基于移动机器人的订单拣选系统货位优化模型和算法研究

为了提高基于移动机器人的订单拣选系统的拣选效率,文章提出了基于货品相关性和货架中货品总出库频次的货位优化方法.将货位优化分为货品存放到货架及货架布局到仓库中现有位置两个阶段,为避免拥堵采用分散存储策略建立了最小化货架搬运次数以及最小化机器人总拣选路程的数学模型,并设计两阶段启发式算法求解.结合A网上药店的历史订单数据进行了仿真实验,实验结果表明,文章提出的货位优化方法有效提高了订单拣选效率.     

基于种群分类排序的约束优化遗传算法

针对约束优化问题,提出了一类将种群中的个体分类排序的思想.算法的特点在于:先将种群中的解分为可行解和不可行解两类,然后分别按照不同的标准排序.由于很多约束优化问题的最优解位于可行域的边界上或附近,所以排序时并不认为可行解一定优于不可行解.基于此分类排队思想,特别设计了只允许同等级个体进行交叉的新的交叉算子,称之为同等级交叉算子,以及基于一维搜索的变异算子.算法同时采用了保证固定比例不可行解的自适应策略.4个标准测试函数的数值仿真结果验证了算法的有效性.     

求解约束优化问题的一种新的遗传算法

提出一种新的求解约束优化问题的遗传算法,算法通过重新定义可行解与不可行解的适应度函数分别对它们进行选择,有效避免了惩罚函数法引入参数所带来的困难,重新设计的交叉算子使得算法对解空间的寻优范围扩大了.数值实验结果表明算法具有较好的鲁棒性,且对最优解位于约束边界上的一类问题具有很大优势.     

约束尺度和算子自适应变化的差分进化算法

由于可行域不连续和函数形式复杂使得许多算法难以有效求解约束优化问题,提出了一种约束尺度和算子自适应变化的差分进化算法.通过统计新个体中可行解和不可行解的数量以自适应调整惩罚系数,使个体能够分布在多个不连续的可行域中,从而找到最优解所在区域.同时,算法还采用了两种不同的差分算子,分别用于局部区域的快速寻优和整个可行域的全局探索.在两种算子的选择上,则根据新个体的存活情况和约束违反情况来自适应调整其选择的概率.最后通过3组标准约束优化问题在10维和30维变量下的测试结果显示:所提算法的性能整体优于对比算法,其平均最优解在10维时至少提升了4.75%.     

考虑商品数量和商品拣选成本的AGV智能仓库订单分批问题研究

AGV(Automated Guided Vehicle,自动导引车)智能仓库是一种基于“货到人”拣选模式的自动化仓库。本文考虑了订单中商品的需求量和货架上商品的存储量,以极小化货架搬运成本和商品拣选成本为目标,建立了AGV智能仓库订单分批问题的整数规划模型。本文针对订单分批问题的特点,提出了一种基于订单和货架交替选择的贪婪求解算法。对比CPLEX求解器的精确最优解,本文提出的贪婪算法的误差百分比不超过10%,平均误差百分比为5.38%;对比基于相似性的分批算法的求解结果,本文提出的贪婪算法不仅运算时间更短,解的质量也更好。进一步地,对比不考虑商品拣选成本的订单分批模型,本文提出的模型在不明显增加货架搬运成本的前提下,可以大幅度降低商品拣选成本。因此,在订单分批模型中考虑商品拣选成本是非常必要的。     

基于改进遗传算法的集合覆盖问题

集合覆盖问题是组合优化中的典型问题,在日常生活中有着广泛的应用.提出了一种改进遗传算法来解决集合覆盖问题.算法对标准遗传算法的改进主要表现在:1)结合启发式算法和随机生成,设计了新的产生初始种群的方法;2)引入修补操作处理不可行解使其转换成可行解;3)对重复个体进行处理再利用;4)对多点交叉进行推广,提出了新的交叉算子;5)针对可行解和不可行解,采取两种自适应多位变异操作.数值实验结果表明该算法对于解决规模较大的集合覆盖问题是有效的.     

基于“货到人”拣选模式的储位分配问题研究

研究了“货到人”拣选模式下的储位分配问题,以订单拣选过程中搬运货架总时间最短为目标建立了整数非线性规划模型,并证明其为NP-hard问题,分别设计了求解模型的贪婪算法和单亲进化遗传算法。首先根据订单和物品的关联关系对物品进行聚类,基于聚类结果设计了求解模型的贪婪算法。然后设计了直接求解模型的单亲进化遗传算法,遗传算法中采用了0-1矩阵编码、多点基因倒位算子、单点基因突变算子和精英保留等策略,通过合理选取参数,能够很快求解出问题的近似最优解。最后利用模拟算例和一个具体实例进行计算,并对贪婪算法和遗传算法的求解时间和求解效果进行了比较分析。结果显示,对于小规模问题,两种算法均能在较短的时间内以很高的概率得到问题的全局最优解,对于中等规模的实际问题,利用两种算法得到的储位分配方案均优于企业目前采取的基于出库频率的储位分配方案,遗传算法得到的储位分配方案对应的货架搬运次数、货架搬运总时间等均优于贪婪算法。本文设计的遗传算法可以作为智能仓库管理信息系统的核心算法。     

面向多目标优化的一种混合进化算法

针对多目标优化问题,设计一种基于量子计算和非支配排序遗传算法相结合的智能算法进行求解,综合量子算法和非支配排序遗传算法的优点,在局部搜索和全局搜索之间进行权衡。混合算法采用量子比特对问题的解进行编码,基于量子旋转门算子、分散交叉算子以及高斯变异算子对种群进行更新。进行局部深入搜索时,用一个解在目标空间中跟理想点的距离来评价该解的优劣;进行全局搜索时,基于非支配排序遗传算法中的有效前沿的划分和解之间的拥挤距离来评价某个解。最后,在经典的测试函数ZDT5上对所提混合算法进行了测试。通过对比分析若干项针对有效解集的评价指标,该混合算法在跟最优有效前沿的逼近程度以及有效解集分布的均匀程度上均优于目前得到广泛应用的非支配排序遗传算法。     

基于单纯形方法的双层线性规划全局优化算法

通过分析双层线性规划可行域的结构特征和全局最优解在约束域的极点上达到这一特性,对单纯形方法中进基变量的选取法则进行适当修改后,给出了一个求解双层线性规划局部最优解方法,然后引进上层目标函数对应的一种割平面约束来修正当前局部最优解,直到求得双层线性规划的全局最优解.提出的算法具有全局收敛性,并通过算例说明了算法的求解过程.     

“货到人”拣选系统中电商订单分批优化研究

本文在电商行业迅速发展及人工智能日趋成熟的背景下,研究以自动导引车(AGV)为搬运工具的“货到人”拣选系统订单分批问题。首先以最小化AGV搬运货架次数为目标建立订单分批模型,然后提出了基于货架相似度的两阶段订单分批算法,在第一阶段分为新批次创建及订单加入批次两个步骤得到初始解;在第二阶段采用局部搜索改进初始解。在算法中构造订单选取货架规则,定义货架相似度函数并设计两种方法创建新批次,同时考虑周转箱数量限制求解订单分批方案。最后通过实验测试验证了模型和算法的有效性,分析了两种批次创建方法的适用性,并通过灵敏度分析给出了合理的周转箱数量配置建议。本研究可为采用“货到人”拣选系统的企业通过订单分批优化进一步提高AGV拣选效率提供理论依据和实践指导。     

Estimation of the number of components of finite mixtures of multivariate distributions

An estimator of the number of components of a finite mixture ofk-dimensional distributions is given on the basis of a one-dimensional independent random sample obtained by a transformation of ak-dimensional independent random sample. A consistency of the estimator is shown. Some simulation results are given in a case of finite mixtures of two-dimensional normal distributions.     

Eigenvector p-Bases of Rings of Constants of Derivations

Let A be a UFD of characteristic p > 0, let 𝒵 be a set of some eigenvectors of a derivation of A. We prove, under some additional assumptions, a necessary and sufficient condition for 𝒵 to be a p-basis of the minimal ring of constants containing 𝒵. The main preparatory result is the unique decomposition theorem with respect to a factor from a given subalgebra containing A^p.     

Galois Structure of K-Groups of Rings of Integers

N/Kbe a Galois extension of number fields with finite Galois group G.We describe a new approach for constructing invariants of the G-module structure of the K groups of the ring of integers of N in the Grothendieck group of finitely generated projective Z[G]modules. In various cases we can relate these classes, and their function field counterparts, to the root number class of Fröhlich and Cassou-Noguès.     

有资格限制的指派问题的求解方法

在实际的指派工作中，常会遇到某个人有没有资格去承担某项工作的问题，因此，本建立了有资格限制的指派问题的数学模型。在此数学模型中，将效益矩阵转化为判定矩阵，由此给出了判定此种指派问题是否有解的方法；在有解的情况下，进一步将效益矩阵转化为求解矩阵，从而将有资格限制的指派问题化为传统的指派问题来求解。最后给出了一个数值例子来说明这样的处理方法是有效的。     

On Sums of Coefficients of Products of Polynomials

We study the nilpotency of the sums of all coefficients of some sorts of products of polynomials over reversible, IFP, and NI rings, and introduce an SCN ring as a generalization. We characterize SCN rings in relation with related ring properties, and also provide several useful properties and ring extensions of SCN rings.     

Convergence of sequences of sets of associated primes

It is a well-known result of M. Brodmann that if is an ideal of a commutative Noetherian ring , then the set of associated primes of the -th power of is constant for all large . This paper is concerned with the following question: given a prime ideal of which is known to be in for all large integers , can one identify a term of the sequence beyond which will subsequently be an ever-present? This paper presents some results about convergence of sequences of sets of associated primes of graded components of finitely generated graded modules over a standard positively graded commutative Noetherian ring; those results are then applied to the above question.

     

Rates of Convergence of Means of Euclidean Functionals

Let L be the Euclidean functional with p-th power-weighted edges. Examples include the sum of the p-th power-weighted lengths of the edges in minimal spanning trees, traveling salesman tours, and minimal matchings. Motivated by the works of Steele, Redmond and Yukich (Ann. Appl. Probab. 4, 1057–1073, 1994, Stoch. Process. Appl. 61, 289–304, 1996) have shown that for n i.i.d. sample points {X ₁,…,X _n } from [0,1] ^d , L({X ₁,…,X _n })/n ^(d−p)/d converges a.s. to a finite constant. Here we bound the rate of convergence of EL({X ₁,…,X _n })/n ^(d−p)/d . Y. Koo supported by the BK21 project of the Department of Mathematics, Sungkyunkwan University. S. Lee supported by the BK21 project of the Department of Mathematics, Yonsei University.     

Number of connected components of groups of real points of adjoint groups

We present a unified approach to compute the number of connected components in the group of real points of adjoint almost simple real algebraic groups.     

Enumeration of perfect matchings of a type of Cartesian products of graphs

Let G be a graph and let Pm(G) denote the number of perfect matchings of G.We denote the path with m vertices by P_m and the Cartesian product of graphs G and H by G×H. In this paper, as the continuance of our paper [W. Yan, F. Zhang, Enumeration of perfect matchings of graphs with reflective symmetry by Pfaffians, Adv. Appl. Math. 32 (2004) 175-188], we enumerate perfect matchings in a type of Cartesian products of graphs by the Pfaffian method, which was discovered by Kasteleyn. Here are some of our results:1. Let T be a tree and let C_n denote the cycle with n vertices. Then Pm(C₄×T)=∏(2+α²), where the product ranges over all eigenvalues α of T. Moreover, we prove that Pm(C₄×T) is always a square or double a square.2. Let T be a tree. Then Pm(P₄×T)=∏(1+3α²+α⁴), where the product ranges over all non-negative eigenvalues α of T.3. Let T be a tree with a perfect matching. Then Pm(P₃×T)=∏(2+α²), where the product ranges over all positive eigenvalues α of T. Moreover, we prove that Pm(C₄×T)=[Pm(P₃×T)]².