Extrapolated Smoothing Descent Algorithm for Constrained Nonconvex and Nonsmooth Composite Problems*

In this paper, the authors propose a novel smoothing descent type algorithm with extrapolation for solving a class of constrained nonsmooth and nonconvex problems,where the nonconvex term is possibly nonsmooth. Their algorithm adopts the proximal gradient algorithm with extrapolation and a safe-guarding policy to minimize the smoothed objective function for better practical and theoretical performance. Moreover, the algorithm uses a easily checking rule to update the smoothing parameter to ensure that any accumulation point of the generated sequence is an (affine-scaled) Clarke stationary point of the original nonsmooth and nonconvex problem. Their experimental results indicate the effectiveness of the proposed algorithm.     

Lamination Design Optimization for Continuous Fiber Reinforced Composites of Variable Thicknesses北大核心CSCD

由于具备高的比强度、比刚度,利用连续纤维增强复合材料代替传统金属材料以实现结构轻量化正受到设计者们的广泛关注。然而,结构的复杂性给复合材料的铺层设计与优化带来了很大的挑战。针对航空用复合材料铺层设计约束多的问题,通过逐步构建设计变量准确表达结构的铺层信息。基于经典遗传算法框架,结合各设计变量特点,定义了铺层优化算法中的遗传算子,通过引入“修复”策略保证了每一代解都能满足设计约束,分布在可行域区间内。最后利用精英保留策略提高了算法的局部寻优能力,可以降低复杂复合材料结构铺层设计的计算成本。通过解决经典benchmark问题并与已有优化结果的比较,验证了前述铺层优化算法的全局、局部寻优能力,为工程实际中的复合材料铺层设计优化提供了理论支撑。     

考虑罚金政策的众包物流服务质量网络均衡模型

为优化众包物流服务质量,考虑平台罚金政策,构建了包括发包方、众包平台和接包方在内的三层众包物流服务网络模型,并进行算例分析。结果表明,众包平台实施罚金政策并加大自身服务质量投入成本会促使接包方改善自身的服务质量,众包平台的服务质量和利润随之增大,但一味的增大罚金不但会使得接包方利润下降,众包平台的服务质量和利润也呈稍微下降趋势,因此平台应该选择合适的罚金区间;平台在竞争的同时也要进行一定的合作,因为平台间同步协调改进罚金政策以及质量投入会取得更大的收益和更高的平均服务质量。     

汽车滚装码头泊位调度优化模型与算法研究

本文研究滚装码头混合泊位分配和劳动力分配的联合调度优化问题。首先,考虑潮汐时间窗约束、装卸劳动力约束、泊位缆桩分布约束以及泊位不规则布局因素,建立以最小化船舶总服务时间为目标的混合整数规划模型。其次,采用内外嵌套算法设计策略,提出求解该类问题的组合算法。其中,外层是多种群并行进化的遗传算法,生成多种船舶计划顺序,内层为基于规则的启发式算法,用于计算给定计划顺序的目标函数值。然后,基于实际运营数据,生成多组不同规模的算例进行全面数值实验,结果表明所提出的算法可在10分钟内求解包含50艘船、100个泊段的算例。最后,开展基于真实滚装码头运营实例的案例分析,对所提模型和算法在实际码头调度问题中的适用性与高效性进行验证。     

基于改进模拟退火算法的推动式生产-配送协调优化

为减小物资生产与配送不协调造成的成本及生产资源浪费,建立了考虑推动式生产调度的物资配送优化模型,并针对标准模拟退火算法受随机因素影响易陷入局部最优的缺点,设计带有回火与缓冷操作的改进模拟退火算法对模型求解,确定了优化的车辆配送路线以及物资生产计划。对比实验结果表明:相对于单纯的物资配送优化模型,考虑推动式生产调度的配送优化模型,能够有效减小物资滞留时间以及配送延误成本;相较于标准模拟退火算法,改进算法搜索到了更优解,且计算结果的标准差减小了93.42%,稳定性更好;同时,改进模拟退火算法具有较低的偏差率,在中小规模算例中求解质量较高,平均偏差率在0.5%以内。     

线型/圈型网络上单台车辆分群调度问题

本文研究线型/圈型网络上单台车辆分群调度问题。给定一个线型/圈型网络,若干客户分布其中。所有客户被划分成若干个子集,每个子集称为一个群。每个客户有一个释放时间和一个服务时间。给定一台车辆,其需要服务所有客户,且每个群内的客户连续服务。问题的要求是计算一个时间表,使得车辆能够按要求服务完所有客户并返回初始出发位置所花费的时间最少。针对该问题,就线型网络和圈型网络,分别给出一个7/4和一个13/7近似算法。     

求解张量随机互补问题的光滑牛顿算法

近年来, 越来越多的人意识到随机互补问题在经济管理中具有十分重要的作用。有学者已将随机互补问题由矩阵推广到张量, 并提出了张量随机互补问题。本文通过引入一类光滑函数, 提出了求解张量随机互补问题的一种光滑牛顿算法, 并证明了算法的全局和局部收敛性, 最后通过数值实验验证了算法的有效性。     

带时间窗的三维装载物流配送优化方法研究

针对城市物流配送优化研究在客户服务时间窗和货物装载方式合理结合方面存在的不足,考虑物流配送车厢货物装载方式与客户访问序列相关的特征对车厢空间进行合理的区域划分。首先,构建了包含配送中心的固定成本、配送车辆的运输成本、维修成本、租赁成本和违反时间窗惩罚成本的物流运营成本最小化和配送车辆空间利用率最大化的双目标优化模型;然后,提出一种结合遗传算法(GA)全局搜索能力和禁忌搜索算法(TS)局部搜索能力的GA-TS混合算法求解模型;最后,结合重庆市某配送中心的三维装载物流配送实例数据进行了优化计算,实验结果给出了带时间窗的三维装载物流配送路径优化方案,并进行了不同车厢空间分区模式下平均装载率、物流运营成本和车辆使用数的比较分析。研究表明,当客户需求货物种类数与车辆的空间区域划分数相等且按货物类型进行区域划分时,物流运营成本最小,配送车辆使用数最少和车辆平均装载率最高。     

考虑油膜动态过程的海上溢油应急物资调度优化

针对溢油应急响应中海上油膜所具有的动态特性,综合考虑需求点的时变物资需求、运输网络的不确定性以及物资调度决策与外部决策环境之间的相互作用关系之后,构建了效率目标与成本目标相结合的多目标海上溢油应急物资调度优化模型。根据模型的特点,提出了一种基于鲸鱼算法的求解方法。该算法利用非线性收敛因子克服了算法后期易陷入局部最优的不足,同时还引入小生境共享机制以确保解的多样性。最后,通过仿真案例对模型与算法的有效性与可行性进行了验证。结果表明,该方法可以为决策者提供高质量的决策支持。