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examples.py ├── iterated_greedy.py ├── local_search.py ├── selection_methods.py └── solution.py /LICENSE: -------------------------------------------------------------------------------- 1 | MIT License 2 | 3 | Copyright (c) 2018 js-aguiar 4 | 5 | Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a copy 6 | of this software and associated documentation files (the "Software"), to deal 7 | in the Software without restriction, including without limitation the rights 8 | to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense, and/or sell 9 | copies of the Software, and to permit persons to whom the Software is 10 | furnished to do so, subject to the following conditions: 11 | 12 | The above copyright notice and this permission notice shall be included in all 13 | copies or substantial portions of the Software. 14 | 15 | THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR 16 | IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY, 17 | FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL THE 18 | AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER 19 | LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM, 20 | OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN THE 21 | SOFTWARE. 22 | -------------------------------------------------------------------------------- /benchmark instances/taillard instances/ta001: -------------------------------------------------------------------------------- 1 | 20 5 2 | 0 54 1 79 2 16 3 66 4 58 3 | 0 83 1 3 2 89 3 58 4 56 4 | 0 15 1 11 2 49 3 31 4 20 5 | 0 71 1 99 2 15 3 68 4 85 6 | 0 77 1 56 2 89 3 78 4 53 7 | 0 36 1 70 2 45 3 91 4 35 8 | 0 53 1 99 2 60 3 13 4 53 9 | 0 38 1 60 2 23 3 59 4 41 10 | 0 27 1 5 2 57 3 49 4 69 11 | 0 87 1 56 2 64 3 85 4 13 12 | 0 76 1 3 2 7 3 85 4 86 13 | 0 91 1 61 2 1 3 9 4 72 14 | 0 14 1 73 2 63 3 39 4 8 15 | 0 29 1 75 2 41 3 41 4 49 16 | 0 12 1 47 2 63 3 56 4 47 17 | 0 77 1 14 2 47 3 40 4 87 18 | 0 32 1 21 2 26 3 54 4 58 19 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3 34 4 88 10 | 0 72 1 81 2 16 3 86 4 76 11 | 0 55 1 94 2 92 3 1 4 90 12 | 0 27 1 90 2 54 3 12 4 40 13 | 0 20 1 94 2 72 3 65 4 99 14 | 0 49 1 49 2 84 3 43 4 68 15 | 0 49 1 81 2 81 3 34 4 68 16 | 0 20 1 18 2 49 3 41 4 85 17 | 0 98 1 53 2 58 3 55 4 54 18 | 0 55 1 43 2 1 3 58 4 86 19 | 0 25 1 28 2 1 3 95 4 45 20 | 0 97 1 74 2 48 3 69 4 6 21 | 0 30 1 10 2 19 3 1 4 31 22 | 0 11 1 21 2 64 3 33 4 34 23 | 0 54 1 90 2 54 3 65 4 33 24 | 0 45 1 19 2 3 3 56 4 73 25 | 0 91 1 12 2 28 3 99 4 22 26 | 0 75 1 96 2 41 3 92 4 77 27 | 0 4 1 11 2 12 3 3 4 18 28 | 0 7 1 6 2 71 3 94 4 93 29 | 0 13 1 14 2 1 3 27 4 67 30 | 0 66 1 85 2 85 3 29 4 45 31 | 0 84 1 2 2 10 3 16 4 91 32 | 0 9 1 77 2 90 3 41 4 52 33 | 0 69 1 94 2 77 3 19 4 21 34 | 0 93 1 8 2 90 3 1 4 82 35 | 0 54 1 34 2 14 3 63 4 77 36 | 0 60 1 1 2 69 3 13 4 43 37 | 0 55 1 19 2 45 3 60 4 34 38 | 0 93 1 28 2 1 3 37 4 77 39 | 0 6 1 56 2 68 3 15 4 8 40 | 0 93 1 15 2 59 3 12 4 65 41 | 0 14 1 18 2 8 3 3 4 71 42 | 0 34 1 93 2 26 3 72 4 42 43 | 0 99 1 29 2 92 3 93 4 20 44 | 0 49 1 88 2 47 3 87 4 16 45 | 0 48 1 57 2 32 3 50 4 8 46 | 0 13 1 96 2 46 3 79 4 10 47 | 0 22 1 62 2 43 3 59 4 1 48 | 0 16 1 94 2 65 3 72 4 29 49 | 0 50 1 13 2 19 3 1 4 64 50 | 0 70 1 55 2 83 3 96 4 88 51 | 0 62 1 94 2 32 3 35 4 76 52 | 0 98 1 56 2 18 3 39 4 29 53 | 0 24 1 87 2 88 3 34 4 90 54 | 0 95 1 16 2 82 3 68 4 75 55 | 0 53 1 48 2 52 3 66 4 33 56 | 0 60 1 20 2 84 3 60 4 2 57 | 0 85 1 35 2 78 3 66 4 90 58 | 0 94 1 8 2 39 3 34 4 21 59 | 0 18 1 43 2 87 3 69 4 29 60 | 0 54 1 56 2 25 3 78 4 8 61 | 0 58 1 68 2 85 3 28 4 52 62 | -------------------------------------------------------------------------------- /benchmark instances/vrf instances/Small/VFR60_5_6_Gap.txt: -------------------------------------------------------------------------------- 1 | 60 5 2 | 0 51 1 39 2 85 3 91 4 64 3 | 0 40 1 16 2 7 3 46 4 90 4 | 0 75 1 34 2 50 3 90 4 72 5 | 0 4 1 67 2 56 3 6 4 97 6 | 0 73 1 4 2 62 3 58 4 19 7 | 0 26 1 76 2 45 3 12 4 87 8 | 0 47 1 54 2 27 3 59 4 12 9 | 0 49 1 19 2 84 3 33 4 13 10 | 0 36 1 56 2 32 3 79 4 68 11 | 0 12 1 79 2 23 3 58 4 19 12 | 0 40 1 23 2 65 3 80 4 10 13 | 0 3 1 81 2 87 3 13 4 42 14 | 0 4 1 5 2 32 3 92 4 37 15 | 0 60 1 96 2 53 3 81 4 82 16 | 0 58 1 78 2 14 3 93 4 11 17 | 0 39 1 76 2 64 3 45 4 45 18 | 0 38 1 83 2 55 3 2 4 75 19 | 0 98 1 20 2 69 3 6 4 29 20 | 0 29 1 35 2 59 3 61 4 34 21 | 0 29 1 70 2 77 3 48 4 32 22 | 0 43 1 68 2 7 3 59 4 90 23 | 0 49 1 76 2 28 3 81 4 62 24 | 0 81 1 29 2 29 3 44 4 60 25 | 0 69 1 12 2 88 3 93 4 52 26 | 0 9 1 31 2 65 3 16 4 76 27 | 0 45 1 32 2 35 3 31 4 14 28 | 0 26 1 75 2 82 3 23 4 16 29 | 0 43 1 43 2 88 3 97 4 66 30 | 0 26 1 18 2 81 3 12 4 66 31 | 0 66 1 17 2 16 3 73 4 30 32 | 0 59 1 82 2 73 3 94 4 65 33 | 0 84 1 96 2 40 3 77 4 67 34 | 0 36 1 46 2 41 3 28 4 65 35 | 0 72 1 55 2 50 3 11 4 97 36 | 0 40 1 83 2 93 3 36 4 10 37 | 0 18 1 99 2 84 3 36 4 91 38 | 0 46 1 45 2 72 3 21 4 48 39 | 0 41 1 72 2 50 3 97 4 23 40 | 0 3 1 64 2 17 3 18 4 59 41 | 0 95 1 50 2 87 3 15 4 34 42 | 0 97 1 82 2 76 3 17 4 9 43 | 0 19 1 11 2 52 3 92 4 5 44 | 0 83 1 6 2 7 3 5 4 14 45 | 0 61 1 42 2 13 3 32 4 29 46 | 0 95 1 68 2 13 3 47 4 19 47 | 0 45 1 92 2 38 3 82 4 84 48 | 0 17 1 79 2 71 3 71 4 76 49 | 0 12 1 32 2 61 3 5 4 2 50 | 0 22 1 2 2 73 3 23 4 22 51 | 0 21 1 90 2 33 3 30 4 71 52 | 0 93 1 43 2 48 3 47 4 92 53 | 0 21 1 3 2 14 3 9 4 76 54 | 0 96 1 26 2 7 3 8 4 63 55 | 0 11 1 13 2 20 3 65 4 56 56 | 0 88 1 37 2 80 3 22 4 74 57 | 0 66 1 44 2 53 3 39 4 95 58 | 0 52 1 98 2 3 3 26 4 49 59 | 0 22 1 2 2 73 3 41 4 80 60 | 0 26 1 86 2 16 3 17 4 57 61 | 0 68 1 69 2 67 3 61 4 3 62 | -------------------------------------------------------------------------------- /benchmark instances/vrf instances/Small/VFR60_5_8_Gap.txt: -------------------------------------------------------------------------------- 1 | 60 5 2 | 0 65 1 25 2 60 3 99 4 68 3 | 0 53 1 19 2 9 3 8 4 52 4 | 0 35 1 67 2 94 3 12 4 97 5 | 0 64 1 5 2 9 3 91 4 91 6 | 0 49 1 74 2 89 3 10 4 52 7 | 0 55 1 54 2 36 3 71 4 31 8 | 0 79 1 83 2 50 3 44 4 3 9 | 0 56 1 81 2 30 3 41 4 82 10 | 0 22 1 78 2 45 3 38 4 96 11 | 0 52 1 83 2 92 3 73 4 45 12 | 0 85 1 75 2 96 3 61 4 9 13 | 0 56 1 19 2 32 3 14 4 74 14 | 0 55 1 31 2 65 3 69 4 62 15 | 0 23 1 83 2 90 3 17 4 66 16 | 0 18 1 3 2 31 3 77 4 15 17 | 0 93 1 43 2 89 3 16 4 66 18 | 0 68 1 91 2 86 3 70 4 1 19 | 0 22 1 73 2 96 3 83 4 41 20 | 0 45 1 52 2 16 3 36 4 53 21 | 0 77 1 50 2 97 3 21 4 78 22 | 0 83 1 96 2 56 3 90 4 75 23 | 0 40 1 38 2 87 3 28 4 81 24 | 0 19 1 4 2 12 3 32 4 49 25 | 0 43 1 26 2 75 3 16 4 80 26 | 0 30 1 94 2 56 3 86 4 80 27 | 0 61 1 69 2 28 3 53 4 51 28 | 0 57 1 26 2 54 3 75 4 64 29 | 0 74 1 35 2 53 3 84 4 53 30 | 0 60 1 54 2 70 3 78 4 10 31 | 0 94 1 55 2 91 3 5 4 63 32 | 0 70 1 64 2 84 3 4 4 28 33 | 0 77 1 88 2 97 3 91 4 99 34 | 0 98 1 8 2 64 3 73 4 67 35 | 0 76 1 52 2 91 3 29 4 97 36 | 0 99 1 7 2 61 3 8 4 99 37 | 0 22 1 60 2 55 3 15 4 46 38 | 0 30 1 42 2 72 3 15 4 10 39 | 0 69 1 20 2 10 3 94 4 2 40 | 0 51 1 29 2 4 3 41 4 39 41 | 0 93 1 23 2 94 3 31 4 84 42 | 0 14 1 51 2 6 3 48 4 67 43 | 0 11 1 87 2 25 3 50 4 31 44 | 0 62 1 73 2 60 3 93 4 59 45 | 0 4 1 9 2 94 3 67 4 47 46 | 0 66 1 3 2 28 3 8 4 75 47 | 0 67 1 4 2 91 3 87 4 45 48 | 0 13 1 6 2 88 3 86 4 2 49 | 0 60 1 29 2 1 3 65 4 34 50 | 0 54 1 88 2 61 3 68 4 20 51 | 0 18 1 68 2 13 3 21 4 72 52 | 0 83 1 41 2 87 3 99 4 55 53 | 0 89 1 7 2 49 3 10 4 7 54 | 0 90 1 64 2 14 3 15 4 87 55 | 0 70 1 63 2 9 3 11 4 87 56 | 0 16 1 55 2 38 3 38 4 97 57 | 0 61 1 93 2 36 3 42 4 30 58 | 0 29 1 93 2 57 3 22 4 52 59 | 0 62 1 17 2 81 3 83 4 94 60 | 0 34 1 9 2 26 3 6 4 49 61 | 0 79 1 86 2 66 3 42 4 42 62 | -------------------------------------------------------------------------------- /src/cysource/__init__.py: -------------------------------------------------------------------------------- https://raw.githubusercontent.com/js-aguiar/permutation-flowshop/1a2c357cc09f717153f3a73081fd51f2a54126a1/src/cysource/__init__.py -------------------------------------------------------------------------------- /src/cysource/cython_setup.py: -------------------------------------------------------------------------------- 1 | """ 2 | permutation-flowshop repository 3 | 4 | Build C binary code using Cython library 5 | """ 6 | from distutils.core import setup 7 | from Cython.Build import cythonize 8 | setup(ext_modules=cythonize('calculations.pyx')) -------------------------------------------------------------------------------- /src/examples.py: -------------------------------------------------------------------------------- 1 | """ 2 | permutation-flowshop repository 3 | 4 | This module has two examples on how to setup and run 5 | the algorithm for Permutation Flowshop scheduling problems. 6 | The first one uses random generated data, while the second 7 | uses one of the instances from the Taillard benchmark set. 8 | """ 9 | 10 | import numpy as np 11 | import benchmark 12 | from iterated_greedy import IteratedGreedy 13 | 14 | 15 | def example1_random_data(): 16 | """Execute the algorithm with randomly generated data.""" 17 | 18 | # Generate a (20, 5) array with integer numbers 19 | rnd_data = np.random.randint(size=(20,5), low=5, high=80) 20 | print(rnd_data) 21 | 22 | ig = IteratedGreedy(rnd_data) # Create problem instance 23 | ig.run(5000) # Run the default algorithm for 5000ms (5 seconds) 24 | 25 | # Print results to console 26 | print("Best makespan", ig.best_solution.makespan,"iterations:", ig.iterations) 27 | print("Job sequence:", ig.best_solution.sequence) 28 | 29 | 30 | def example2_taillard(): 31 | """Execute the algorithm with the first Taillard instance.""" 32 | 33 | # Load instance 34 | instance = benchmark.import_taillard()[0] 35 | print(instance) 36 | 37 | ig = IteratedGreedy(instance) 38 | # Run the algorithm with local search on partial solutions 39 | # and removing 5 jobs at each iteration 40 | ig.local_search_partial_solution = True 41 | ig.num_jobs_remove = 5 42 | ig.run(10000) 43 | 44 | # Print results to console 45 | print("Best makespan", ig.best_solution.makespan,"iterations:", ig.iterations) 46 | print("Job sequence:", ig.best_solution.sequence) 47 | 48 | 49 | if __name__ == "__main__": 50 | example1_random_data() 51 | example2_taillard() -------------------------------------------------------------------------------- /src/local_search.py: -------------------------------------------------------------------------------- 1 | """ 2 | permutation-flowshop repository 3 | 4 | Algorithms for local search. 5 | """ 6 | 7 | from random import shuffle 8 | 9 | def insertion_neighborhood(solution, local_optimum=True, tie_breaking=False): 10 | """Insertion neighborhood local search algorithm. 11 | 12 | Arguments: 13 | solution: Solution object (class from solution module). 14 | local_optimum: Repeat search until local opt (boolean, default: True). 15 | tie_breaking: Use tie breaking mechanism (boolean, default: False). 16 | """ 17 | current_makespan = 0 18 | improve = True 19 | 20 | # If parameter local_optimum is true: repeat while solution is improved 21 | while improve: 22 | improve = False 23 | # Select random elements without repetition - O(N) implementation 24 | not_tested = solution.sequence.copy() 25 | shuffle(not_tested) 26 | for removed_job in not_tested: 27 | solution.sequence.remove(removed_job) 28 | # If first iteration then calculate makespan 29 | if current_makespan == 0: 30 | current_makespan = solution.calculate_makespan() 31 | # Insert job in best position and check improvement 32 | solution.insert_best_position(removed_job, tie_breaking) 33 | if solution.makespan < current_makespan: 34 | improve = True 35 | current_makespan = solution.makespan 36 | if local_optimum == False: 37 | break --------------------------------------------------------------------------------