بهینه سازی در علوم و مهندسی
نازیلا نیکدل
چکیده
هدف: امروزه از سیستمهای رباتیک به‌صورت وسیعی در پیشبرد عملیات صنعتی بهره گرفته می شود. بنابراین، اتخاذ تصمیمات کنترلی مناسب جهت تضمین کارایی این سیستم ها امری حیاتی است. لازم است یک کنترل کننده مناسب پیشنهاد شود که با تضمین معیارهایی همچون سرعت پاسخ بالا، مدت زمان عملیات، هزینه کنترلی و خطای سیستم کم، عملیات صنعتی را به صورت کارآمد ...
بیشتر
هدف: امروزه از سیستمهای رباتیک به‌صورت وسیعی در پیشبرد عملیات صنعتی بهره گرفته می شود. بنابراین، اتخاذ تصمیمات کنترلی مناسب جهت تضمین کارایی این سیستم ها امری حیاتی است. لازم است یک کنترل کننده مناسب پیشنهاد شود که با تضمین معیارهایی همچون سرعت پاسخ بالا، مدت زمان عملیات، هزینه کنترلی و خطای سیستم کم، عملیات صنعتی را به صورت کارآمد انجام دهد. لذا هدف اول این مقاله ، کنترل سیستم رباتیک بر اساس حسابان مرتبه کسری به صورتی که قادر باشد با وجود پیچیدگی و غیرخطی گری در سیستم آن را کنترل کند؛ هدف دوم، ارائه الگوریتم فراابتکاری "بهبود یافته گرگ خاکستری" جهت بهینه سازی پاسخ سیستم.
روش‌شناسی پژوهش: ابتدا مدل ریاضی ربات بر مبنای قوانین لاگرانژ ارائه می شود و سپس از حسابان مرتبه کسری جهت طراحی کنترل کننده بهره گرفته می شود. علاوه بر آن، کارایی الگوریتم گرگ خاکستری، با ارائه روش بهبود یافته افزایش می یابد.
یافته ها: توابع هزینه مختلف برمبنای معیارهای عملکردی اصلی سیستم رباتیک معرفی و الگوریتم بهبود یافته بر آن ها اعمال می شود. نتایج حاصل از مقایسه الگوریتم پیشنهادی با الگوریتم های دیگر، نشان دهنده عملکرد مطلوب الگوریتم پیشنهادی هستند. علاوه بر آن، کارایی کنترل کننده مرتبه کسری با معادل مرتبه صحیح آن مقایسه می شود و نتایج نشان دهنده بهبود قابل توجه عملکرد سیستم هستند.
اصالت/ارزش افزوده علمی: کنترل کننده پیشنهادی قادر است با پیچیدگی ها و غیرخطی گری های مدل سیستم مقابله کند و عملکردی مطلوب را نتیجه دهد. علاوه بر آن با الهام از الگوریتم گرگ خاکستری، روش بهینه سازی بهبود یافته ای ارائه می شود که قادر به افزایش کارایی سیستم کنترل شده باشد. نتایج عددی عملکرد مطلوب کنترل کننده و الگوریتم بهینه سازی بهبود یافته را نشان می دهند.
الگوریتمهای فراابتکاری
حجت اله رجبی مشتاقی؛ عباس طلوعی اشلقی؛ محمدرضا معتدل
چکیده
هدف: در سال‌های اخیر، شاهد ظهور و گسترش الگوریتمهای فرا ابتکاری و استفاده از آنها جهت حل مسائل پیچیده، غیرخطی و ابعاد بالا بوده‌ایم. با توجه به اینکه الگوریتمهای فوق برای حل مسائل پیچیده و در حال تغییر دنیای واقعی به کار میروند، دنیای الگوریتمها و طراحی آنها به شکل فزاینده‌ای پویا و رو به رشد بوده است. بنابراین، ...
بیشتر
هدف: در سال‌های اخیر، شاهد ظهور و گسترش الگوریتمهای فرا ابتکاری و استفاده از آنها جهت حل مسائل پیچیده، غیرخطی و ابعاد بالا بوده‌ایم. با توجه به اینکه الگوریتمهای فوق برای حل مسائل پیچیده و در حال تغییر دنیای واقعی به کار میروند، دنیای الگوریتمها و طراحی آنها به شکل فزاینده‌ای پویا و رو به رشد بوده است. بنابراین، پیوسته شاهد به وجود آمدن الگوریتمهای جدیدی هستیم. هدف از این تحقیق، ارائه یک الگوریتم فرا ابتکاری جدید به نام «الگوریتم بهینهسازی نظامی» میباشد. روش‌شناسی پژوهش: با الهام از عملیاتهای نظامی الگوریتم پیشنهادی طراحی و ارائه گردید و پس از کدنویسی، توابع تست استاندارد و الگوریتمهای محک برای ارزیابی عملکرد آن تعیین و مشخص شدند. یافته ها: عملکرد الگوریتم پیشنهادی به‌وسیله 23 تابع تست استاندارد و با در نظر گرفتن شاخصهای «میانگین جوابها»، «میانگین زمان محاسباتی» و «زمان همگرایی» در مقایسه با هشت الگوریتم محک شامل: ژنتیک، ازدحام ذرات، کلونی زنبور مصنوعی، قورباغه جهنده، رقابت استعماری، گرگ خاکستری، بهینهسازی وال و بهینهسازی ملخ مورد ارزیابی و سنجش قرار گرفت. نتایج نشان‌دهنده عملکرد مطلوب الگوریتم پیشنهادی است.اصالت/ارزش افزوده علمی: در این مقاله، با الهام از عملیاتهای نظامی الگوریتم جدیدی به نام الگوریتم بهینهسازی نظامی (MOA) ارائه میشود که مبتنی بر جمعیت است و بر اساس «جستجوی تصادفی»، «تقسیم فضای جواب به چند منطقه و تخصیص بخشی از جمعیت به هر منطقه»، «جستجوی سواره‌نظام» و «جستجوی پیاده‌نظام» عمل می‌کند.
مدلهای توالی عملیات
سعید خلیلی
چکیده
در نظر گرفتن سیاستهای نگهداری و تعمیرات (نت) در مدلهای مربوط به مسئلهی زمانبندی و تخصیص کارها به ماشینآلات، علاوه بر سازگار‌کردن مدلهای ارائه شده با محیطهای تولیدی، سبب افزایش کارایی این مدلها در بهینهسازی سیستمهای تولید میشود. به همین منظور، در این مقاله یک مدل ریاضی جهت زمانبندی ماشینهای موازی ...
بیشتر
در نظر گرفتن سیاستهای نگهداری و تعمیرات (نت) در مدلهای مربوط به مسئلهی زمانبندی و تخصیص کارها به ماشینآلات، علاوه بر سازگار‌کردن مدلهای ارائه شده با محیطهای تولیدی، سبب افزایش کارایی این مدلها در بهینهسازی سیستمهای تولید میشود. به همین منظور، در این مقاله یک مدل ریاضی جهت زمانبندی ماشینهای موازی نامرتبط با هدف حداقلکردن مجموع وزنی زمان تکمیل کارها، توسعه داده شده است و در آن محدودیت عدم دسترسی به ماشینآلات نیز منظور شده است. در این مدل وقفه در کارها مجاز در نظر گرفته شده و زمانهای عدم دسترسی به ماشینآلات، به دلیل اجرای برنامههای نت پیشگیرانه و اضطراری، به زمان تکمیل کارها اضافه شده است. از آن جایی که مدل ارایه شده دارای پیچیدگی بالایی میباشد، جهت حل آن از دو روش فراابتکاری الگوریتم ژنتیک و شبیهسازی تبرید استفاده گردیده و عملکرد آنها با یکدیگر مورد مقایسه قرار گرفته است. نتایج نشاندهندهی برتری روش شبیهسازی تبرید نسبت به الگوریتم ژنتیک برای حل این مساله میباشد.
مدلهای زمانبندی
محسن باقری؛ ندا بابایی میبدی؛ امیرحسین انضباطی
چکیده
اخیرا در صنایع تولیدی، مسائل مرتبط با مصرف انرژی اهمیت یافته است. در مسایل کلاسیک زمانبندی، تلاشها عمدتاً در جهت بهینهسازی معیارهای عملکرد مرتبط با زمان بوده است و کمتر به بررسی معیارهای مربوط به مصرف انرژی پرداخته شده است. در این تحقیق، ما به دنبال جبران این نقص می‌باشیم که با ارائه یک مدل سه‌هدفه عدد صحیح مختلط در ...
بیشتر
اخیرا در صنایع تولیدی، مسائل مرتبط با مصرف انرژی اهمیت یافته است. در مسایل کلاسیک زمانبندی، تلاشها عمدتاً در جهت بهینهسازی معیارهای عملکرد مرتبط با زمان بوده است و کمتر به بررسی معیارهای مربوط به مصرف انرژی پرداخته شده است. در این تحقیق، ما به دنبال جبران این نقص می‌باشیم که با ارائه یک مدل سه‌هدفه عدد صحیح مختلط در محیط جریان کارگاهی به بررسی کاهش مصرف انرژی، زمان اتمام و زمان دیرکرد کارها پرداختهایم. بعد از اعتبارسنجی مدل با حل مثال عددی در مقیاس کوچک به روش مجموع وزنی و روش دقیق اپسیلون-محدودیت در نرمافزار گمز، مدل را در مقیاس بزرگ و متوسط توسط الگوریتمهای فراابتکاری NSGA-II و SPEA-II حل مینماییم. نتایج مقایسات میان روش دقیق و روشهای فراابتکاری نشان میدهد که این الگوریتمها کارایی لازم برای حل مدل را دارا هستند.از این میان، الگوریتم NSGA-II عملکرد بهتری را از لحاظ دو معیار کیفیت و نظم نقاط پارتو ارائه دادهاست.
