基于群智能算法的免疫分析检测设备优化调度问题研究

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1、硕士学位论文基于群智能算法的免疫分析检测设备优化调度问题研究作者姓名吴凯华学科专业控制理论与控制工程指导教师张梅副教授所在学院自动化科学与工程学院论文提交日期2016年4月ResearchontheSchedulingProblemsoftheImmunoassayEquipmentBasedonswarmintelligencealgorithmADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：WuKaihuaSupervisor：AssociateProf.ZhangMeiSouthChinaUniversityofTechnology

2、Guangzhou，China分类号：TP3学校代号：10561学号：201320112446华南理工大学硕士学位论文基于群智能算法的免疫分析检测设备优化调度问题研究作者姓名：吴凯华指导教师姓名、职称：张梅副教授申请学位级别：工学硕士学科专业名称：控制理论与控制工程研究方向：智能医疗器械论文提交日期：2016年4月26日论文答辩日期：2016年6月5日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：胡跃明教授委员：高红霞教授、张梅副教授、罗家祥副教授华南理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研巧所取得的研究成果。除了文中

3、特别加臥标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献。的个人和集体，均己在文中臥明确方式标明本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：心４年占月户日｜．新呼学位论文版权使用授权书、；本学位论文作者完全了解学校有关保留使用学位论文的规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属华南理工大学。学校有权保存并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许学位论文被查阅（除在保密期内的保密论文外）；学校可臥公布学位论文的全部或＾、。部分内容，可＾＾＾＆许采用影印、缩印或其它复

4、制手段保存汇编学位论文一本人电子文档的内容和纸质论文的内容相致。本学位论文属于：□保密，在年解密后适用本授权书。不保密，同意在校园网上发布，供校内师生和与学校有共享协议＾的单位浏览；同意将本人学位论文提交中国学术期刊（光盘版）电子杂志社全文出版和编入ＣＮＫＩ《中国知识资源总库》，传播學位论文的全部或部分内容。请在＂（１＾１上相应方框内打叫）谷作者签名：Ｉ痴每曰期：＾‘＾＊＾：：日期如，指导教师签名养＾棘摘要随着现代医学水平的提高，免疫检测设备在医学检测过程中被广泛使用。目前免疫分析检测设备的研制已经成为学者们的研究热点，以全自动检测仪器代替手工检

5、测不仅解放了生产力，而且避免了人工误差，提高了检测精度。免疫检测过程中的关键技术包括软件部分、硬件部分和优化调度部分。针对免疫检测设备检测过程中产生的调度问题，采用群智能算法对免疫分析设备的调度问题进行研究。在免疫检测设备的调度过程中合理调度各设备资源，优化调度过程，提高检测效率。本文的主要研究内容如下：(1)论文详细分析了免疫分析设备的发展现状，以及免疫分析设备调度问题的发展现状。免疫检测设备的调度问题成为研究难点，研究免疫分析设备的调度问题可以节约检测成本，提高检测效率和精度。(2)根据免疫分析设备调度问题的特点，分析了免疫检测过程中产生的约束条件，如可重入性、柔性、连续性和双臂自动组合等

6、。将其归纳成一类带有特殊约束条件的车间作业调度问题，并类比车间作业调度问题对其建立数学模型，分析了车间作业调度问题的发展现状和求解方法。(3)采用免疫遗传算法对免疫分析设备的调度问题进行求解。采用基于操作的离散编码方式，设计了疫苗接种方式，并结合了遗传算法的交叉变异算子。设计了抗体评价函数，并采用轮盘赌算子对种群进行抑制和促进。最后，通过仿真实例验证了算法对免疫分析设备调度问题求解的合理性。(4)采用一种改进教学算法求解调度问题。针对基本教学算法局部搜索能力较弱的缺陷，提出学生不仅应向能力好的学习者学习，亦应进行有差异的自我学习。通过评估学生的学习能力，提出学习次数概念，完善学生阶段的更新。最

7、后对不同实例进行仿真，结果表明改进教学算法是有效的，其在收敛精度和鲁棒性能上均有较好的提高。(5)针对调度过程中关键设备资源不充足，检测过程中对其占用时间较长，以至负荷过重的问题，将关键设备的负荷量加入到调度目标函数中，免疫分析设备的调度问题成为一种多目标优化问题。基于Pareto方法并分别采取免疫遗传算法和改进的教学算法对免疫分析设备的多目标问题进行求解，并通过仿真实例对关键设备的负荷进行分析。