求解串并联系统备件配置问题的蚂蚁算法.pdf

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1、2010年第4期·设计与研究·文章编号：1001—2265(2010)04—0049一O3求解串并联系统备件配置问题的蚂蚁算法陈琦，马向阳(1．天津商业大学信息工程学院，天津300134；2．天津大学管理学院，天津300072)摘要：通过对串并联系统配置成本问题的分析提出了基于蚂蚁算法求解该问题的方法。蚂蚁算法作为一种生物进化算法但它与其他进化算法一样存在易陷入局部最小的缺点。在基本蚂蚁算法的基础上，通过修改它的信息素局域和全局更新规则，引入自适应的信息素挥发系数来提高收敛速度和算法的全局最优解搜索能力。实验结果表

2、明，改进的蚂蚁算法具有很好的全局搜索能力，使全局收敛性及收敛速度两方面均得到提高。关键词：串并联系统；成本；备件；蚂蚁算法中图分类号：TG65；TP18文献标识码：AApplicationofAntColonyAlgorithminSeries-parallelSystemCHENQi，MAXiang—yang(1．SchoolofInformationEngineering，TianjinUniversityofCommerce，Tianjin300134，China；2．SchoolofManagementTi

3、anjinUniversity，Tianjin300072，China)Abstract：Thispaperproposesanantcolonyalgorithmbasednewapproachtoanalyzethecostoftheseries-parallelsystem．Theantcolonyalgorithm(ACA)isawidelyacceptedevolutionaryalgorithm．ToavoidthelimitationofACAsuchasstagnationlikeotherevol

4、utionaryalgorithm，animprovedantcolonyalgorithmisin-troducedtosolvethecostproblembymodifyingpheromoneandglobalupdatingstrategy．Aselfadaptivepheromoneevaporationrateisproposed，whichcanacceleratetheconvergencerateandimprovetheabilityofsearchinganoptimumsolution．E

5、xperimentalresultsshowedthattheproposedantcolonyalgorithmcanpro-videqualityglobalconvergingabilitytoenhanceboththeglobalconvergencyandconvergencerate．Keywords：series-parallelsystem；cost；spareparts；antcolonyalgorithm人提出多目标系统备件配置可靠度的优化问题。另O引言一类是启发式求解法。Painton等人使

6、用基因算法Chern指出串并联系统备件配置问题的求解复求解当满足成本限制下，系统可靠度最大化的问题。杂程度相当高，并证明此类问题为一NP—hard问题。Coit、Smith等人分别采用基因算法，神经网络与基求解串并联系统备件配置问题的方法大致上可分为两因算法结合来求解串并联系统可靠度及备件配置问类：一类是确切求解法。如Fyffe等人采用动态规划题，并考虑在设计最佳化时的风险系数。且配置于子法求解复杂系统的可靠度最佳设计问题。在此可靠度系统的元件可以混合使用，充分考虑多个元件在子系配置问题中，被选用来配置于系统的元件

7、为单一类型统中能同时工作，子系统不会失效的情况。Gosavi等的组件。Nakagawa等人在Fyffe等人研究的基础上，人¨采用基因算法对系统具有几个失效模式的可靠求解了不同限制条件下的备件配置问题，提高了求解度最佳化问题进行了求解。效率。Bulfin等人运用整数规划法求解备件可靠度1问题的提出配置问题。在其求解过程中依然假设只要有一个元件在子系统中能工作，则此子系统不会失效。Misra等串并联系统备件配置问题，主要是通过备用元件收稿日期：2009—11—04}基金项目：天津商业大学科研基金(070114)作者简介

8、：陈琦(197O一)，女，天津人，天津商业大学信息工程学院副教授，博士，主要从事设备维护的研究，(E—mail)chq687002@163．com。·49··设计与研究·组合机床与自动化加工技术在子系统内的最佳组合，以提高系统的可靠度。多数k≤∑≤／／／maxVi=l，2，⋯，s探讨串并联系统备件配置的文献，假设只要有一个元J1件在子系统中能工作，则子系统不