tabu search algorithm
در نشریات گروه فنی و مهندسی-
یکی از راه های صرفه جویی در مصرف انرژی، استفاده گسترده تر از حمل و نقل عمومی به خصوص راه آهن و مترو است. روند رو به رشد استقبال از شبکه ریلی و مترو توسط دولت ها از یک سو و مصرف قابل توجه انرژی یک قطار در طول سال از سوی دیگر ضرورت بررسی انرژی مورد استفاده در قطار را نشان می دهد. هر قطار در حال حرکت در هر لحظه، یکی از وضعیت های شتاب گیری، خلاص، سرعت ثابت و یا ترمزگیری را دارد. از این رو روش های بهینه سازی مصرف انرژی با توجه به شیب و فراز مسیر و محدودیت های سرعت قطار، به دنبال نقاط بهینه شتاب گیری ، خلاصی و سرعت ثابت یا به زبان دیگر پروفیل سرعتی هستند که حداقل مصرف انرژی را به دنبال داشته باشد. در این مقاله ابتدا مروری بر مدل های بهینه سازی انرژی قطار با خصوصیات مختلف و به دنبال آن الگوریتم های بکار گرفته شده جهت یافتن پروفیل بهینه سرعت و دقت روش ها انجام شده است و سپس الگوریتم جستجوی ممنوعه به عنوان روش جدیدی در بهینه سازی سرعت قطار جهت صرفه جویی در مصرف انرژی بررسی شده است. در این روش با تعیین نقاط مناسب شتاب گیری ، خلاصی و ترمزگیری پروفیل سرعتی ارائه شده که قطار مسیر بین دو ایستگاه را با حداقل مصرف انرژی طی کند. این نقاط متغیرهای تغییر استراتژی حرکت قطار نامیده می شوند. در این مطالعه شبیه سازی ها در نرم افزار متلب پیاده سازی و با الگوریتم ژنتیک مقایسه شده است.
کلید واژگان: الگوریتم جستجوی ممنوعه، بهینه سازی، پروفیل سرعت، مصرف انرژیRail transit plays an increasingly important role in the public transportation system, and effectively reducing its huge energy consumption is of great practical significance. Wider use of public transport, particularly rail and metro, is one way to save energy. A growing trend of applying the rail network and metro by governments on one hand and the considerable energy consumption of a train during one year, on the other hand, demonstrate the necessity of considering the consumed energy by train. Railway transportation consumes amounts of energy. Direct energy consumption to complete the transport tasks is the main part of energy consumption of rail transportation, especially the traction system, which leads to the railway transportation costly. Optimization of the train speed curve plays an important role in minimizing train energy consumption. In this paper, first, there was a review on models of train energy optimization with different characteristics and corresponding other algorithms to find the optimum speed profile and accuracy of them, Second Tabu Search (TS) algorithm as a new approach for optimizing the train speed profile to save energy will be investigated. In this approach, after determining the appropriate points of acceleration, neural and braking, a speed profile in which train could cover its route with minimum energy consumption will be achieved. We call these points "the variables for changing the training strategy. The algorithm was implemented in alternative routes. In this study, the simulations of the proposed method are implemented in MATLAB software and are finally compared with the Genetic Algorithm method.
Keywords: Optimal Train Speed Profile, Tabu Search Algorithm, Optimization, Energy Consumption -
Scientia Iranica, Volume:30 Issue: 4, Jul-Aug 2023, PP 1435 -1449Timetabling problems are among the commonly encountered problems in real life, from education institutions to airline companies. It is generally difficult to obtain optimal solutions for the timetabling problems that vary in terms of structures of constraints and objective functions, and these problems are considered being in NP-hard category, which cannot be solved in polynomial time in real life. In this study, a bi-objective mathematical model is proposed for a course scheduling problem in Kutahya Dumlupinar University Department of Industrial Engineering. While it is aimed in the first objective function to maximize the sum of the preferences of instructors determined by using the Analytic Hierarchy Process Method, it is aimed to minimize the students’ course overlap in the other. Conic scalarization method is used to combine the objective functions. Due to NP-hard nature of the problem, the Tabu Search Algorithm, one of metaheuristic approaches is used to solve it. Using the obtained data, the Tabu Search Algorithm by considering the proposed bi-objective mathematical model is designed for the problem and a software is developed in Excel Visual Basic program. The experimental results are evaluated with Analysis of Variance by using Minitab Program, comparing the results, satisfactory solutions are obtained.Keywords: multi-objective optimization, conic scalarization, tabu search algorithm, Experimental design, Timetabling
-
Today, the uncertainty in the estimated time and cost of industrial projects is considered as an important challenge in the science of project management. If risk management is done regularly to identify potential problems and find their solution, it will easily complement other processes such as organizing, planning, budgeting, and cost control. In this regard, one of the most important and effective solutions to this problem is risk analysis (primary, secondary, and residual). In this research, an optimization model has been proposed to select actions to respond to risk for all three primary, secondary and residual risks. This research is quantitative. In building the model, the objective function is to minimize the total risk costs and the costs of reducing the time constraints applied to the relationship between two activities. Then, by determining a suitable reasonable time for the whole project and solving the model, an optimal set of actions to respond to the risks is determined. The basic innovation of this research, which does not cause the selection of a predetermined strategy, is the two limitations that examine the two dimensions of time and cost in response to primary and secondary risk. The results indicate that the initial risk costs have decreased. Also, by responding to the primary risk, secondary risks were created, which imposed a cost on the system, but this cost was reduced by assigning secondary strategies, as well as the optimal cost of activity failure with the sensitivity analysis that was done, the maximum amount of time that the project can end It was equal to 78 days and more than that makes the cost of failure of activities to be zero. Also, in this research, the genetic meta-heuristic algorithm and the Particle swarm algorithm were used to solve the problem in high dimensions, and the results showed that there is no difference in the results of these two algorithms.Keywords: Risk response strategy, Tabu Search Algorithm, Particle Swarm Algorithm, Genetic Algorithm
-
انجام پروژه در کوتاه ترین زمان ممکن، با کمترین هزینه، در بالاترین سطح از کیفیت، می تواند در سوددهی و رقابت نقش تعیین کننده ای داشته باشد. زمان، هزینه و کیفیت مهم ترین اهداف هر پروژه به شمار می آیند، که بهینه سازی آنها از جمله مباحث در برنامه ریزی و کنترل پروژه می باشد. هدف این تحقیق یافتن بهینه ترین ترکیب زمان، هزینه و کیفیت در شرایط محدودیت منابع می باشد. تیوری محدویت ها در مدیریت پروژه باعث ایجاد رویکرد نوینی در مدیریت و کنترل پروژه ها با عنوان زنجیره بحرانی شده است. در این پژوهش، با استفاده از تکنیک زنجیره بحرانی و توانایی بالای الگوریتم جستجوی ممنوعه(TS) در بهینه سازی، به حل مسیله چند هدفه بهینه سازی زمان، هزینه و کیفیت در شرایط محدودیت منابع پرداخته شده است. الگوریتم پیشنهادی با نرم افزار متلب کد نویسی و نتایج مورد نظر استخراج شد. برای صحت سنجی مدل پیشنهادی نیز، دو مطالعه موردی با 7 و 18 فعالیت حل شده است. همچنین از یک پروژه با 60 فعالیت که بهینه سازی زمان، هزینه و کیفیت در آن صورت پذیرفته بود، برای اعتبارسنجی الگوریتم پیشنهادی در تحقیق استفاده شده است و نتایج، استخراج و مقایسه صورت پذیرفت. نتایج بدست آمده نشان داد که الگوریتم جستجوی ممنوع عملکرد صحیح و قابل قبولی داشته است. به گونه ای که قابلیت ایجاد چندین جواب پارتو با مقدارهای متفاوت سه تابع هدف زمان، هزینه و کیفیت را دارد. که این امر به مدیران پروژه این اجازه را می دهد که با توجه به نیاز و سیاست های خود از نظر زمانی، هزینه ای و کیفی بهینه ترین جواب را انتخاب نمایند.
کلید واژگان: زنجیره بحرانی، محدودیت منابع، بهینه سازی زمان-هزینه-کیفیت، مدیریت پروژه، الگوریتم جستجوی ممنوعCompleting the project in the shortest possible time, at the lowest cost, at the highest level of quality, can play a decisive role in profitability and competition. Time, cost and quality are the most important goals of any project, and their optimization is one of the topics in project planning and control. The aim of this study is to find the optimal combination of time, cost and quality in conditions of limited resources. The theory of constraints in project management has led to a new approach to project management and control called the critical chain. In this research, using the critical chain technique and the high ability of the tabu search algorithm (TS) in optimization, the problem of multi-objective optimization of time, cost and quality in conditions of resource constraints has been solved. The proposed algorithm was extracted with MATLAB coding software and the desired results were extracted. To validate the proposed model, two case studies with 7 and 18 activities have been solved. Also, a project with 60 activities in which time, cost and quality optimization was done, was used to validate the proposed algorithm in the research and the results were extracted and compared. The results showed that the tabu search algorithm had a correct and acceptable performance. In such a way that it has the ability to create multiple Pareto answers with different values of the three objective functions of time, cost and quality. This allows project managers to choose the best solution in terms of time, cost and quality according to their needs and policies.
Keywords: Critical chain, Resource constraints, time-cost-quality optimization, project management, Tabu Search Algorithm -
یکی از راه های صرفه جویی در مصرف انرژی، استفاده گسترده تر از حمل ونقل عمومی به خصوص راه آهن و مترو است. روند رو به رشد استقبال از شبکه ریلی و مترو توسط دولت ها از یک سو و مصرف قابل توجه انرژی یک قطار در طول سال از سوی دیگر ضرورت بررسی انرژی مورد استفاده در قطار را نشان می دهد. هر قطار در حال حرکت در هر لحظه، یکی از وضعیت های شتاب گیری، خلاص، سرعت ثابت و یا ترمزگیری را دارد. از این رو روش های بهینه سازی مصرف انرژی با توجه به شیب و فراز مسیر و محدودیت های سرعت قطار، به دنبال نقاط بهینه شتاب گیری ، خلاصی و سرعت ثابت یا به زبان دیگر پروفیل سرعتی هستند که حداقل مصرف انرژی را به دنبال داشته باشد.در این مقاله ابتدا مروری بر مدل های بهینه سازی انرژی قطار با خصوصیات مختلف و به دنبال آن الگوریتم های بکار گرفته شده جهت یافتن پروفیل بهینه سرعت و دقت روش ها انجام شده است و سپس الگوریتم جستجوی ممنوعه به عنوان روش جدیدی در بهینه سازی سرعت قطار جهت صرفه جویی در مصرف انرژی بررسی شده است. در این روش با تعیین نقاط مناسب شتاب گیری ، خلاصی و ترمزگیری پروفیل سرعتی ارایه شده که قطار مسیر بین دو ایستگاه را با حداقل مصرف انرژی طی کند. این نقاط متغیرهای تغییر استراتژی حرکت قطار نامیده می شوند. در این مطالعه شبیه سازی ها در نرم افزار متلب پیاده سازی و با الگوریتم ژنتیک مقایسه شده است.
کلید واژگان: الگوریتم جستجوی ممنوعه، بهینه سازی، پروفیل سرعت، مصرف انرژیRail transit plays an increasingly important role in the public transportation system, and effectively reducing its huge energy consumption is of great practical significance. Wider use of public transport, particularly rail and metro, is one way to save energy. A growing trend of applying the rail network and metro by governments on one hand and the considerable energy consumption of a train during one year, on the other hand, demonstrate the necessity of considering the consumed energy by train. Railway transportation consumes amounts of energy. Direct energy consumption to complete the transport tasks is the main part of energy consumption of rail transportation, especially the traction system, which leads to the railway transportation costly. Optimization of the train speed curve plays an important role in minimizing train energy consumption. In this paper, first, there was a review on models of train energy optimization with different characteristics and corresponding other algorithms to find the optimum speed profile and accuracy of them, Second Tabu Search (TS) algorithm as a new approach for optimizing the train speed profile to save energy will be investigated. In this approach, after determining the appropriate points of acceleration, neural and braking, a speed profile in which train could cover its route with minimum energy consumption will be achieved. We call these points "the variables for changing the training strategy. The algorithm was implemented in alternative routes. In this study, the simulations of the proposed method are implemented in MATLAB software and are finally compared with the Genetic Algorithm method.
Keywords: optimal train speed profile, Tabu Search Algorithm, optimization, energy consumption -
Nowadays, with extending applications of bi-layer metallic sheets in different industrial sectors, accurate specification of each layer is very prominent to achieve desired properties. In order to predict behavior of sheets under different forming modes and determining rupture limit and necking, the concept of Forming Limit Diagram (FLD) is used. Optimization problem with objective functions and important parameters aims to find optimal thickness for each of Al3105-St14 bi-layer metallic sheet contributors. Optimized point is achieved where formability of the sheet approaches to maximum extent and its weight to minimum extent. In this paper, multi-objective Tabu search algorithm is employed to optimize the considered problem. Finally, derived Pareto front using Tabu search algorithm is presented and results are compared with the solutions obtained from genetic algorithm. Comparison revealed that Tabu search algorithm provides better results than genetic algorithm in terms of Mean Ideal Distance, Spacing, non-uniformity of Pareto front and CPU time.
Keywords: Bi-layer metallic sheet, Forming limit diagram (FLD), Pareto front, Tabu Search Algorithm -
اکثر فعالیتهای تروریستی که طی دو دهه گذشته به وقوع پیوسته است مبتنی بر اطلاعات دقیق انجام گرفتهاند که منجر به ایجاد اختلال در فعالیتهای اساسی کشور شده و خسارات گستردهای را به همراه داشته است و ازاین رو این موضوع تهدیدی برای زیرساختهای عمومی میباشد. گسترش چشمگیر چنین فعالیتهایی، لزوم برای مکانیابی صحیح و حفاظت از این زیرساختها به منظور افزایش پایایی تسهیلات برای ارایه خدمات را نشان میدهد. در چنین شرایطی، بازی استکلبرگی بین طراح سیستم و مهاجم شکل میگیرد که طی آن بازیکنان بر اساس اطلاعاتی که از رقیب خود در اختیار دارند، در تلاشند تا با پیش بینی و پاسخگویی به استراتژی انتخابی رقیب، ریسک تصمیمگیری خود را کاهش دهند. به دلیل ارزش بالای اطلاعات و در اختیار نداشتن اطلاعات دقیق و صحیح در شرایط تضاد منافع، در این تحقیق برآنیم تا با مدل سازی مسئله مکانیابی-حمله-حفاظت در شرایط عدم تقارن اطلاعات و با فرض امکان حملات جزیی، به صورت یک مدل برنامه ریزی دوسطحی به بررسی مزایا و ریسکهای ناشی از نادیده گرفتن عدم تقارن اطلاعات توسط طراح سیستم بپردازیم. با توجه به منطقی نبودن زمان حل روش کروش-کان-تاکر در مسایل بزرگ، در این تحقیق الگوریتم جستجوی ممنوعهای مبتنی بر هش ارایه می نماییم و با محاسبه معیارهایی همچون منطقی بودن موزون و مستقیم، کارایی و اثربخشی الگوریتم پیشنهادی را با اجرای الگوریتم بر روی تعدادی مسئله نمونه تولیدشده به صورت تصادفی نشان می دهیم.کلید واژگان: حمله به شبکه، مکانیابی تسهیلات پوششی، حفاظت، الگوریتم جستجوی ممنوعه، اطلاعات نامتقارنJournal of Industrial Engineering Research in Production Systems, Volume:7 Issue: 15, 2020, PP 255 -271Most of the terrorist activities that have taken place over the past two decades have been based on accurate information, which has led to disturbances in the security and some extensive damages and it is a major threat to public and government infrastructures. The dramatic expansion of such activities has shown the necessity and importance of the correct location and protection of these infrastructures in order to reduce the damage caused by the attack to increase the reliability of facilities for providing services. In such cases, a Stachelberg game is formed between the system designer and the attacker. Due to the high value and the lack of accurate information in the context of confliction, in this research, we are going to model the location-interdiction-protection problem under asymmetric information as a bi-level programming model and explore the advantages and risks of neglecting the information asymmetry in decision-making. In order to solve the suggested bi-level model, two solution methods are proposed. At first, Karush-Kuhn-Tucker conditions are used to convert the model to a single level model.Then for large size problems, we develop a matheuristic which searches the solution space of the upper level problem according to tabu search principles, where a hash function calculates and records the hash values of all visited solutions for the purpose of avoiding cycling, and resorts to a CPLEX based exact solution technique to tackle the lower level problem. Test results show efficiency and effectiveness of the proposed heuristic algorithm.Keywords: Network Interdiction, Covering Facility Location, Protection, Tabu search algorithm, Information asymmetry
-
با توجه به گسترش شهرها و پیچیده تر شدن شبکه ی راه های درون شهری به ویژه در شهرهای بزرگ، مسئله ی مسیریابی و در واقع یافتن کوتاه ترین مسیر تبدیل به یکی از دغدغه های افراد در هنگام تصمیم گیری برای انتخاب مسیر در جابجایی از مبدا حرکت به یک مقصد مشخص، شده است. روشی که در این پژوهش برای حل مسئله ی کوتاه ترین مسیر پیشنهاد می شود، استفاده از ترکیب الگوریتم های فراابتکاری ژنتیک (GA) و جستجوی ممنوع (TS) می باشد. بدین منظور پس از اعمال یک سری پیش پردازش هندسی بر روی شبکه ی مورد نظر برای سرعت بخشیدن به روند جستجوی الگوریتم از یک محدوده ی جستجو حول نود مبدا و مقصد استفاده می شود. در الگوریتم پیشنهادی، تابع هزینه به صورت یک عدد مختلط تعریف می شود که قسمت حقیقی آن نشان دهنده ی مجموع وزن یال های واقعی و قسمت موهومی آن نشان دهنده ی تعداد یال های مجازی و در واقع تعداد عدم اتصالات بین نود ها در کروموزوم های الگوریتم ژنتیک می باشد. همچنین در بحث اعمال جهش بر روی کروموزوم های الگوریتم ژنتیک، از الگوریتم جستجوی ممنوع استفاده می گردد. علت پیشنهاد این روش، جدید بودن و نیز زمان بر بودن روش های قطعی مثل الگوریتم دایجسترا و نیز جواب نامناسب الگوریتم ژنتیک خالص(غیر ترکیبی) از لحاظ وزن نهایی مسیر در حل مسئله ی مسیریابی در شبکه های واقعی بخصوص شبکه های بزرگ می باشد. به منظور ارزیابی کارایی الگوریتم پیشنهادی، الگوریتم بر روی یک شبکه ی واقعی جهت دار شامل 739 نود و 1160 یال که بخشی از شبکه ی راه های شهر تهران می باشد، پیاده سازی شد. نتایج نشان می دهد که در الگوریتم پیشنهادی، طول مسیر تا حد ممکن به جواب حاصل از الگوریتم قطعی دایجسترا نزدیک است. این الگوریتم طول نهایی مسیر را 5 درصد بیشتر پیش بینی می کند. اما از لحاظ سرعت اجرا به طور متوسط 12/5 برابر نسبت به الگوریتم دایجسترا سریع تر است. در مقایسه با الگوریتم ژنتیک خالص نیز الگوریتم پیشنهادی از نظر طول مسیر به طور متوسط 9 درصد کوتاه تر می باشد و از نظر زمان اجرا سرعت الگوریتم پیشنهادی با الگوریتم ژنتیک خالص تقریبا برابر است. همچنین به لحاظ قابلیت تکرارپذیری نیز الگوریتم پیشنهادی 36/25 درصد، تکرارپذیری را نشان می دهد.
کلید واژگان: یافتن کوتاه ترین مسیر، الگوریتم ژنتیک، الگوریتم جستجوی ممنوع، پیش پردازش هندسی، محدوده ی جستجوUrban transportation is one of the most important issues of urban life especially in big cities. Urban development, and subsequently the increase of routes and communications, make the role of transportation science more pronounced. The shortest path problem in a network is one of the most basic network analysis issues. In fact, finding answers to this question is necessity for higher level analysis. In general, shortest path solution methods using optimization algorithms are divided into two categories: exact and approximate algorithms. In exact algorithms, achieving the optimal solution requires time, and consequently more cost. On the opposite side, there are some approximate algorithms that work in a short period of time. Meta-heuristic algorithms are among approximate algorithms that are capable of finding optimal or near-optimal solutions in a reasonable period of time. The method used in this study is to solve the shortest path problem with the combination of Genetic meta-heuristic (GA) and Tabu Search (TS) algorithms. GA is inspired by genetic science and Darwin's theory of evolution; it is based on survival of the highest or natural selection. A common use of genetic algorithms is to be used as an optimization function. In GA, the genetic evolution of living things of life is simulated. Inspired by the evolutionary process of nature, these algorithms solve problems. GA forms a set of population (solutions), then it achieves an optimal set by acting some possess on the correct set. To solve a problem by genetic algorithms, it is necessary the problem is converted to the specific form required by GA. On the other hand, TS algorithm is not population-based. It obtains an answer, then it tries to direct the answer to the optimal solution by applying a series of operators. This algorithm is highly similar to the Simulated Annealing algorithm. In this paper, for solving the shortest path problem, a series of geometric pre-processing on the network is done to generate a search area around the source and destination nodes. In the proposed algorithm, the cost function is defined as a complex number, which the real part shows the sum of the weight of the real edges, and the imaginary part denotes the number of virtual edges. The innovation of this research is about applying Tabu Search algorithm in mutations process of genetic algorithm. The proposed method overcomes the inappropriate response of the pure genetic algorithm in terms of the final weight of the path especially the large networks. In order to evaluate the efficiency of the proposed algorithm, the algorithm was implemented on a real directional network which is part of Tehran city road networks including 739 nodes and 1160 edges. The results show that in the proposed algorithm, the length of the path is as close as possible to the solution obtained from the definitive Dijkstra’s algorithm. This algorithm predicts approximately the final path length of 5% more than Dijkstra’s algorithm. But in terms of running speed, it is 5.12 times faster than the Dijkstra’s algorithm. In comparison with the pure genetic algorithm, the proposed algorithm is 9% shorter in average in terms of path length. And about the running time, the speed of the proposed algorithm is approximately equal to the pure genetic algorithm. Regarding to repeatability, the proposed algorithm also shows 25.36% of repeatability.
Keywords: Finding the Shortest Path, Genetic Algorithm, Tabu Search Algorithm, Geometric pre-processing, Search Extent -
طراحی شبکه زنجیره تامین شامل تصمیمات کلیدی است که تاثیر زیادی بر ساختار عملیاتی زنجیره تامین دارد. طراحی کارآمد زنجیره تامین باعث بهبود عملکرد در سازمان ها می شود. این موضوع باعث به وجود آمدن مفاهیم جدیدی در مساله زنجیره تامین در دهه گذشته شده است. در این تحقیق مساله طراحی شبکه زنجیره ی تامین در سازمان های چابک دارای چند سطح و چند دوره زمانی مورد توجه قرار گرفته است. این مساله تحت شرایط داشتن چندین مشتری با حجم تقاضای زیاد در نظر گرفته شده است. تصمیمات شامل انتخاب شرکت ها در هر سطح، مقدار تولید، انبار و حمل ونقل هر شرکت است. مساله برای یکپارچه سازی تمامی متغیرهای تصمیم گیری و با هدف حداقل کردن هزینه های عملیاتی کل در تمام زنجیره ی تامین و ارضاء تقاضای کامل مشتری ها و کسب رضایت آنها مدل سازی شده است. از آنجایی که حل مساله طراحی زنجیره تامین چند سطحی چند دوره ای در شرایط عدم قطعیت از نوع مسائل NP-Hard می باشد بهتر است الگوریتم های ابتکاری و فراابتکاری به منظور کاهش زمان حل مساله استفاده شود. به همین منظور برای حل مدل از الگوریتم جستجوی ممنوع که یکی از الگوریتم های فراابتکاری است، به کار گرفته شده است. نتایج این تحقیق نشان می دهد که با بالارفتن تعداد تکرار های حل مساله، به جواب هایی با کمتر از 3% اختلاف از جواب بهینه دست پیدا کرده است که الگوریتم جستجو ممنوع برای به دست آوردن جواب بهینه در مقایسه با الگوریتم لاگرانژ بهتر عمل کرده است.کلید واژگان: طراحی زنجیره تامین چابک، مدل های تصمیم گیری، الگوریتم های فراابتکاری، الگوریتم جستجوی ممنوعSupply chain network design includes key decisions that have a major impact on the supply chain operational structure. Efficient supply chain design improves performance in organizations. This has led to the emergence of new concepts in the supply chain issue in the past decade. In this study, the supply chain network design problem in agile organizations has been taken into account with multi-level and multi-period. This problem is considered under conditions of having multiple customers with a high demand volume. The decisions include the selection of companies at each level, the amount of production, storage and transportation of each company. The problem has been modeled to integrate all decision variables with the goal of minimizing overall operating costs across the entire supply chain and Satisfaction of customers' complete demand and Satisfaction with them. Since multi-period multi-level supply chain design problem solving is one of the NP-Hard issues in uncertainty conditions, it is better to use innovative and meta-algorithms to reduce problem solving time. For this reason, the algorithm for banning search algorithms, which is one of the meta-algorithms, has been used to solve the model. The results of this research show that as the number of problem-solving repetitions increases, answers with less than 3% of the difference between the optimal answer are achieved. The search algorithm is forbidden to get the optimal response compared to the Lagrange algorithm.Keywords: Supply Chain Network Design, Multi-level, Meta-heuristic, Tabu Search Algorithm, Strategic Oscillation
-
Journal of Quality Engineering and Production Optimization, Volume:3 Issue: 1, Winter - Spring 2018, PP 13 -26Job shop scheduling problem (JSP) is an attractive field for researchers and production managers since it is a famous problem in many industries and a complex problem for researchers. Due to NP-hardness property of this problem, many meta-heuristics are developed to solve it. Solution representation (solution seed) is an important element for any meta-heuristic algorithm. Therefore, many researchers try to present different encodings to solve this problem. Fattahi et al., and Gen & Cheng suggested two solutions for this problem that both have advantages and weaknesses in searching solution space to reach an acceptable solution. In the current paper, a cyclic algorithm based on tabu search algorithm was proposed to improve the exploration and exploitation powers of these encodings. Also, several problems of different sizes are solved by it and the obtained results were compared. Results showed the applicability and effectiveness of the proposed solution representation in comparison with the existing onesKeywords: Job Shop Scheduling Problem, Solution Representation, Tabu Search algorithm
-
In this paper, a leader–follower competitive facility location problem considering the reactions of the competitors is studied. A model for locating new facilities and determining levels of quality for the facilities of the leader firm is proposed. Moreover, changes in the location and quality of existing facilities in a competitive market where a competitor offers the same goods or services are taken into account. The competitor could react by opening new facilities, closing existing ones, and adjusting the quality levels of its existing facilities. The market share, captured by each facility, depends on its distance to customer and its quality that is calculated based on the probabilistic Huff’s model. Each firm aims to maximize its profit subject to constraints on quality levels and budget of setting up new facilities. This problem is formulated as a bi-level mixed integer non-linear model. The model is solved using a combination of Tabu Search with an exact method. The performance of the proposed algorithm is compared with an upper bound that is achieved by applying Karush–Kuhn–Tucker conditions. Computational results show that our algorithm finds near the upper bound solutions in a reasonable time.
Keywords: Competitive facility location.Bi-level mixedinteger nonlinear model. Karush, Kuhn - Tucker conditions, Tabu Search algorithm -
تکنیک لجستیک جدیدی که به طور موفقیت آمیز، در تعداد زیادی از زنجیره خرده فروشان به کار گرفته شده تحت عنوان انبار میانی نامیده می شود. در این سیستم، انبارها به جای اینکه نقاطی برای انبارش موجودی باشند، به منزله هماهنگ کننده موجودی هستند.
این مقاله، با مدلی سروکار دارد که مسئله مسیریابی وسیله نقلیه با وجود انبار میانی و امکان ارسال جزئی محصولات به مشتریان را بهینه سازی کرده است. بدین صورت که با دو نوع توزیع محصولات سروکار دارد و وسایل نقلیه پس از ترک انبار، طی مسیرهایی محصولات را از تامین کنندگان جمع آوری کرده و به انبار باز می گرداند سپس پس از جداسازی و ادغام محصولات داخل انبار، اقلام را با توجه به ارسال جزئی در مسیرهای بین مشتریان توزیع کرده یا به طور مستقیم از کارخانه ها به مشتریان ارسال می کنند.
مسئله مورد نظر چون از مسئله مسیریابی وسیله نقلیه پیروی می کند NP-hard بوده و در نتیجه استفاده از روش های دقیق برای حل آن ممکن نیست. در این مقاله برای حل، از دو الگوریتم فرا ابتکاری بهینه سازی توده ذرات و جستجوی ممنوع و یک الگوریتم ابتکاری جستجوی همسایگی، استفاده شده است و نتایج آن برای چهار دسته داده با سایزهای 5، 8، 9 ، 10 و 20 جفت مشتری در نظر گرفته شده است که از نتایج نهایی نتیجه گرفته می شود که الگوریتم بهینه سازی توده ذرات با وجود زمان زیاد به جواب های قابل قبول و نزدیک به بهینه می رسد و الگوریتم ابتکاری جستجوی همسایگی با جواب های خوب در رده دوم ولی کمترین زمان را برای دستیابی به جواب نزدیک به بهینه صرف می کند.کلید واژگان: انبار میانی، الگوریتم بهینه سازی توده ذرات، الگوریتم جستجوی ممنوع، مسیریابی وسیله نقلیهThe middle repository is a relatively new logistics technique that has been used successfully in a large number of retail chains. In this system, repositories instead of being points for storing goods, are coordinators of the stock. This paper by modeling two objective functions simultaneously has simulated and optimized the problem of routing vehicle with middle repository and possibility of slight sending of products to customers. In this way, vehicles after leaving repository through some routes collect goods from suppliers and return to repository and after the separation and integration of products within repository, distribute items among customers with respect to slight sending in routes or send items directly from factory to customers.
Because of the inherent complexity of integer hybrid models and their NP-hardness, they cannot be solved by exact methods. In this paper, optimization of the mass of particles and the Tabu search as two meta-heuristic algorithms and a heuristic algorithm for searching neighborhoods are used and the results of the five data sets with different sizes are analyzed. The findings show that the algorithm of optimization of the mass of particles despite being time-consuming finds acceptable and near-optimal solutions and heuristic algorithm of searching neighborhoods despite good results is in the second rank. However, in terms of time, it takes minimum time to find near-optimal solution.Keywords: Cross Docking, Particle Swarm Optimization Algorithm, Tabu Search Algorithm, Vehicle Routing Problem -
در این پژوهش، یک مدل برنامه ریزی تولید ادغامی چندهدفه فازی با درنظرگرفتن دو عامل اثر یادگیری کارگران و اثر زوال ماشین آلات ارائه می شود. توابع هدف شامل اهداف کمی افزایش سود و کاهش هزینه خرابی دستگاه ها و هدف کیفی افزایش میزان رضایتمندی مشتری هستند. سپس با درنظرگرفتن اوزان متفاوت برای اهداف و اصلاح اهداف با روش برنامه ریزی آرمانی فازی، مدل چندهدفه فازی به یک مدل تک هدفه قطعی تبدیل شده و با الگوریتم های ژنتیک و جست وجوی ممنوعه حل شده است. در تنظیم پارامترهای دو الگوریتم از روش تاگوچی بهره گرفته می شود. در پایان، جواب به دست آمده از دو الگوریتم با استفاده از آزمون فرض برابری میانگین ها با هم مقایسه می شوند. نتایج نشان می دهند الگوریتم ژنتیک در حل مدل ارائه شده نسبت به الگوریتم جست وجوی ممنوعه کارایی بیشتری دارد.کلید واژگان: الگوریتم جست وجوی ممنوعه، الگوریتم ژنتیک، برنامه ریزی آرمانی فازی، برنامه ریزی تولید ادغامی، برنامه ریزی چندهدفهIn this paper a non linear integrated fuzzy multi-objective production planning model with the labor learning and machines deterioration effects is presented. The objective function consists of two quantitative objectives namely increase profits and reduces the cost of system failure and a qualitative objective namely increases the satisfaction rate of the customers. Different weights for objectives and modification of the objectives by using fuzzy goal programming method are considered to convert the fuzzy multi-objective model to a deterministic single-objective model and the obtained model is solved by Genetic algorithm and Tabu search algorithm. Finally, the solution obtained from two algorithms compared together by using hypothesis test of equality of means. Experimental results show the proposed Genetic algorithm for solving the model has higher performance than the Tabu search algorithm.Keywords: Aggregate production planning, Fuzzy goal programming, Genetic Algorithm, Multi-objective programming, Tabu search algorithm
-
یکی از راه های کاهش حجم ترافیک و میزان مصرف سوخت، استفاده از سرویس های حمل و نقل برای کارکنان ادارات و شرکت های بزرگ و کارخانه هاست. برنامهریزی و تخصیص خودروها به کارکنان سازمانها و تعیین مسیرهای جمع آوری آنها از مسائل اصلی این پژوهش می باشد. اینگونه مسائل را «مسئله مسیریابی وسایل نقلیه» می گویند که در دسته مسائل پیچیده بهینه سازی چند هدفه قرار می گیرند. هدف اصلی این مقاله ارائه روشی برای تجزیه این مسئله به چند مسئله تک هدفه و نیز ارائه روشی جدید برای مسیریابی می باشد. لذا در این مقاله ابتدا با استفاده از الگوریتم k میانگین بهبود یافته، مسئله ی مورد تحقیق تبدیل به چند مسئله تک هدفه گردیده و سپس با تلفیق الگوریتم saving و الگوریتم جستجوی ممنوع، کوتاه ترین مسیر محاسبه می گردد. نتایج نشان می دهد که استفاده از تلفیق الگوریتم saving و جستجوی ممنوع، نتایج بهتری نسبت به استفاده از الگوریتم جستجوی ممنوع به تنهایی دارد. والگوریتم تلفیقی سرعت بیشتری در رسیدن به پاسخ نهایی دارد.کلید واژگان: مسیریابی وسایل نقلیه، الگوریتم جستجوی ممنوع، الگوریتم k میانگین، الگوریتم saving، سیستم اطلاعات مکانیTaking the advantage of transportation services for employees corporate, offices and factories is one of the outstanding solutions to reduce traffic congestion and fuel consumption. In this way planning and allocation of vehicles to passengers and also determining the transportation routes are major problems. Such problems are known as Vehicle Routing Problem (VRP) that fall into category of complex multi-purpose optimization problem. This paper attempts to simplify the problem by breaking it into several simple and single-purpose problems and also to propose a novel approach for path finding. At first, VRP converts to several single-purpose problems, using improvement k-means algorithm. Then, a hybrid method based on Saving and Tabu Search algorithms is developed to find shortest path. Results show that hybrid method of Saving and Tabu Search algorithms is better and faster than using only Tabu. Keywords: Vehicle Routing Problems (VRP), Tabu Search Algorithm, Saving Algorithm, K-means Algorithm, GISKeywords: Vehicle Routing Problems (VRP), Tabu Search Algorithm, Saving Algorithm, K, means Algorithm, GIS
-
First, an integer programming model is proposed to find an α-labeling for quadratic graphs. Then, a Tabu search algorithm is developed to solve large scale problems. The proposed approach can generate α-labeling for special classes of quadratic graphs, not previously reported in the literature. Then, the main theorem of the paper is presented. We show how a problem in graph theory can be modeled and solved by an integer programming model and a metaheuristic approach.Keywords: Graph labeling, α-labeling, Quadratic graphs, Integer programming, Tabu search algorithm
-
Comparison of Simulated Annealing, Genetic, and Tabu Search Algorithms for Fracture Network ModelingThe mathematical modeling of fracture networks is critical for the exploration and development of natural resources. Fractures can help the production of petroleum, water, and geothermal energy. They also greatly influence the drainage and production of methane gas from coal beds. Orientation and spatial distribution of fractures in rocks are important factors in controlling fluid flow. The objective function recently developed by Masihi et al. 2007 was used herein to generate fracture models that incorporate field observations. To extend this method, simulated annealing, genetic, and tabu search algorithms were employed in the modeling of fracture networks. The effectiveness of each algorithm was compared and the applicability of the methodology was assessed through a case study. It is concluded that the fracture model generated by simulated annealing is better compared to those generated by genetic and tabu search algorithms.Keywords: Spatial Configuration of Fractures, Simulated Annealing, Genetic Algorithm, Tabu Search Algorithm, Fracture Network
-
Journal of Optimization in Industrial Engineering, Volume:8 Issue: 17, Winter and Spring 2015, PP 21 -30The recent years have witnessed an increasing attention to the methods of multiple attribute decision making in solving the problems of the real world due to their shorter time of calculation and easy application. One of these methods is the ‘permutation method’ which has a strong logic in connection with ranking issues, but when the number of alternatives increases, solving problems through this method becomes NP-hard. So, meta-heuristic algorithm based on Tabu search is used to find optimum or near optimum solutions at a reasonable computational time for large size problems. This research is an attempt to apply the ‘permutation method’ to rank some countries of the West Asia and the North Africa based on the development criteria. Knowing the situation of each country as compared with other countries, particularly the respective neighbouring countries, is one of the most important standards for the assessment of performance and planning for the future activities.Keywords: Multiple attribute decision making, Permutation method, Tabu search algorithm, Countries ranking, Combinatorial problem
-
اخیرا به دلیل نگرانی ها در خصوص اتمام سوخت های فسیلی و مسائل زیست محیطی، مدیریت بهینه انرژی در شبکه های توزیع فعال به یک چالش مهم در حوزه سیستم های قدرت تبدیل شده است. از طرف دیگر، این مسئله با حضور ضریب نفوذ بالای منابع تولید بادی و خودروهای برقی، به یک مسئله پیچیده تبدیل می شود. در این مقاله، یک رویه مناسب جهت بهره برداری بهینه از شبکه های توزیع فعال در حضور منابع تولید توان بادی، باتری ها و خودورهای برقی ارائه شده است. پروسه بهره برداری به عنوان یک مسئله بهینه سازی در نظر گرفته شده و با استفاده از الگوریتم جستجوی ممنوع (TS) حل شده است. نتایج شبیه سازی نشان داده با بهره برداری بهینه شبکه توزیع از طریق برنامه ریزی شارژ/دشارژ باتری ها و خودروهای برقی، هزینه بهره برداری کاهش و قابلیت اطمینان سیستم افزایش می یابد.
کلید واژگان: بهره برداری بهینه، شبکه های توزیع، ذخیره سازها، توان بادی، خودروهای برقی، الگوریتم جستجوی ممنوعRecently optimal energy management in active distribution networks becomes more important challenges because of concerning about fossil energy resources and environmental issues. On the other hand, this problem is critically complex considering non-dispachable wind generation and plug-in electric` vehicles (PEVs) with high penetration. In this paper, an optimal procedure is presented for active distribution network operation including wind generation, battery units and PEVs. The operation process is considered as an optimization problem which is solved using Tabu Search (TS) algorithm. The simulation results show that the operation and reliability costs of distribution network decrease efficiently and increase the reliability of system using the proposed methodology.Keywords: Optimal operation, distribution network, storages, wind power, plug, in electric vehicles, Tabu search algorithm -
هدف مسئله یافتن کوتاه ترین مسیر همیلتونی، به دست آوردن کوتا هترین مسیر بین مجموعه ای از شهرهاست، به گونه ای که هر شهر فقط یک بار در مسیر قرار گرفته و مسیر ساخته شده به شهر اول منتهی شود. این مسئله علاوه بر جنبه نظری از جنبه کاربردی نیز اهمیت فراوانی دارد و در ساخت تراشه های الکترونیکی، زمانبندی کارها، تعیین توالی کارها و در مسیریابی وسایل نقلیه مورد استفاده قرار می گیرد. با توجه به اهمیت و کاربرد گسترده یافتن کوتاه ترین مسیر همیلتونی، در این مقاله برای اولین بار، این مسئله بین 423 شهر ایران با استفاده از الگوریتمهای فراابتکاری حل شده است. با توجه به تفاوت الگوریتمهای فرا ابتکاری، الگوریتم جستجوی ممنوعه به عنوان یک الگوریتم فراابتکاری مبتنی بر جواب منفرد و الگوریتم ممتیک به عنوان یک الگوریتم فراابتکاری مبتنی بر جمعیت، برای حل این مسئله استفاده شده است.
به منظور ارزیابی عملکرد الگوریتمهای پیشنهادی، مسائل استاندارد با ابعاد مختلف 16 شهر تا 1060 شهر انتخاب گردیده است. پیاده سازی الگوریتمهای پیشنهادی با استفاده از زبان جاوا صورت گرفته و در نهایت عملکرد هر الگوریتم با توجه به کیفیت جواب به دست آمده و زمان حل، ارزیابی شده و نتایج مورد مقایسه قرار گرفته اند. نتایج به دست آمده نشان دهنده کارآیی و اثربخشی بسیار الگوریتمهای پیشنهادی است.
کلید واژگان: فروشنده دور هگرد، مسیر همیلتونی، الگوریتم جستجوی ممنوعه، الگوریتم ممتیکThe traveling salesman problem (TSP) is a well-known and important combinatorial optimization problem. The goal is to find the shortest tour that visits each city in a given list exactly once and then returns to the starting city. Despite this simple problem statement, solving the TSP is difficult since it belongs to the class of NP-hard problems. This means that no known algorithm is guaranteed to solve all TSP instances to optimality within reasonable execution time. Due to thedifferent nature of metaheuristics algorithms and the importance and application of TSP in different fields, in this paper the shortest Hamiltonian path is achieved between 423 Iranian cities by the two types of algorithms. for the first time Tabu search as a single-solution-based algorithm and memetic algorithm as a population-based algorithm is selected. To evaluate the accuracy and efficiency of the proposed algorithms, standard problems with size from 16 cities to 1060 cities have been used. Results demonstrate the performance and effectiveness of proposed algorithms. Java programming language to code algorithms has been used in this research. Parameters tuning for each algorithm is done separately and ultimately the best value for each parameter has been determined.Finally, the performances of each algorithm determined by quality of solution and CPU time and the results have been compared.Keywords: Travelling Salesman Problem, Hamiltonian path, Tabu search algorithm, Memetic algorithm
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.