粒子群優(yōu)化在船舶排樣和裝箱中的應(yīng)用.pdf

1、船舶排樣是船舶制造中的一個必備過程,在下料前優(yōu)化排樣結(jié)果,能極大提高鋼材的利用率,節(jié)約造船成本,從而提高船廠的經(jīng)濟效益,增強船廠的競爭力。裝箱問題普遍存在于運輸行業(yè)中,目前多采用人工拼裝的裝箱方法。這種方法效率低下、空間利用率不高,有時需要反復(fù)的裝卸才能成功裝箱,浪費了大量人力、物力。
　　船舶排樣問題和裝箱問題都屬于NP-hard問題,研究這類問題具有重要的應(yīng)用價值和理論意義,智能優(yōu)化算法是解決這類問題的有效方法。粒子群優(yōu)化算法

2、作為一種全局隨機搜索的智能算法,有著收斂速度快、設(shè)置參數(shù)少、算法簡單易實現(xiàn)、不需要梯度信息等優(yōu)點,適合于船舶排樣問題和裝箱問題的智能優(yōu)化,并已被應(yīng)用于包括船舶制造在內(nèi)的多個領(lǐng)域。
　　基于上述背景,本文的主要研究內(nèi)容包括以下三個方面:
　　1.研究粒子群優(yōu)化算法及其改進方法,提出了一種改進的簡化粒子群算法—蛙跳簡化粒子群算法。該算法將混合蛙跳算法的分組思想引入到簡化粒子群算法中,使得粒子能夠利用更多的信息來更新自身位置。經(jīng)函

3、數(shù)測試,證明了該算法能夠有效的避免早熟,有效提升了算法的收斂速度和收斂精度。
　　2.結(jié)合剩余矩形法,將改進的粒子群優(yōu)化算法應(yīng)用于船舶排樣問題。文中采用對零件矩形包絡(luò)的方法將船舶排樣問題轉(zhuǎn)化為矩形件排樣問題,并將矩形件翻轉(zhuǎn)信息加入到排樣序列中,縮短了粒子位置的編碼長度。經(jīng)過幾組數(shù)據(jù)的排樣測試,驗證了該方法有效性,獲得了較好的排樣結(jié)果。
　　3.在求解裝箱問題時,本文使用了同種貨物連續(xù)放入的方法。首先采用改進的粒子群算法來優(yōu)化