Optimizando el problema de programación de taller de trabajo flexible de bajo carbono con algoritmo de optimización de ballenas discreto
Autores: Luan, Fei; Cai, Zongyan; Wu, Shuqiang; Liu, Shi Qiang; He, Yixin
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2019
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Problema de programación de taller de trabajo flexible
Bajo en carbono
Algoritmo discreto de optimización de ballenas
Desarrollo sostenible
Costo de consumo de energía
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 35
Citaciones: Sin citaciones
El problema de programación de taller de trabajo flexible (FJSP) es un problema difícil de optimización combinatoria discreta, que ha sido ampliamente estudiado debido a su importancia teórica y práctica. Sin embargo, investigadores anteriores principalmente se han enfocado en criterios de eficiencia de producción como tiempo de finalización, carga de trabajo, tiempo de flujo, etc. Recientemente, con consideraciones de desarrollo sostenible, los problemas de programación de bajo carbono han recibido cada vez más atención. En este artículo, se propone un modelo de FJSP de bajo carbono para minimizar la suma del costo del tiempo de finalización y el costo de consumo de energía en el taller. Se desarrolla un nuevo algoritmo metaheurístico bioinspirado llamado algoritmo de optimización de ballena discreta (DWOA) para resolver el problema de manera eficiente. En el DWOA propuesto, se emplea un mecanismo de codificación innovador para representar dos subproblemas: asignación de máquinas y secuenciación de trabajos. Luego, se adapta un método de búsqueda de vecindario variable híbrido para generar una población de alta calidad y diversa. De acuerdo con las características discretas del problema, se aplican enfoques de actualización modificados basados en el operador de cruce para reemplazar el método de actualización original en la fase de exploración y explotación. Simultáneamente, para equilibrar la capacidad de exploración y explotación en el proceso de evolución, se utilizan seis curvas de ajuste para ajustar la transición entre la exploración y explotación del algoritmo. Finalmente, se prueban algunas instancias de referencia conocidas para verificar la efectividad de los algoritmos propuestos para el FJSP de bajo carbono.
Descripción
El problema de programación de taller de trabajo flexible (FJSP) es un problema difícil de optimización combinatoria discreta, que ha sido ampliamente estudiado debido a su importancia teórica y práctica. Sin embargo, investigadores anteriores principalmente se han enfocado en criterios de eficiencia de producción como tiempo de finalización, carga de trabajo, tiempo de flujo, etc. Recientemente, con consideraciones de desarrollo sostenible, los problemas de programación de bajo carbono han recibido cada vez más atención. En este artículo, se propone un modelo de FJSP de bajo carbono para minimizar la suma del costo del tiempo de finalización y el costo de consumo de energía en el taller. Se desarrolla un nuevo algoritmo metaheurístico bioinspirado llamado algoritmo de optimización de ballena discreta (DWOA) para resolver el problema de manera eficiente. En el DWOA propuesto, se emplea un mecanismo de codificación innovador para representar dos subproblemas: asignación de máquinas y secuenciación de trabajos. Luego, se adapta un método de búsqueda de vecindario variable híbrido para generar una población de alta calidad y diversa. De acuerdo con las características discretas del problema, se aplican enfoques de actualización modificados basados en el operador de cruce para reemplazar el método de actualización original en la fase de exploración y explotación. Simultáneamente, para equilibrar la capacidad de exploración y explotación en el proceso de evolución, se utilizan seis curvas de ajuste para ajustar la transición entre la exploración y explotación del algoritmo. Finalmente, se prueban algunas instancias de referencia conocidas para verificar la efectividad de los algoritmos propuestos para el FJSP de bajo carbono.