Extremely Modular Systems (EMSs) are comprised of as few types of modules as possibleand allow creating structurally sound free-form structures that are not constrained bya regular tessellation of space. Truss-Z is the first EMS introduced, and its purpose isto create free-form pedestrian ramps and ramp networks in any given environment. Thispaper presents an overview of various multi-objective optimization methods applied toTruss-Z structures.
W artykule przedstawiono algorytm mrówkowy opracowany w celu rozwiązywania zadań globalnej optymalizacji dyskretnej układów prętowych w postaci kratownic. Zastosowane podejście opiera się na algorytmie mrówkowym z funkcją kary, w którym zastosowano ewolucyjną optymalizację strukturalną w celu uwzględnienia optymalizacji topologicznej konstrukcji. Przedstawiony przykład numeryczny ilustruje skuteczność zaproponowanej metody optymalizacji.
EN
The paper presents an Ant Colony Optimization (ACO) algorithm designed to solve global discrete optimization problems of bar systems in the form of trusses. Proposed approach is based on the ACO algorithm with a penalty function in which evolutionary structural optimization has been applied to deal with the topological optimization of trusses. Presented numerical example illustrates the effectiveness of the proposed discrete optimization method.
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
In the paper a construction scheduling problem – namely flowshop – with minimizing the sum of penalties for exceeding the deadline of building structures completion is considered. The problem is illustrated by the investment task concerning the implementation of twelve apartment buildings forming a part of a new housing estate. Uncertain parameters of the system are represented either by fuzzy numbers or random variables, whereas random variables have normal or the Erlang distribution. Since even the deterministic version of the problem is strongly NP-hard, the approximate algorithm based on the tabu search method was used to its solution. The performed computational experiments showed large solution resistance against any potential interference of parameters of the problem.
W artykule przedstawiony został nowoczesny system obliczeń rozproszonych, umożliwiający łatwe wykorzystanie dostępnych zasobów obliczeniowych przedsiębiorstwa. Opracowany system pozwala na przygotowanie planów produkcji w oparciu o różne modele matematyczne. Do rozwiązania problemów został wykorzystany rozproszony algorytm genetyczny z różnymi reprezentacjami chromosomu oraz operatorami genetycznymi, dostosowanymi do specyfiki danego problemu. W ten sposób wykazana została uniwersalność zaproponowanego systemu i jego zdolność do rozwiązywania rzeczywistych problemów zarządzania produkcją.
EN
The article presents a modern system of distributed computing, allowing easy use of available computational resources of the company. The developed system allows for the generation of production plans based on various mathematical models. A distributed genetic algorithm with different solution representations and different genetic operators tailored to the specific problem is used to solve the problems. In this way, the universality of the proposed system and its ability to solve real problems of production management were demonstrated.
In the paper, a problem of scheduling operations in the cyclic flexible job shop system is considered. A new, very fast method of determining the cycle time for any order of tasks on machines is also presented. It is based on the analysis of the paths in the graph representing the examined problem. The theorems concerning specific properties of the graph are proven and used in the construction of the heuristic algorithm searching the solutions space by using the so-called golf neighborhood, which is generated in a way similar to the game of golf, which helps to intensify and diversify calculations. The conducted computational experiments fully confirmed the effectiveness of the proposed method. The proposed methods and properties can be adapted and used in the construction of local search algorithms for solving many other optimization problems.
Artykuł dotyczy istotnej w ostatnim czasie problematyki planowania zrównoważonego rozwoju transportu pasażerskiego w ramach jednostek terytorialnych ze szczególnym uwzględnieniem transportu regionalnego (obejmującego przekraczanie granic powiatów). Zagadnienia planowania i optymalizacji publicznego transportu zbiorowego ze względu na kierunki jego rozwoju wymagają wnikliwego podejścia do jego planowania, jak i oceny. Problem badawczy stanowiło opracowanie spójnej metodyki umożliwiającej planowanie zrównoważonego rozwoju transportu w ramach jednostek terytorialnych. Opracowana metodyka składa się z czterech etapów merytorycznych: pozyskiwania dostępnych danych i dokumentów formalnych, kompleksowych badań ruchu, przetworzenia danych oraz optymalizacji oferty PTZ. Po ich przeprowadzeniu możliwe jest sporządzenie planu zrównoważonego rozwoju PTZ. Nowatorski walor stanowi tutaj procedura optymalizacyjna realizowana w ramach etapu czwartego. Jest ona prowadzona w dwóch zasadniczych krokach: optymalizacji najkorzystniejszych pod względem czasu połączeń oraz autorskiej metody heurystycznej wybierającej linie PTZ ze zbioru rozwiązań dopuszczalnych. Zaproponowana procedura ta została zaimplementowana w uniwersalnym narzędziu, pozwalającym na wspomnianą optymalizację.
EN
This article deals with what is currently considered a matter of increasing importance, i.e. the issues of planning sustained public transport used by passengers within territorial units as well as this used by people who travel across several counties. Due to the directions of its development, planning and optimization of public transport calls for an inquisitive approach both towards planning and its evaluation. The research problem was to develop a concise methodology of planning of sustained transport development within territorial units. The prepared methodology consists of four essential stages: acquiring data and formal documents, conducting all-embracing traffic studies, data processing, and finally, optimizing the PTZ offer. Having completed all these stages, a plan of sustained development of PTZ can be prepared. The innovative optimization procedure used at the fourth stage of the study is carried out in two steps: optimization of the most time-efficient connections and preparing a heuristic authorial methodology for choosing PTZ lines from the set of allowed solutions. The developed procedure was implemented into a universal tool which allows the aforesaid optimization.
This monograph is devoted to optimisation models and algorithms for designing contemporary telecommunications transport networks. The particular focus is on the conceptual framework of transport network design and on the decomposition of the design problem and the design process. The presented conceptual framework is based on an original layered model of network resources, which is consistent with the functional architecture of transport networks contained in the ITU-T standards as well as can be directly expressed using mathematical models of multicommodity flow networks. The framework introduces an abstract generic model of the transport network design problem, its decomposition with respect to network layers and States, and an abstract generic network design procedure of solving the problem. The framework encompasses the models of the physical architecture and the organisational structure of the transport network. and the model of the network planning process. The presented work introduces an original complete mathematical description of the transport network based on the multicommodity network flow model complemented with elements pertaining to the notions of layers and states. Also, an original extension of the classical necessary and sufficient conditions of the existence of a multicommodity flow to the case of multiple layers and multiple slates is described. It is shown how the basic network model can be extended and generalised to consistently tackle fundamental phenomena and mechanisms of transport network operations related to traffic routing, network resilience to failures, quality of service and equitable allocation of network resources, variations and uncertainty of traffic demands, and network evolution. Applications of the basic methods of mathematical programming that are commonly used for network design are analysed in detail. In particular, the work analyses the branch-and-bound approach, the cutting plane method, the column generation and the constraint generation techniques of mixed integer linear programming, problem decomposition methods based on Benders' decomposition and Lagrangian relaxation, and the lesicographic maximization and max-min fair optimisation methods of multiple criteria decision making, The usage of the methods is analysed by means of original studies of difficult network optimization problems such as shortest-path routing design, connection restoration design in GMPLS networks, inter-domain traffic routing optimisation, and minimisation of label usage in GMPLS networks. A particularly important theoretical element of this work is a comprehensive analysis and classification of the complexity of designing transport networks resilient to failures. Original proofs of the NP-hardness of the resilient network design are presented that pertain to all major variants of the problem, in particular, providing a final answer to a number of so-far unresolved questions.
PL
Przedmiotem pracy są modele i algorytmy projektowania współczesnych telekomunikacyjnych sieci transportowych. Szczególną uwagę poświecono kwestii modelu pojęciowego problemu projektowania sieci oraz zagadnieniom dekompozycji problemu i procesu projektowania. Zaproponowany w pracy model pojęciowy jest oparty na oryginalnym warstwowym modelu zasobów sieci transportowej, który jest zgodny z podstawową architekturą funkcjonalną sieci transportowej zawartą w standardach 1TU-T poświęconych zagadnieniom sterowania i zarządzania sieciami, a jednocześnie może być wyrażony wprost poprzez modele optymalizacyjne sieci przepływów wielotowarowych. Elementami modelu pojęciowego są również model abstrakcyjnego generycznego problemu projektowania sieci transportowej dekomponowalnego wzglądem warstw i stanów sieci oraz abstrakcyjna generyczna procedura projektowania wielowarstwowej wielostanowej sieci transportowej. Uzupełnieniem modelu pojęciowego są modele architektury fizycznej i struktury organizacyjnej sieci transportowej, oraz model procesu planowania sieci. W pracy przedstawiono oryginalny kompletny opis matematyczny sieci transportowych oparty na modelu sieci przepływów wielotowarowych, uzupełnionym o pojęcia wielowarstwowości i wielostanowości. Zaprezentowano oryginalne rozszerzenie klasycznych warunków koniecznych i dostatecznych istnienia przepływu wielotowarowego na przypadek wielu warstw i wielu stanów sieci. Pokazano jak poprzez ograniczone rozszerzenia lub uogólnienia podstawego matematycznego opisu siec: jest możliwe jednolite zamodelowanie podstawowych zjawisk i mechanizmów działania sieci transportowej, związanych w szczególności z kierowaniem ruchu, zabezpieczeniem sieci przed awariami, zapewnieniem jakości obsługi ruchu i sprawiedliwym wykorzystaniem zasobów, zmiennością i niepewnością zapotrzebowani ruchowych oraz ewolucją sieci w czasie. Praca analizuje sposoby wykorzystania najważniejszych metod programowania matematycznego, w szczególności optymalizacji dyskretnej, stosowanych w projektowaniu sieci transportowych: metod programowania liniowego całkowitoliczbowego - metody podziałów i ograniczeń, metody płaszczyzn odcinających; metod dekompozycji - metody dekompozycji Bendersa, metody relaksacji Lagrange'a; metod optymalizacji wielokryterialnej – metod maksymalizacji leksykograficznej t optymalizacji sprawiedliwej. Przedstawiono oryginalne wykorzystanie tych metod w trudnych problemach projektowania sieci, takich jak problem kierowania ruchu po najkrótszych ścieżkach, problem projektowania sieci GMPLS zabezpieczonych mechanizmem Fast Reroute, problem kierowania ruchu międzydomenowego czy problem minimalizacji liczby etykiet w sieci GMPLS. Szczególnym elementem teoretycznym pracy jest wyczerpująca analiza i klasyfikacja złożoności problemów projektowania sieci zabezpieczonych przed awariami, której wynikiem jest zbiór oryginalnych dowodów NP-zupełność i wszystkich podstawowych wariantów problemu projektowania, w szczególności w części do niedawna nierozstrzygniętych.
In this paper, we present the application of the Differential Evolution (DE) algorithm to solving the combinatorial problem. The advantage of the DE algorithm is its capability of avoiding so-called "local minima" within the considered search space. Thanks to the special operator of the adaptive mutation, it is possible to direct the searching process within the solution space. The DE algorithm applies the selection operator that selects from the child population only the offspring with the greater value of the fitness function in comparison to their parents. An algorithm applied to a combinatorial optimization problem: Sudoku puzzle is presented. Sudoku consists of a nine by nine grid, divided into nine three by three boxes. Each of the eighty-one squares should be filled in with a number between one and nine. In this article we show, that the mutation schema has significant impact on the quality of created solution.
PL
W artykule przedstawimy propozycję zastosowania algorytmu ewolucji różnicowej do rozwiązywania problemów kombinatorycznych. Przewagą ewolucji różnicowej jest zdolność do unikania optimów lokalnych w przestrzeni przeszukiwań. Specjalny operator mutacji pozwala ukierunkować proces poszukiwań rozwiązania. W ewolucji różnicowej stosowany jest operator selekcji, który promuje tylko najlepiej przystosowane osobniki z populacji rodziców i potomków. Przedstawimy zastosowanie opisanego algorytmu do problemu rozwiązywania Sudoku. Sudoku składa się z planszy 9 na 9, podzielonej na 9 sekcji -każda o rozmiarze 3 na 3 elementy. Każda z 81 kratek powinna zostać wypełniona wartością z przedziału 1 do 9. W artykule pokażemy, że ewolucja różnicowa pozwala na rozwiązywanie Sudoku.
Problem optymalizacji rozdziału palet jest jednym z wielu problemów optymalizacyjnych pojawiających się we współcześnie funkcjonujących centrach dystrybucyjnych. Jest jednak jednym z kluczowych problemów poza optymalizacją tras, optymalizacją rozmieszczenia zapasów w magazynach wysokiego składowania itp. Dodatkowo należy podkreślić, że problem optymalizacji rozdziału palet obejmuje horyzont krótkookresowy np. dobę. W artykule przedstawiony został model matematyczny optymalizacji rozdziału palet oraz jego implementacja. Przedstawiono również przykłady liczbowe optymalizacji. Jako środowisko implementacjii rozwiązania modelu zaproponowano deklaratywne środowisko programowania w logice z ograniczeniami CLP (Constraint Logic Programming).
EN
Problem of optimizing the allocation of pallets is one of many problems in modern distribution centers. It is one of very important problems, except for e.g. routing optimization, space optimization etc. Additionally, it should be noted that the problem of optimizing the allocation of pallets for routes and trucks is a short-run horizon, e.g. every day, process. The optimization and implementation model of that problem is presented in this paper. A solution of this model for numerical examples is also described. As a solution the environment constraint logic programming (CLP) environment has been used. CLP combines the declarative logic based programming with specialized constraint solving methods from artificial intelligence, Operations Research (OR) and mathematics. It allows the clear and concise expression of a wide class of combinatorial problems together with their efficient solution. In parallel with ongoing research in this field, CLP is now increasingly used to tackle real world decision making problems.
Skuteczne i efektywne zarządzanie łańcuchem dostaw w dobie globalizacji, szybko zmieniających się potrzeb rynkowych oraz rozproszonych zasobów jest kluczowym problemem do rozwiązania dla każdego przedsiębiorstwa. Jest to konieczne aby utrzymać konkurencyjność przy realizacji zleceń klientów. Ze względu na liczbę i złożoność problemów decyzyjnych występujących podczas realizacji zleceń klientów niezbędne jest dostarczenie efektywnych rozwiązań informatycznych do wspomagania decyzji. W artykule przedstawiono koncepcje systemu wspomagania decyzji zarządzania łańcuchem dostaw w postaci dodatkowych warstw informacyjno-decyzyjnych dla zintegrowanego systemu zarządzania przedsiębiorstwem. Możliwości zaproponowanej koncepcji systemu przedstawiono na przykładzie modelu kosztowego zarządzania dwupoziomowym łańcuchem dostaw (two-tier Supply Chain [1]).
EN
Effective and efficient supply chain management in the era of globalization, rapidly changing market needs and distributed resources is a key problem to be solved for each company. Due to the number and complexity of decision problems that occur when executing client orders, it is necessary to provide effective solutions for decision support. The paper presents the concept of decision support system for supply chain management in the form of additional information and decision-making layers for the ERP (Enterprise Resource Planning). The concept has been shown for two-tier supply chain management as an example.
W artykule przedstawiono wyniki badań nad zastosowaniem algorytmów rojowych w optymalizacji zagadnienia szeregowania zadań, jako przykładu AP-trudnego zagadnienia optymalizacyjnego. W oparciu o instancje testowe dla zagadnienia szeregowania zadań zaproponowane przez E. Taillarda, przeprowadzono eksperymenty obliczeniowe, porównując wyniki otrzymywane przez algorytm ptasi oraz algorytm pszczeli. Przebadano także wpływ implementacji poszczególnych elementów algorytmów, takich jak liczba, dokładność i sposób przeszukiwania otoczenia rozwiązań obiecujących, na uzyskiwane wyniki optymalizacji. Pozwoliło to na sformowanie ogólnych wniosków dotyczących własności obu algorytmów.
EN
The objective of this paper is to examine the most important properties of a multi-population genetic algorithm. These elements include: connection topology, migration size, migration interval and a method for migrant selection. A short review of the existing papers on multi-population algorithms is presented. A new diversity measure that applies to permutation encoding is introduced. The proposed measure has proved effective in helping to retain balance between population diversity and convergence. A multi-population genetic algorithm, with different parameters like type of topology, migration interval, migration size and selection method was tested against several different test instances of traveling salesman problem, that belongs to the NP-hard permutational problem class.
This paper presents new complex method of numerical optimization of mechanical systems. Presented a new approach of application of multiple regression and logical decision trees in investigations of importance rank of constructional and service parameters.
14
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Przedmiotem pracy jest zagadnienie optymalizacji częstotliwości modułowej kursowania pojazdów komunikacji zbiorowej w Bytomiu w oparciu o dane dostarczone przez KZKGOP. Sformułowano funkcję docelową oraz ograniczenia, które dotyczą rozważanego zadania optymalizacji. W dalszej kolejności przedstawiono wyniki pracy: przykładowe rozwiązania z wykorzystaniem danych udostępnionych przez KZK GOP.
EN
Aim of this work is optimization of public transport network in Bytom. The cost function and constraints corresponding to above problem are formulated. Moreover, the system that enables to implement formulated problem has been developed. The main result section includes the description of designed system and simulation results based on data performed and delivered by KZK GOP.
15
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
In our work possibility of support of ranking objects (tasks) is analyzed on base of group of lists. We can get these lists both from experts or with help of approximating and simple (according to complexity) algorithms. To support analyze we can use elements of neighborhood theory, preferential models, and rough sets theory. This supporting process is used for creation final list of tasks sequence. Usually, these problems are connected with distribution, classification, prediction, strategy of games as well as compromise searching operations. The utilization preference and domination models permits to crisp inferences and to force the chronological location of object. In some situations we have deal with dynamic character of filling lists resulting from continuous tasks succeeding and continuous their assigning to executive elements. The utilization the theory of neighborhood permits to locate objects in range of compromised solutions consist in closing to dominating proposal group. Main task for us is find the best compromise in aspect to final objects location. We want to defined advantages and drawback of methods basing on mention theories and analyze possibilities of their cooperation or mutual completions.
Problem optymalizacji rozdziału palet jest jednym z wielu problemów optymalizacyjnych pojawiających się we współcześnie funkcjonujących centrach dystrybucyjnych. Jest jednym kluczowych problemów poza optymalizacją tras, optymalizacją rozmieszczenia zapasów w magazynach wysokiego składowania itp. Dodatkowo należy podkreślić, że problem optymalizacji rozdziału palet odbywa się w horyzoncie krótkookresowym np. raz na dobę. W artykule przedstawiony został model matematyczny optymalizacji oraz jego implementacja. Przedstawiono również rozwiązanie modelu dla przykładów liczbowych. Jako środowisko implementacji i rozwiązania modelu zaproponowano pakiet optymalizacji dyskretnej Lingo firmy LINDO.
EN
Problem of optimization of pallets allocation is one of many problem in modern distribution centers. However, it is very important problem excepting e.g. routing optimization, space optimization etc. Additionally, that problem optimization of pallets allocation for routes and trucks is a short-run horizon process e.g. every day. The optimization and implementation model of that problem has been presented in this paper. Solution of this model for the numerical examples has been describing also. As a solution environment package of discreet optimization Lingo has been used.
W artykule zaprezentowano zagadnienie trójwymiarowego pakowania kontenera paczkami o regularnych wymiarach, ze współczynnikiem wypełnienia kontenera jako kryterium oceny. Przebadano zarówno procedury konstrukcyjne, jak i algorytm popraw bazujący na algorytmie symulowanego wyżarzania. Stosowane w algorytmach rozwiązanie problemu pakowania jest reprezentowane w postaci czterech sekwencji liczb. W przedstawionych wynikach eksperymentów wykorzystano instancje testowe zawierające do 400 paczek.
EN
In this paper we examine the problem of optimal packing of a three-dimensional container with rectangular boxes such that the volume of the packed boxes is maximized. We investigate fast constructive procedures and an approximation algorithm based on simulated annealing. In all developed algorithms solutions are represented in a form of four sequences. Extensive computational results involving various test instances up to 400 boxes, are presented.
Problem optymalizacji rozdziału palet jest jednym z wielu problemów optymalizacyjnych pojawiających się we współcześnie funkcjonujących centrach dystrybucyjnych. Jest on jednak kluczowy poza np. optymalizacją tras czy optymalizacją rozmieszczenia zapasów w magazynach wysokiego składowania. Dodatkowo należy podkreślić, że problem optymalizacji rozdziału palet do tras i przydziału do samochodów odbywa się w horyzoncie krótkookresowym np. raz na dobę. W artykule przedstawiony został model optymalizacyjny oraz implementacyjny. Przedstawiono również rozwiązanie modelu dla dwóch przykładów liczbowych. Jako środowisko implementacji i rozwiązania modelu zaproponowano pakiet optymalizacji dyskretnej Lingo firmy LINDO.
EN
Problem of optimization of pallets allocation is one of many problem in modern distribution centers. However, it is very important problem excepting e.g. routing optimization, space optimization etc. Additionally, that problem optimization of pallets allocation for routes and trucks is a short-run horizon process e.g. every day. The optimization and implementation model of that problem has been presented in this paper. Solution of this model for two numerical examples has been describing also. As a solution environment package of discreet optimization Lingo has been used.
Algorytmy selekcji klonalnej (SK) to algorytmy optymalizacji dyskretnej należące do klasy sztucznych systemów immunologicznych. W pracy przedstawiamy zastosowanie algorytmu SK do rozwiązywania NP-trudnego problemu Capacitated Vehicle Routing Problem (CVRP). Praca zawiera opis algorytmu i jego adaptacji do CVRP, wyniki badań nad parametrami algorytmu oraz eksperymentów komputerowych porównujących efektywność SK z algorytmem symulowanego wyżarzania dla przedstawionego problemu.
EN
Clonal Selection (CS) algorithms are discrete optimization algorithms that belong to the class of Artificial Immune Systems. In this work we present an application of CS principles to solving the NP-hard Capacitated Vehicle Routing Problem. We present details of the algorithm and some results of computer experiments aimed at assesing the parameters of the algorithm, as well as comparing it with a Simulated Annealing algorithm for CVRP.
20
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
This paper presents selected issues concerning the on-the-run conversion of ECG interpretive software following the changes of the patient status and diagnostic goals. The adaptation of diagnostic procedure, common in human action, but still absent in computerized processing, raises the necessity of including the additional medical knowledge in the feedback loop controlling the diagnostic process. Considering this knowledge in the form of complementary data attributes and the use of modern information processing and digital communication techniques opens up the opportunity to simulate a continuous presence of cardiology expert accompanying the patient in motion. At the same time, the software does not assume the exclusive correctness of the automated diagnosis and provides a human expert with verification tools at all stages of signal processing. The portable remote recorder was designed and prototyped in our laboratory allowing various approaches to automatic software adaptation to be tested.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.