Un nuevo algoritmo heurístico de inserción codicioso con un mecanismo de filtrado de múltiples etapas para problemas de programación de máquinas individuales eficientes en energía
Autores: Zhang, Hongliang; Fang, Youcai; Pan, Ruilin; Ge, Chuanming
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2018
Acceso abierto
Artículo científico
2018
Un nuevo algoritmo heurístico de inserción codicioso con un mecanismo de filtrado de múltiples etapas para problemas de programación de máquinas individuales eficientes en energía
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería de Software
Palabras clave
Mejorar la eficiencia energética
Estabilidad de la red eléctrica
Tarifas de electricidad por tiempo de uso
Problemas de programación de máquinas individuales
Algoritmo heurístico de inserción codicioso
Instancias a gran escala
Licencia
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Citaciones: Sin citaciones
Para mejorar la eficiencia energética y mantener la estabilidad de la red eléctrica, las tarifas eléctricas de tiempo de uso (TOU) se han utilizado ampliamente en todo el mundo, lo que plantea tanto oportunidades como desafíos para los problemas de programación energéticamente eficiente. Los problemas de programación de una sola máquina bajo tarifas eléctricas TOU son de gran importancia tanto en teoría como en la práctica. Aunque se han propuesto métodos basados en modelos de tiempo discreto o continuo para abordar este problema, son deficientes en calidad de solución o complejidad temporal, especialmente al tratar con instancias de gran tamaño. Para abordar problemas a gran escala de manera más eficiente, en este documento se desarrolla un nuevo algoritmo heurístico de inserción codicioso con un mecanismo de filtrado de múltiples etapas que incluye filtrado de granularidad gruesa y fina. Basado en la estrategia de concentración y difusión, el algoritmo puede filtrar rápidamente muchas posiciones imposibles en la etapa de filtrado de granularidad gruesa, y luego, cada trabajo puede encontrar su posición óptima en un espacio relativamente grande en la etapa de filtrado de granularidad fina. Para mostrar la efectividad y el proceso computacional del algoritmo propuesto, se proporciona un estudio de caso real. Además, se realizan dos conjuntos de experimentos de contraste, con el objetivo de demostrar la buena aplicación del algoritmo. Los experimentos indican que las instancias de tamaño pequeño pueden resolverse en 0,02 s utilizando nuestro algoritmo, y la precisión se mejora aún más. Para las instancias de gran tamaño, la velocidad de cálculo de nuestro algoritmo se mejora considerablemente en comparación con el clásico algoritmo heurístico de inserción codiciosa.
Descripción
Para mejorar la eficiencia energética y mantener la estabilidad de la red eléctrica, las tarifas eléctricas de tiempo de uso (TOU) se han utilizado ampliamente en todo el mundo, lo que plantea tanto oportunidades como desafíos para los problemas de programación energéticamente eficiente. Los problemas de programación de una sola máquina bajo tarifas eléctricas TOU son de gran importancia tanto en teoría como en la práctica. Aunque se han propuesto métodos basados en modelos de tiempo discreto o continuo para abordar este problema, son deficientes en calidad de solución o complejidad temporal, especialmente al tratar con instancias de gran tamaño. Para abordar problemas a gran escala de manera más eficiente, en este documento se desarrolla un nuevo algoritmo heurístico de inserción codicioso con un mecanismo de filtrado de múltiples etapas que incluye filtrado de granularidad gruesa y fina. Basado en la estrategia de concentración y difusión, el algoritmo puede filtrar rápidamente muchas posiciones imposibles en la etapa de filtrado de granularidad gruesa, y luego, cada trabajo puede encontrar su posición óptima en un espacio relativamente grande en la etapa de filtrado de granularidad fina. Para mostrar la efectividad y el proceso computacional del algoritmo propuesto, se proporciona un estudio de caso real. Además, se realizan dos conjuntos de experimentos de contraste, con el objetivo de demostrar la buena aplicación del algoritmo. Los experimentos indican que las instancias de tamaño pequeño pueden resolverse en 0,02 s utilizando nuestro algoritmo, y la precisión se mejora aún más. Para las instancias de gran tamaño, la velocidad de cálculo de nuestro algoritmo se mejora considerablemente en comparación con el clásico algoritmo heurístico de inserción codiciosa.