基于多目标蚁群算法的复杂设备拆卸序列规划

针对复杂设备转化成混合图信息模型后面临的组合爆炸和搜索爆炸问题,提出了一种改进的Louvain算法,对其模型进行社团化处理。将拆卸工具、拆卸方向改变次数以及拆卸时间作为优化目标,构造了基于多目标蚁群算法搜索社团划分可行解;并得出由多个Pareto解构成的平衡解集。最后结合直升机旋翼,利用所提方法进行算法验证;对比未被社团化处理的多目标蚁群算法而得出的拆卸序列,在算法运行效率上提升了17.2%;且复杂设备中紧密度越小零件占比越多时,运行效率越高;对比单目标蚁群算法社团化后得出的拆卸序列,在迭代次数相同的条件下,更易得到较高效率的解。实验结果表明,在实际拆卸序列规划问题上,该方法为方案设定人员提供了更合理高效的选择。     

基于改进遗传算法的拆卸序列优化研究

针对复杂机械装配关键系统的拆卸序列优化问题,建立了拆卸序列规划模型,提出了一种改进的双种群遗传算法.通过拆卸混合图的表达拆卸序列信息,在改进的遗传算法中利用优先约束矩阵生成TOP序列种群,以拆卸时间最少为优化目标对拆卸序列进行优化.某企业生产的装载机变速箱的再制造拆卸序列优化,进一步验证了该算法的有效性和可行性.     

基于遗传算法与Tabu搜索的拆卸序列优化算法

为研究废弃装配体的拆卸序列优化,首先提出了建立装配体的干涉-自由矩阵,作为描述其结构的数学模型．其次,运用遗传算法原理,提出面向装配体拆卸序列自动生成及优化的计算模型．依据初始输入的若干拆卸序列和其它控制参数,由程序搜寻几何上可行的最佳拆卸序列．这里是以装配体在拆卸过程中具有最少的换向次数为优化目标．最后,鉴于遗传计算的未熟早敛问题,提出建立Tabu搜索与遗传算法的组合优化算法．通过把Tabu搜索的集中与分散策略引入遗传算法,可望获得更加健壮的搜索行为．大量的实例验证表明,用这种方法解决装配体拆卸序列的优化问题,所生成的可行拆卸序列在适应度函数值、数量、分布范围等方面均优于单纯的由遗传算法生成的结果．     

基于多混沌算子遗传算法的混合动力汽车控制策略优化

为某款装备了电池/超级电容混合储能系统的并联型混合动力汽车设计了模糊控制策略.结合遗传算法的种群进化和混沌序列的随机遍历特性,将混沌初始化算子、混沌扰动算子、混沌局部搜索算子引入多目标非占优排序遗传算法(NSGA-II)中,构建了新的多混沌算子遗传算法(MCO-NSGA-II).运用MCO-NSGA-II算法进行了混合动力汽车模糊控制策略优化,以改进车辆的燃油经济性及HC、CO和NOx的排放性能.仿真结果表明,混沌初始化算子和混沌扰动算子可以改善原NSGA-II算法的搜索能力并增加种群多样性,而混沌局部搜索算子可以进一步增强算法局部搜索能力,能更好地搜索到理想的Pareto解集.运用MCO-NSGA-II算法进行优化,使混合动力汽车在欧洲城市驾驶循环(ECE)下的燃油消耗降低了11.8%,HC、CO和NOx排放分别下降了7.72%、15.72%和11.77%.     

“机器人”路径改进型单亲遗传算法规划及其仿真

在中国机器人大赛"机器人游中国"比赛项目的路径规划基础上,为克服遗传算法在有约束组合优化问题中计算效率不高的问题,提出了改进的单亲遗传算法.该算法在传统单亲遗传算法的计算步骤中,引入了交换算子、提前算子和修复算子,较大程度地提高了单亲遗传算法的搜索效率.Matlab仿真试验表明,改进的单亲遗传算法计算效率和路径规划能力得到大幅度提高.     

基于精英重组的混合多目标进化算法

针对多目标进化算法搜索效率低和收敛性差的问题,提出了基于精英重组的混合多目标进化算法,将多目标优化问题分解为多个单目标优化问题单独求解,并采用基于遗传算法的精英重组策略将多个相异解重组生成唯一的精英解.提出区域化的种群初始化方法,改进局部搜索及群体选择机制,采用以优化子群为核心的分组交叉策略及自适应多位变异算子,并引入基于混沌优化的重启机制,有效克服了精英保存的固有缺陷,以及现有多目标进化算法存在的目标空间解拥挤、收敛慢、易早熟等问题.多目标测试函数的数值仿真和关键步骤的性能分析证明了本文算法的有效性和优越性.     

一种求解多目标数值优化问题的实值量子演化算法

基于多目标优化原理和量子计算原理,提出了一种求解多目标数值优化问题的实值量子演化算法. 该算法除保留求解单目标优化问题的实值量子演化算法的特点外,还有三个主要特征:首先,根据多目标优化特点,使用多目标密度比较算子对种群进行排序和筛选;其次,应用非均匀变异算子保持解的收敛性和提高局部搜索能力;再次,使用多样性保持算子来保持解的多样性. 实验中使用多目标优化测试集并且同NSGA-II算法相比较,结果表明了算法的有效性.     

基于Tabu搜索与遗传算法研究拆卸序列优化

针对废弃装配体的拆卸序列优化,提出建立描述装配体结构的干涉一自由矩阵以及“拆卸楔”的概念和算法,据此计算各个零件从装配体上可以拆卸下来的方向和次序．鉴于遗传计算过程中,其邻域往往过早地收敛于局部优化点上,于是将Tabu搜索组合到遗传算法之中．实例验证表明,用这种组合优化方法解决装配体拆卸序列优化问题,所生成的可行拆卸序列在适应度函数值、数量、分布范围等方面均优于单纯的由遗传算法生成的结果．     

低碳视角下改进DMBSO算法的垃圾收运路径优化研究

为解决“垃圾围城”难题,设计改进DMBSO算法对垃圾收运路径进行优化。首先,在低碳环保背景下,考虑车辆载重对碳排放量的影响,建立了以最短路径和极小化碳排放量为目标的绿色垃圾收运路径优化模型;然后设计改进DMBSO算法,其包含组间讨论和组内讨论,使算法在全局搜索和局部搜索达到平衡,并且引入逆转算子、启发式交叉算子和精英保留策略,使改进DMBSO算法适用于解决离散组合优化问题;最后对9个标准算例和1个实例进行仿真,结果表明改进DMBSO算法优于BSO和ACO算法,能够同时降低运输距离和碳排放量,具有很好的收敛效果和鲁棒性。     

基于聚类遗传算法的梯级水利枢纽短期电力调度优化

针对标准遗传算法容易"早熟"的缺陷,提出聚类遗传算法;改进了选择算子和交叉算子,并利用Shubert多峰测试函数验证了聚类遗传算法的优势.引入水轮机组运行效率梯度变化因素提出改进变异算子,弥补了变异搜索过随机的缺陷.最后,将改进方式应用于三峡-葛洲坝梯级水利枢纽短期电力调度优化研究中,提出和构建了相应的优化模型以及机组组合启停和运行效率同步实现策略.实例优化结果表明:聚类遗传算法和改进变异算子能有效弥补"早熟"的缺陷,并能显著提高优化搜索效率,适用于梯级电站电力调度优化问题.优化得出的梯级电力调度方案可以满足设定目标和约束,并提高了梯级的发电效率.     

并行混沌与和声搜索的多目标混合优化算法

针对传统的混沌优化算法对初始值敏感、搜索精度低和收敛速度慢,以及和声搜索收敛不稳定、处理多目标优化问题时适应性差等不足,研究了一种多目标并行混沌与和声搜索混合优化算法(MOCOHSA).MOCOHSA利用并行混沌优化的全局搜索能力与和声搜索算法的局部搜索能力,并在和声搜索中引入自适应操作,在解决多目标优化问题时表现出良好的搜索速度和收敛性能.对8个多目标优化测试函数的优化计算中,该算法表现出比其它多目标优化算法更好的性能.算法最后用于解决卫星热管设计问题.     

Sequencing of Mixed Model Assembly Lines Based on Improved Shuffled Frog Leaping Algorithm

Shuffled frog leaping algorithm( SFLA) was used to solve multi-objective sequencing problem of mixed model assembly line( MMAL). Local convergence can be avoided and optimal solution can be obtained to a certain extent. However,the multi-objective sequencing problem of MMAL is an non-deterministic polynomial hard( NP-hard) problem and the shortcomings are slow convergence rate and low precision. To solve the shortcomings for optimization objectives of minimizing total utility time and keeping average consumption rate of parts, a chaos differential evolution SFLA( CDESFLA) is proposed in this study. Because SFLA is easy to fall into local optimum,the evolution operator of differential evolution algorithms is introduced in SFLA as a local search strategy,and differential mutation operator is introduced in chaotic sequence to prevent premature convergence. The examples show that the proposed CDESFLA is better for convergence accuracy than SFLA,genetic algorithm( GA) and particle swarm optimization( PSO)     

机场地勤服务优化问题的双重变异单亲遗传算法

为了减少地勤服务作业调度影响的航班延误,以总航班延误最小化及航班延误方差最小化为目标建立了多目标非线性整数优化模型.地勤服务作业调度优化问题是NP难问题,因此,提出了一种双重变异单亲遗传算法求解该类问题.该算法避免了遗传算法求解同类问题时产生非法个体的现象,并且双重变异策略具有全局搜索能力.结果表明:双重变异单亲遗传算法可以很好地解决航班分配服务组及服务组内航班服务序列优化的地勤服务调度问题,减少了因地勤服务作业导致的航班总延误,避免了单个航班长时间延误.     

基于遗传禁忌搜索的单车场多目标区域调度优化

区域调度是公交营运调度的发展方向,但区域调度相对于传统的线路调度,其影响因素多,模型构建难度大,求解也较为复杂。以单车场区域调度为对象,选择公交车辆空驶时间、等待时间、跨线次数以及运力规模最小等主要目标,构建了多目标区域调度优化模型。考虑到多目标函数优化问题的复杂性,将禁忌搜索融入遗传算子,设计遗传禁忌搜索求解算法,最后将已建模型和设计算法运用到算例中。计算结果表明,遗传禁忌算法较一般遗传算法更能高效地解决公交车辆的单车场多目标区域调度问题。     

基于遗传算法的产品拆卸线平衡问题研究

对废旧产品进行回收再利用,是节约资源和保护环境的有效方式.产品拆卸是实现废旧产品回收再利用的重要手段,是实现产品生命周期完整性的必要环节.本文针对产品拆卸线的特点,构建了拆卸线平衡问题的多目标优化模型,并运用遗传算法对模型进行求解.本文的模型及方法可以为废旧产品的回收拆卸提供理论指导.     

一种新的多目标粒子群算法的研究与应用

基于多目标粒子群优化算法的研究成果,以提升多目标优化方法性能为目标,结合铜电解稳态优化工程实际,提出了一种新的多目标优化粒子群算法.该方法采用可变的外部集策略和快速排序方法来减少优化计算量,采用拥挤度算子和强支配关系保证结果良好的分布性.测试函数的仿真对比分析及对铜电解实际过程数据的优化运行结果均表明该方法在收敛性、解的分布性及计算效率方面具有良好品质,特别是在求解三目标优化问题时的突出表现,表明这种算法在多目标优化领域具有更广泛的适用性.     

黄金正弦模拟退火算法求解低碳有能力约束的车辆路径问题

针对模拟退火算法局部搜索能力不强、收敛速度慢,以及接受准则的盲目性等弊端,提出一种基于黄金正弦的模拟退火算法。首先采用黄金正弦算法的遍历特点优化模拟退火算法的初始值,然后对模拟退火算法的邻域搜索进行扩充,增加基于概率的多种算子邻域搜索和记忆装置,适当提高退火温度等措施,很大程度上提高了算法的全局优化性能。通过物流运输实例对低碳和成本节约型的多目标有能力约束的车辆路径问题(capacitated vehicle routing problem,CVRP)模型求解,以寻找环境友好型绿色路径。实验仿真表明,该混合算法具有很好的优化性能,对于求解此类车辆路径问题具有很好的优化效果。     

求解约束优化问题的一种新的进化算法

分析了现有的约束优化进化算法的一些不足之处，提出了一种处理约束优化问题的新算法。新算法将多目标优化思想与全局搜索和局部搜索机制有机地结合起来；在全局搜索过程中，作为一种小生态遗传算法，排挤操作利用Pareto优劣关系比较个体并接受具有相似性的父代个体和予代个体中的优胜者；在局部搜索过程中，首先对局部群体中的个体赋予Pareto强度，然后根据Pareto强度选择个体。通过一个复杂高维多峰测试函数验证了新算法的有效性。     

改进的NSGA2算法在航空活塞发动机装配中的应用

针对复杂机械产品零部件选择装配中个体重复现象,提出一种新的解集评价指标:种群均匀度。基于种群均匀度和拥挤度相结合的子代精英保留策略,改进了多目标优化NSGA2 (non-dominated sorting genetic algorithm-2)算法。以装配合格率和装配精度为质量评价指标,建立选择装配多目标优化模型。引进近邻搜索算子,克服NSGA2算法局部搜索能力的不足。以某型号航空活塞发动机装配为例,优化结果以Pareto边界集表示,结果表明算法改进之后非支配解集的多样性和收敛性均得到了提高。