基于路徑鏈接技術(shù)的多目標(biāo)優(yōu)化算法研究.pdf

1、在實(shí)際的生產(chǎn)生活中，很多問題都需要使多個(gè)目標(biāo)在給定的約束前提下盡可能達(dá)到最優(yōu)，這種問題就是多目標(biāo)優(yōu)化問題。近二十年來，這類問題越來越受到學(xué)者的關(guān)注，同時(shí)這也是一類在實(shí)際生產(chǎn)生活中廣泛存在的問題。比如，在工業(yè)生產(chǎn)中，生產(chǎn)調(diào)度是生產(chǎn)管理的核心問題，也是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，其以生產(chǎn)進(jìn)度計(jì)劃為依據(jù)，在現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)備、工藝條件和能力的約束下，對(duì)有限的生產(chǎn)資源在時(shí)間和空間上進(jìn)行調(diào)度和規(guī)劃，從而確認(rèn)生產(chǎn)路線，同時(shí)實(shí)現(xiàn)最小化總完成時(shí)間、最小

2、化總流程時(shí)間、最小化總延遲時(shí)間等多個(gè)生產(chǎn)目標(biāo)。大部分的多目標(biāo)優(yōu)化問題都是NP-難問題，一般精確算法并不能在多項(xiàng)式時(shí)間內(nèi)求解這些問題。
　　為了有效的求解這類問題，大量的元啟發(fā)式算法被提出。例如遺傳算法、禁忌搜索、蟻群算法等等。在本文中我們將使用路徑鏈接技術(shù)求解多目標(biāo)優(yōu)化問題，路徑鏈接技術(shù)就是通過在兩個(gè)高質(zhì)量的解之間建立路徑來產(chǎn)生新的個(gè)體。本文的工作就是將路徑鏈接技術(shù)和基于超體積的多目標(biāo)局部搜索算法相結(jié)合，提出一個(gè)基于路徑鏈接的多目

3、標(biāo)優(yōu)化算法框架。并將該框架算法應(yīng)用于雙目標(biāo)無約束二元二次規(guī)劃問題、雙目標(biāo)二次分配問題、雙目標(biāo)最大割問題。
　　在傳統(tǒng)的多目標(biāo)優(yōu)化算法大多是基于局部空間的搜索的情況下，如何有效的跳出局部空間的限制，并高效的生成具有搜索潛力的個(gè)體往往是決定算法表現(xiàn)的關(guān)鍵，本文將主要研究基于路徑鏈接技術(shù)的多目標(biāo)優(yōu)化算法。本文的主要研究工作如下：
　　1）把路徑鏈接技術(shù)與基于超體積的局部搜索算法相結(jié)合，并給出一個(gè)基于路徑鏈接和超體積的多目標(biāo)優(yōu)化算法

4、框架。其中基于超體積的局部搜索算法對(duì)每個(gè)個(gè)體分配基于超體積貢獻(xiàn)的適應(yīng)值，然后進(jìn)行個(gè)體淘汰，該適應(yīng)值能夠有效的評(píng)估解的質(zhì)量，并能明顯提高群體的多樣性和最后解的質(zhì)量。
　　2）在給出的基于路徑鏈接和超體積的多目標(biāo)優(yōu)化算法框架的基礎(chǔ)上，本文選取無約束二元二次規(guī)劃問題，二次分配問題和最大割問題作為應(yīng)用對(duì)象，這三個(gè)問題分別代表了解的表示為二進(jìn)制串、排列和集合這三種問題類型。本文并將對(duì)如何定義這些問題的解之間的距離及如何對(duì)其中特定的問題進(jìn)行路