Un algoritmo de búsqueda de medusas adaptativas para empacar elementos con conflictos
Autores: El-Ashmawi, Walaa H.; Salah, Ahmad; Bekhit, Mahmoud; Xiao, Guoqing; Al Ruqeishi, Khalil; Fathalla, Ahmed
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Un algoritmo de búsqueda de medusas adaptativas para empacar elementos con conflictos
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Problema de empaquetamiento de contenedores
BPP con conflictos
Métodos metaheurísticos
Metaheurística de medusa
Representaciones de soluciones
Conjunto de datos estándar
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 33
Citaciones: Sin citaciones
El problema de empaquetamiento de contenedores (BPP) es un problema clásico de optimización combinatoria con varias variaciones. El BPP con conflictos (BPPCs) no es una variación bien investigada. En el BPPC, existen condiciones que impiden empaquetar algunos elementos juntos en el mismo contenedor. Hay esfuerzos muy limitados utilizando métodos metaheurísticos para abordar el BPPC. Los métodos actuales solo empaquetan los elementos en conflicto y luego inician un nuevo BPP normal para los elementos no conflictivos; por lo tanto, hay dos etapas para abordar el BPPC. En este trabajo, se ha propuesto una adaptación de la metaheurística medusa para resolver el BPPC en una sola etapa (es decir, empaquetando los elementos en conflicto y no en conflicto juntos) definiendo las operaciones de medusa en el contexto del BPPC al proponer dos representaciones de solución. Estas representaciones enmarcan el problema BPPC en dos niveles diferentes: por elemento y por contenedor. En la representación de solución por elemento, la metaheurística medusa adaptada actualiza las soluciones a través de un conjunto de intercambios de elementos sin preferencia por los contenedores. En la representación de solución por contenedor, el método metaheurístico selecciona un conjunto de contenedores y luego realiza los intercambios de elementos solo desde estos contenedores seleccionados. El método propuesto fue ampliamente probado en un conjunto de datos estándar y comparado con los conocidos PSO, Jaya y heurísticas. Los resultados obtenidos revelaron que los métodos propuestos superaron a los otros métodos de comparación en términos del número de contenedores y la utilización promedio de contenedores. Además, el método propuesto logró la tasa de desviación más baja del límite inferior del conjunto de datos estándar en comparación con los otros métodos de comparación.
Descripción
El problema de empaquetamiento de contenedores (BPP) es un problema clásico de optimización combinatoria con varias variaciones. El BPP con conflictos (BPPCs) no es una variación bien investigada. En el BPPC, existen condiciones que impiden empaquetar algunos elementos juntos en el mismo contenedor. Hay esfuerzos muy limitados utilizando métodos metaheurísticos para abordar el BPPC. Los métodos actuales solo empaquetan los elementos en conflicto y luego inician un nuevo BPP normal para los elementos no conflictivos; por lo tanto, hay dos etapas para abordar el BPPC. En este trabajo, se ha propuesto una adaptación de la metaheurística medusa para resolver el BPPC en una sola etapa (es decir, empaquetando los elementos en conflicto y no en conflicto juntos) definiendo las operaciones de medusa en el contexto del BPPC al proponer dos representaciones de solución. Estas representaciones enmarcan el problema BPPC en dos niveles diferentes: por elemento y por contenedor. En la representación de solución por elemento, la metaheurística medusa adaptada actualiza las soluciones a través de un conjunto de intercambios de elementos sin preferencia por los contenedores. En la representación de solución por contenedor, el método metaheurístico selecciona un conjunto de contenedores y luego realiza los intercambios de elementos solo desde estos contenedores seleccionados. El método propuesto fue ampliamente probado en un conjunto de datos estándar y comparado con los conocidos PSO, Jaya y heurísticas. Los resultados obtenidos revelaron que los métodos propuestos superaron a los otros métodos de comparación en términos del número de contenedores y la utilización promedio de contenedores. Además, el método propuesto logró la tasa de desviación más baja del límite inferior del conjunto de datos estándar en comparación con los otros métodos de comparación.