【摘 要】
:
过道布局问题(Corridor Allocation Problem,CAP)是经典的设施布局问题,该问题的目的是在给定过道的两侧寻找满足一定条件的设施最优布置,使得设施间总成本流尽可能小。CAP在制造业、服务业等领域有应用价值,一个好的布局可以降低20%~50%的运营成本,它在工厂中机器的布置、写字楼部门的设置以及电路板的布局等都有明确应用。同时CAP是一个NP-困难问题,使用智能优化算法求解N
论文部分内容阅读
过道布局问题(Corridor Allocation Problem,CAP)是经典的设施布局问题,该问题的目的是在给定过道的两侧寻找满足一定条件的设施最优布置,使得设施间总成本流尽可能小。CAP在制造业、服务业等领域有应用价值,一个好的布局可以降低20%~50%的运营成本,它在工厂中机器的布置、写字楼部门的设置以及电路板的布局等都有明确应用。同时CAP是一个NP-困难问题,使用智能优化算法求解NP-困难问题有实践意义,所以对求解CAP的智能优化算法进行研究,不论是在解决现实问题方面,还是在优化算法应用方面都有研究价值。智能优化算法是一类受到人类智能、生物群体社会性或自然现象规律启发的优化算法,相较于精确算法具有速度快、应用性强的优点,多用来解决NP-困难的优化问题。CAP是一个NP-困难组合优化问题,在使用智能优化算法求解时,解的编码与解码、邻域解的生成以及进化策略的选择都将对算法性能产生重要影响。目前对单层CAP的研究中,许多文献使用设施排列来表示解,但其解码方式可能造成近邻关系在解的表示与解码后实际布局中的不一致;目前对双层CAP的研究中,仅仅优化总成本流这一目标,可能造成布局结果为单层,与实际需求相矛盾。为此,本文对单层CAP和多目标双层CAP进行了研究,具体包括以下内容:1.针对CAP问题解的排列表示,提出了单向贪婪解码(Single-direction Greedy Decoding,SGD)策略,使编码与实际布局中设施的近邻关系一致。使用SGD策略对求解CAP的模拟退火算法(Simulated Annealing,SA)进行了研究,采用包括交换算子、插入算子和逆转算子的混合邻域解生成策略来生成候选解;通过实验验证了SGD策略的有效性和混合邻域解生成策略的先进性。2.使用SGD策略,对求解CAP的分散搜索(Scatter Search,SS)算法进行了研究,根据CAP问题特性重新定义了解之间的距离,参考子集的选择规则,加入了SA算法来进一步提高算法的求精能力,通过实验验证了SGD策略的有效性和SS算法的高效性。3.建立了双层CAP的多目标模型(Multi-objective Double-Layer CAP,MDLCAP),包括最小化总物流成本和最小化过道长度两个目标。将SGD策略扩展到双层CAP,使解码具有一定的局部搜索能力;研究了求解MDLCAP的NSGA-II算法和MOEA/D算法。在32个CAP测试实例上对提出的SA算法和SS算法进行了实验分析,表明SGD策略对智能优化算法有普适性,有效地提高了智能优化算法求解CAP的效率,本文提出的SA算法和SS算法求解效果显著优于对比算法。对MDLCAP在同样的32个实例上进行实验,实验表明NSGA-II算法更适合求解MDLCAP。
其他文献
具有单连续变量的背包问题(Knapsack Problem with a single Continuous variable,KPC)是标准0-1KP的自然延伸,可应用于商业、投资决策、资源分配、计算复杂性理论、密码学和应用数学等领域。KPC的背包容量是不固定的,所以比0-1KP求解更为困难。同时,KPC属于NP-难的混合优化问题,精确算法求解耗时长,不适合求解高维问题。智能优化算法具有思路简单
相对湿度作为表征水汽含量和干湿程度的参量,可反映气候变化对区域水循环的影响。对华东地区相对湿度的气候学特征及其影响因素进行分析,深入了解当地的气候变化规律,对生态系统、生产生活、灾害预测等提供科学参考。本文基于1961-2019年华东地区134个气象站的气象数据,运用线性倾向估计、累积距平、重标极差分析、Mann-Kendall突变检验、经验正交函数法、敏感性分析、偏相关系数等方法对华东地区相对湿
海浪波高影响着工业生产和人们的生活,例如航海、渔业、海上军事活动、海上作业、沿海与近岸工程的规划与设计等都离不开对海浪波高的有效评估。海浪有效波高是直接体现海浪活动的重要指标,从而有必要研究海浪有效的准确预测的方法,利用海浪变化趋势为工业生产和人民生活提供有力保障。较长时间以来,对海浪有效波高的研究主要基于流体力学原理和方法,具有较强的解释性和描述性,但由于海浪波的随机性与不稳定性因素,导致预测精
图像特征匹配是计算机视觉领域中一个基础且关键的问题,其旨在获得给定的两幅匹配图像特征点集之间准确的对应关系,并恢复相应的相机姿态。作为底层视觉通往高层视觉的纽带,图像特征匹配技术在视觉领域有着广泛应用,例如图像拼接、图像检索、三维重建和同步定位与建图等。图像特征匹配本质上是特征点集配对的过程,它是一个复杂的NPC组合优化问题,计算复杂度比较高。而且由于匹配的图像之间通常会存在视角和光照变化、重复结
人脸检测在无人驾驶、视频监控与安防、搜索营救等领域具有广泛的应用,是人脸智能系统的基础任务。近年来深度神经网络在成像良好的人脸检测任务中获得了较好表现,但在复杂场景中,脸部遮挡变化引起的视觉干扰显著降低了检测器性能。一方面遮挡物的多样性和随机性对人脸检测模型有着巨大的影响;另一方面许多应用场景中边缘设备的计算资源非常有限,很难支撑高精度人脸检测模型有效完成复杂的人脸检测任务。如何高效、鲁棒地实现速
数字视频作为一种信息载体被广泛的应用在各个领域,已经成为人们生活中不可缺少的一部分。但是,随着数字视频编辑技术的不断发展,数字视频的完整性和原始性遭到巨大的威胁。在各种视频篡改技术中,帧删除作为一种最基础的编辑技术被广泛应用于视频篡改。因此,研究视频删帧篡改取证技术具有非常重大的意义。近几年,基于深度学习的方法在图像篡改检测、深度伪造检测等问题上取得了巨大的成功。因此,本文针对视频删帧篡改和深度学
我国作为世界上的柚生产大国,柚产业已经成为我国南方农业经济发展的重要支柱。在传统的蜜柚树生长过程监测以及后续果实的品质分级上,需要培育人员和技术人员利用他们的专业经验来进行判断。蜜柚的生长监测主要是针对果树生长过程中新梢、冠幅、肥料吸收情况等。蜜柚果实的品质分级主要是根据其果形、质量、果皮缺陷、色泽、可食用率等指标来进行定级。由于传统的人工检测方法耗时耗力且存在经验带来的误差,所以使得大规模的果园
蜜蜂是人类的益友,它不仅为人类提供丰富的珍贵蜂产品,还能很好地维护生态平衡,特别是蜜蜂授粉可使农作物大幅增产。因此蜜蜂养殖业在农业方面具有非常重要的意义,它间接地促进了现代农业的快速发展,是我国的经济体系中重要的有机组成部分。但目前国内在中华蜂蜂箱养殖领域还处于人工养殖阶段,需要蜂农自身实时对蜂箱进行监测,为了响应科技兴农的号召,本研究将深度学习图像识别技术引入该领域。由于蜜蜂有很多天敌,如马蜂、
机械装置的各零部件通常按照一定标准装配而成,装配过程会产生相互接触表面,称之结合面。结合面的存在破坏了装配体的连续性,导致接触刚度和热阻的产生,直接影响着整体结构的力学、传热学的性能,因此粗糙接触表面的接触热阻等的分析对机械结构设计具有重要的意义。本文以过盈装配结合面的接触热阻分析为研究对象,同时考虑热变形和接触载荷对过盈量的影响,以修正过盈量,建立了“热-结构”耦合分析的接触热阻模型,并搭建实验
分叉料斗受料作业时,当物料经分叉料斗翻板及斜溜槽流向后,物料对码头设备有堵塞、冲料、撒料等情况。采用曲线溜槽设计,物料经过溜槽速度下降,且出料两侧流速相近,可以有效解决物料溜槽堵塞、物料溜槽冲击地面皮带、物料不均等引发的跑偏、撒料等问题。