10 10 29 78 36 49 11 62 56 44 21 43 90 75 11 69 28 46 46 72 30 91 85 39 74 90 10 12 89 45 33 81 95 71 99 52 85 98 22 43 14 22 61 26 69 21 49 72 53 84 52 95 48 72 47 65 25 46 37 61 13 32 21 32 89 30 55 31 86 46 74 32 88 19 48 36 79 76 69 76 51 85 11 40 89 26 74 85 13 61 64 76 47 52 90 45 B.1 GVHD : TS Dương Tuấn Anh, SVTH : Nguyễn Hữu Phú Luận văn tốt nghiệp Cao học : Ứng dụng Tìm kiếm cục để giải toaùn Job Shop Scheduling mt20 20 29 49 62 44 43 75 69 46 72 91 39 90 12 45 81 71 85 22 14 22 26 21 72 84 52 48 47 46 61 32 32 30 31 46 32 19 36 76 76 85 40 26 85 61 64 47 90 78 36 11 56 21 90 11 28 46 30 85 74 10 89 33 95 99 52 98 43 61 69 49 53 95 72 65 25 37 13 21 89 55 86 74 88 48 79 69 51 11 89 74 13 76 52 45 abz7 20 15 24 12 17 27 21 25 27 26 30 31 11 18 14 16 13 39 10 19 12 26 30 15 12 20 11 19 24 13 15 10 28 36 26 15 11 23 14 20 26 28 35 22 13 23 32 20 12 12 19 10 23 17 14 16 11 29 16 22 14 22 20 29 19 14 12 33 30 32 21 11 29 10 24 14 25 29 13 20 13 18 11 23 13 20 28 32 16 18 24 23 24 10 34 24 24 14 28 12 15 18 24 11 19 14 21 33 34 35 40 10 36 23 26 15 28 13 38 12 13 25 13 27 30 21 19 12 12 27 39 13 14 12 36 10 21 11 17 29 17 33 27 19 29 20 21 10 40 14 14 39 13 39 27 36 12 12 11 37 22 13 13 32 11 29 24 27 40 21 26 27 14 27 16 21 10 13 28 12 28 32 12 35 11 39 14 18 23 34 24 13 11 30 11 31 15 10 15 28 26 33 10 28 37 12 29 31 25 13 14 14 20 27 25 13 31 11 14 25 39 36 22 11 25 28 13 35 31 21 20 14 19 29 32 10 18 18 11 12 17 15 12 39 32 36 14 28 13 37 38 20 19 11 12 14 22 36 15 32 10 16 28 29 14 40 12 23 34 33 27 10 17 20 28 11 21 21 13 20 33 27 21 14 34 30 12 38 11 11 16 14 14 34 33 23 13 40 10 12 23 27 13 14 40 36 17 13 33 25 13 24 10 23 36 29 18 11 13 33 12 13 25 15 28 12 40 39 31 35 31 11 36 12 10 33 14 19 16 13 27 21 12 22 10 14 12 20 12 18 11 17 39 14 31 31 32 20 13 29 13 26 18 10 30 38 14 22 13 15 11 20 16 17 12 13 12 40 17 30 38 13 31 39 12 27 14 33 31 11 22 13 36 16 11 14 14 29 28 22 10 17 B.2 GVHD : TS Dương Tuấn Anh, SVTH : Nguyễn Hữu Phú Luận văn tốt nghiệp Cao học : Ứng dụng Tìm kiếm cục để giải toán Job Shop Scheduling abz8 20 15 19 33 32 13 18 10 39 34 25 36 11 40 12 33 31 14 30 34 26 13 11 10 22 14 19 12 25 38 29 39 13 19 11 22 23 20 40 12 19 26 25 17 11 24 13 40 10 32 14 16 39 19 24 39 17 35 38 20 12 31 14 22 36 34 12 17 30 13 12 13 25 12 18 10 31 39 40 26 11 37 12 32 14 15 35 13 32 11 23 22 21 38 38 40 10 31 11 13 37 16 10 23 12 38 11 14 27 11 25 14 12 27 11 26 29 28 13 21 20 30 39 38 15 12 27 10 22 27 32 40 12 13 20 14 21 11 22 17 38 27 11 11 13 24 10 38 15 19 14 13 30 26 29 33 12 21 15 21 28 33 20 17 26 34 23 16 18 35 12 24 10 16 11 26 12 14 13 13 27 19 18 37 14 27 40 40 17 22 17 10 30 38 21 12 32 11 24 13 24 30 11 19 22 13 36 18 22 17 14 35 10 34 23 19 29 22 12 17 33 39 32 22 12 24 13 13 11 11 13 25 13 15 10 33 11 17 14 16 38 24 14 16 13 16 37 25 26 11 34 14 20 36 12 12 29 10 25 32 11 12 20 10 24 11 27 38 34 12 39 33 37 31 13 15 14 34 33 26 36 14 31 17 13 21 10 17 19 13 14 40 32 11 25 34 14 23 13 12 40 26 38 12 17 14 13 17 12 35 35 19 10 36 19 29 31 26 11 35 14 37 14 20 16 33 10 14 27 31 16 31 12 28 37 37 29 11 38 30 13 36 11 18 37 14 16 15 14 12 11 13 32 12 11 10 29 19 12 18 26 39 11 11 11 12 22 35 14 20 31 19 39 28 33 10 34 38 20 13 17 28 12 12 25 23 21 27 30 14 23 11 39 26 13 34 17 24 12 19 10 36 abz9 20 15 14 21 13 11 11 14 35 13 20 11 17 10 18 12 11 23 13 15 11 35 35 31 13 26 14 17 38 12 20 10 19 13 12 16 34 11 15 14 12 14 30 35 40 10 35 30 14 23 29 13 37 38 40 26 12 11 40 11 36 17 40 18 12 23 23 14 13 16 12 14 10 23 12 16 14 32 40 11 25 29 35 15 12 31 11 28 32 30 10 27 29 38 13 11 23 14 17 27 37 29 33 33 19 12 40 10 19 33 13 26 31 11 28 36 38 21 14 25 40 35 13 25 32 11 33 12 18 32 28 15 35 14 34 23 10 32 17 14 26 19 16 12 33 34 11 30 13 40 12 14 26 26 15 21 40 32 14 30 10 35 17 10 16 14 20 24 26 36 12 22 14 13 11 20 23 29 11 23 15 40 27 37 40 11 14 13 25 30 34 11 15 12 32 36 10 12 14 28 31 23 13 25 22 27 14 25 20 14 18 14 19 17 27 22 12 22 11 27 10 21 14 34 10 15 22 29 13 34 40 17 32 12 20 39 31 11 16 37 33 13 12 12 27 17 24 11 19 14 11 17 25 11 11 31 13 33 31 10 12 22 22 14 15 16 32 20 22 11 13 19 30 12 33 29 11 18 34 10 32 18 27 26 10 28 37 18 12 12 11 11 13 26 27 40 14 19 24 18 12 34 15 28 25 32 13 38 11 11 34 25 20 10 32 23 12 14 14 16 13 20 15 13 37 14 10 22 24 12 26 22 34 14 22 11 19 13 32 29 13 35 36 33 13 28 20 10 30 33 14 29 34 22 11 12 30 12 35 13 12 35 14 26 11 31 35 38 13 19 10 35 27 29 39 13 14 26 17 22 12 15 36 34 11 33 17 14 38 39 16 27 13 29 16 16 19 40 12 35 10 39 B.3 GVHD : TS Dương Tuấn Anh, SVTH : Nguyễn Hữu Phú Luận văn tốt nghiệp Cao học : Ứng dụng Tìm kiếm cục để giải toán Job Shop Scheduling la21 15 10 34 55 95 16 21 71 53 52 21 26 39 31 12 42 79 77 77 98 55 66 19 83 34 92 54 79 62 37 64 43 60 87 24 77 69 38 87 41 83 93 79 77 98 96 17 44 43 75 49 25 35 95 9 10 35 28 61 95 76 28 59 16 43 46 50 52 27 59 91 20 39 54 45 71 87 41 43 14 28 33 78 26 37 8 66 89 42 33 94 84 78 81 74 27 69 69 45 96 31 24 20 17 25 81 76 87 32 18 28 97 58 45 76 99 23 72 90 86 27 48 27 62 98 67 48 42 46 17 12 50 80 50 80 19 28 63 94 98 61 55 37 14 50 79 41 72 18 75 la24 15 10 75 72 74 30 43 38 98 26 19 19 73 43 23 85 39 13 26 67 50 93 80 55 61 57 72 42 46 68 43 99 60 68 91 11 96 11 72 84 34 40 70 74 12 43 69 30 60 49 59 72 63 69 99 45 27 71 91 65 90 98 50 75 37 17 62 90 98 31 91 38 72 72 49 35 39 74 25 47 52 63 21 35 80 58 50 52 88 20 68 24 53 57 99 91 33 19 18 38 24 35 49 68 60 77 10 60 15 72 18 90 18 79 60 56 91 40 86 72 80 89 51 10 92 23 46 40 72 23 95 34 24 29 49 55 47 77 77 28 48 B.4 GVHD : TS Dương Tuấn Anh, SVTH : Nguyễn Hữu Phú Luận văn tốt nghiệp Cao học : Ứng dụng Tìm kiếm cục để giải toán Job Shop Scheduling la25 15 10 14 75 12 38 76 97 12 29 44 66 38 82 85 58 87 89 43 80 69 92 84 43 48 7 41 61 66 14 42 96 19 59 97 73 43 74 41 55 70 75 42 37 23 48 5 38 72 31 79 73 95 25 43 60 56 97 64 78 21 94 31 53 16 86 86 85 63 61 65 30 32 33 44 59 44 16 11 45 30 84 93 60 61 90 36 31 47 52 32 11 28 35 20 49 20 49 74 10 17 34 85 77 68 84 85 71 59 76 17 29 17 48 13 15 87 11 39 39 43 19 32 16 64 32 92 33 82 83 57 99 91 99 88 7 27 38 91 69 21 62 39 48 la27 20 10 60 48 95 87 72 35 39 54 66 37 34 97 55 21 20 59 46 19 46 45 73 24 28 28 25 23 83 78 53 12 12 37 33 71 55 29 87 38 90 49 27 65 23 48 83 17 40 85 25 84 64 13 66 46 59 62 19 88 67 14 41 73 57 53 80 47 74 78 64 63 46 84 84 28 52 26 41 11 64 97 38 17 85 73 10 95 67 93 95 43 65 32 59 85 46 85 60 61 41 49 23 66 49 70 99 90 17 13 7 98 57 73 73 68 40 98 9 86 76 14 41 85 37 19 17 54 79 40 53 97 87 96 84 16 66 52 95 33 33 87 18 55 13 77 60 42 74 92 91 79 54 69 79 33 61 39 16 82 41 28 64 78 76 49 47 58 52 42 24 91 47 88 91 52 28 35 82 76 86 93 84 38 95 37 21 23 77 42 64 70 45 45 28 67 86 B.5 GVHD : TS Dương Tuấn Anh, SVTH : Nguyễn Hữu Phú Luận văn tốt nghiệp Cao học : Ứng dụng Tìm kiếm cục để giải toán Job Shop Scheduling la29 20 10 14 38 44 76 97 12 75 66 12 29 43 85 82 38 58 89 92 87 69 80 41 7 43 14 61 84 66 48 42 74 59 41 73 43 96 19 97 23 42 37 55 5 70 38 75 48 43 31 25 73 95 79 72 60 56 21 53 16 94 97 78 64 86 31 65 59 85 33 30 44 61 86 63 32 45 44 61 93 30 90 84 11 16 60 47 36 31 49 20 28 52 35 11 32 77 10 68 17 85 84 20 49 74 34 17 85 29 17 76 59 71 13 48 87 39 43 11 15 32 64 19 39 16 33 99 32 91 82 92 99 57 83 91 39 69 27 7 21 38 62 88 48 67 80 24 88 18 44 45 64 80 38 59 72 47 40 21 43 51 52 24 15 70 31 20 76 40 43 32 88 77 47 64 85 49 58 26 32 80 14 94 59 96 79 34 75 26 9 23 11 la38 15 15 26 12 67 72 74 14 13 43 30 19 10 23 11 85 98 13 43 38 75 14 42 39 55 12 46 19 93 80 26 10 50 11 57 73 61 13 72 96 99 12 34 60 43 14 13 12 11 11 70 10 43 91 68 11 68 72 14 63 11 45 49 74 27 30 72 12 99 13 60 69 69 84 40 10 59 91 75 98 17 10 72 13 31 11 14 98 50 37 8 65 90 12 91 71 11 35 80 39 62 14 74 72 10 35 25 49 52 63 90 13 21 12 47 38 14 19 57 10 24 13 91 50 11 49 12 18 58 24 52 88 68 20 53 77 14 72 35 11 90 68 18 33 60 10 18 12 10 13 60 38 99 15 13 86 40 79 12 92 11 23 89 10 95 91 72 80 60 56 51 14 23 46 28 34 11 77 47 10 14 49 77 10 48 24 12 72 13 55 29 40 10 22 89 12 79 15 11 30 38 11 52 20 14 20 13 28 73 14 56 37 22 13 25 58 93 88 17 12 11 69 10 71 85 55 85 14 58 46 64 49 37 33 30 26 20 13 74 10 77 12 99 11 56 21 10 17 24 89 15 11 60 42 98 64 13 92 63 52 12 54 75 14 23 38 17 11 56 93 14 26 62 10 88 97 43 29 13 35 12 87 57 B.6 GVHD : TS Dương Tuấn Anh, SVTH : Nguyễn Hữu Phú Luận văn tốt nghiệp Cao học : Ứng dụng Tìm kiếm cục để giải toán Job Shop Scheduling la40 15 15 65 10 28 74 12 33 51 14 75 73 32 13 81 35 59 13 38 11 55 27 64 53 11 83 33 52 14 72 13 90 12 21 23 10 10 39 49 72 14 73 82 23 12 62 88 21 65 11 70 53 10 81 93 13 77 61 28 78 12 51 33 15 14 72 10 98 94 12 11 42 24 13 15 28 12 99 41 12 97 96 15 14 73 13 43 32 22 11 42 94 23 86 78 10 24 31 72 88 93 13 13 44 14 66 63 14 67 10 17 11 85 35 68 12 49 15 82 21 14 53 72 13 49 99 26 12 56 45 68 10 51 27 11 96 54 24 14 38 36 52 14 55 12 37 11 48 93 13 60 10 70 23 23 83 12 69 26 23 14 28 82 33 45 13 64 15 11 12 73 10 59 37 62 87 12 80 50 10 48 12 90 72 13 24 14 71 11 44 46 15 14 61 92 54 22 61 46 73 16 12 94 14 93 13 67 54 75 11 32 10 40 97 10 92 14 36 22 9 47 77 12 79 13 36 30 98 11 79 7 55 30 49 13 83 73 82 82 14 92 11 73 31 10 35 54 37 72 52 12 76 10 98 12 34 13 52 26 28 39 80 29 70 43 48 58 45 14 94 11 96 70 10 17 90 12 67 14 23 21 18 13 43 11 84 26 36 93 14 84 42 B.7 GVHD : TS Dương Tuấn Anh, SVTH : Nguyễn Hữu Phú Luận văn tốt nghiệp Cao học : Ứng dụng Tìm kiếm cục để giải toán Job Shop Scheduling PHỤ LỤC C : BẢNG THUẬT NGỮ VIỆT ANH ĐỐI CHIẾU Tiếng Việt Bài toán job shop scheduling Bài toán xếp lịch máy Bài toán xếp lịch tất định Bài toán tìm kiếm Bài toán tối ưu tổ hợp Bảng băm Bước chuyển Cận Cạnh dạng hội Cạnh dạng tuyển Chiều dài lịch trình Chiều dài danh sách tabu Công việc Danh sách tabu Dịch trái toàn cục Đỉnh bắt đầu Đỉnh kết thúc Độ lệch chuẩn Đồ thị dạng tuyển Đường tới hạn Giải thuật Di truyền Giải thuật Leo đồi Giải thuật Mức ngưỡng Giải thuật Nhánh cận Giải thuật Phân phối theo độ ưu tiên Giải thuật Phân phối theo độ ưu tiên hai chiều Giải thuật Tìm kiếm có hệ thống Giải thuật shifting bottleneck Hàm băm Hàm chi phí Hàm kỳ vọng Tiếng Anh Job shop scheduling problem Machine scheduling problem Deterministic scheduling problem Search problem Combinatorial optimization problem Hash table Move Lower bound Conjunctive arc Disjunctive arc Makespan Tabu list length (tabu tenure) Job Tabu list Global left shift Source node Sink node Standard deviation Disjunctive graph Critical path Genetic algorithm Hill-climbing algorithm Threshold algorithm Branch and Bound algorithm Priority dispatch algorithm Bidirectional priority dispatch algorithm Systematic search algorithm Shifting bottleneck algorithm Hash function Cost function Aspiration function C.1 GVHD : TS Dương Tuấn Anh, SVTH : Nguyễn Hữu Phú Luận văn tốt nghiệp Cao học : Ứng dụng Tìm kiếm cục để giải toán Job Shop Scheduling Hàm lân cận Hàm mục tiêu Hàm siêu lân cận Heuristic thứ tự biến trị Khối tới hạn Không gian tìm kiếm Kiểm tra tính tương thích Kỹ thuật giải hệ ràng buộc Lịch trình Lịch trình “active” Lịch trình “semi-active” Lịch trình bán phần Lịch trình khả thi Lịch trình không chấp nhận Lịch trình không trì hoãn Lịch trình làm nguội Lịch trình tối ưu Lời giải Lời giải cận tối ưu Lời giải lân cận Luật phân phối Mạng nơron Máy Mô hình mạng nơron tất định Mô luyện kim Phương pháp xấp xỉ Quy hoạch toán học Quy hoạch tuyến tính Sai số tương đối Tác vụ Tác vụ liền kề Tác vụ tới hạn Thể Thời gian bắt đầu Thời gian bắt đầu sớm Thời gian bắt đầu trễ Thời gian hoàn thành trễ Thủ tục đặt cận Tiêu chuẩn kỳ vọng Tìm kiếm cục Neighborhood function Objective function Hyper-neighborhood function Variable and value ordering heuristics Critical block Search space Consistency checking Constraint satisfaction techniques Schedule Active schedule Semi-active schedule Partial schedule Feasible schedule (semi-active schedule) Infeasible schedule Non-delay schedule Cooling schedule Optimal schedule Solution Near optimal solution Neighbor solution Dispatching rule Neural network Machine Deterministic neural network model Simulated annealing Approximate method Mathematical programming Linear program Relative error Operation Adjacent operation Critical operation Instance Start time (release time) The earliest start time The latest start time The latest finish time Bounding procedure Aspiration criteria Local search C.2 GVHD : TS Dương Tuấn Anh, SVTH : Nguyễn Hữu Phú Luận văn tốt nghiệp Cao học : Ứng dụng Tìm kiếm cục để giải toán Job Shop Scheduling Tìm kiếm tabu (cơ bản) Tìm kiếm tabu có phản hồi Tính khả thi Tính nối liền Tối ưu toàn cục Tìm kiếm theo Vùng lân cận Vùng nhớ dài hạn Vùng nhớ ngắn hạn Tabu search Reactive Tabu search Feasibility Connectivity Global optimum Tree search Neighborhood Long term memory Short term memory C.3 GVHD : TS Dương Tuấn Anh, SVTH : Nguyễn Hữu Phú LÝ LỊCH TRÍCH NGANG: Họ tên: Nguyễn Hữu Phú Ngày, tháng, năm sinh: 01/01/1978 Nơi sinh: Quảng Nam Địa liên lạc: 16/6A Lý Thường Kiệt, P.9, Q.Tân Bình, Tp.HCM Email : nguyenhphu@yahoo.com QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO 1995 – 2000 : Đại học Trường Đại Học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh 2003 – 2006 : Cao học Trường Đại Học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh Q TRÌNH CƠNG TÁC 03/2000 - 06/2000: Cơng ty TNHH Việt Mỹ 07/2000 - 01/2001: Công ty TNHH Extramedia 02/2001 - Hiện : Công ty TNHH Global Cybersoft (Vietnam) ... : Ứng dụng Tìm kiếm cục để giải toán Job Shop Scheduling CHƯƠNG III PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TOÁN JOB SHOP SCHEDULING PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TOÁN JOB SHOP SCHEDULING Như trình bày chương I, toán Job- shop. .. : Ứng dụng Tìm kiếm cục để giải toán Job Shop Scheduling Giải thuật Tìm kiếm Tabu cho toán job shop scheduling Dựa giải thuật Tìm kiếm Tabu cho toán tối ưu tổ hợp, hình bên mô tả giải thuật Tìm. .. TÀI: Ứng Dụng Tìm Kiếm Cục Bộ Để Giải Bài Tốn Job Shop Scheduling II- NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Nghiên cứu toán Job Shop Scheduling Nghiên cứu giải thuật Tìm kiếm Tabu Tìm kiếm Tabu có phản hồi Ứng dụng