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《三維裝箱問題的智能啟發(fā)式算法》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、萬方數(shù)據(jù)第29卷第3期2009年6月中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報JournalofCentralSouthUniversityofForestry&TechnologyVoI.29NO.3Jun.2009文章編號:1673—923X(2009)03--0134一04三維裝箱問題的智能啟發(fā)式算法陳德良1’2,陳治亞1(1.中南大學(xué)交通運輸工程學(xué)院,湖南長沙410075I2.中南林業(yè)科技大學(xué)物流學(xué)院,湖南長沙410004)摘要:三維裝箱問題是一類典型的NP—hard組合優(yōu)化問題.找到一個高效快速的算法具有重要的現(xiàn)實意義.模
2、擬人們在實際裝箱時總是盡量保證每一層裝的比較“平直”思想,設(shè)計了一種智能啟發(fā)式算法,借以克服一般啟發(fā)式算法依賴“經(jīng)驗”的不足.給出了詳細(xì)算法流程和關(guān)鍵數(shù)組的定義.該算法結(jié)構(gòu)簡單,實驗表明算法收斂速度快,能有效解決三維裝箱問題.關(guān)鍵詞:物漉工程I三維裝箱}啟發(fā)式算法;智能啟發(fā)式中圖分類號:U169.61文獻(xiàn)標(biāo)志碼:AAnIntelligentHeuristicApproachtoThree-DimensionalBin-packingProblemCHENDe—lian91“.CHENZhi—yal(1.Scho
3、olofTraffic&TransportationEngineering。CentralSouthUniversity·Changsha410075,Hunan,China;2.SchoolofLogistics。CentralSouthUniversityofForestry&Technology,Changsha410004,Hunan,China)Abstract:Thethree—dimensionalbin-packingproblemisveryhardtOsolvebutthereisahigh
4、levelofinterestindevelopinganeffectivewaytOsolvethisitinordertoreducethetime.energyandotherresourcesspentinbinpacking.ThispaperdevelopsapowerfulintelligentapproachtOitssolution.imitatinghumanintelligencetopackbinsstraightandflatasfaraspossible.Thisapproachis
5、ofsimplestructureandovercomesthedeficiencyingeneralheuristicalgorithmsdependingonprivateexperience.Thepaperalsoprovidesadetailedalgorithmprocessandkeydefinitionsofthearray.Testsonsuchproblemsshowthatourapproachmakesthemostofvolumeutilization.Keywords:logisti
6、csengineering;three·-dimensionalbin--packingproblem;heuristicalgorithm;intelligentheuristic裝箱問題(BinPackingProblem)是一典型的組合優(yōu)化問題.由于需要考慮維數(shù)、形狀、約束、目標(biāo)等不同因素,從計算復(fù)雜性來說,裝箱問題是NP—hard難題[1].裝箱問題在現(xiàn)實生活中具有廣泛的應(yīng)用,如計算機(jī)領(lǐng)域中的多處理器的任務(wù)調(diào)度、內(nèi)存分配等.特別在現(xiàn)代物流中,很多問題都可以抽象化為裝箱問題或裝箱問題的變形,如車輛如何裝車
7、,才能充分利用車輛.到目前為止,人們對裝箱問題提出了許多算法【2一],但都有明顯不足:窮舉法在箱子數(shù)目稍大時就存在“組合爆炸”;而一般的啟發(fā)式算法引入的啟發(fā)信息依賴于個人經(jīng)驗,并且同樣存在“組合爆炸”;神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法在解決裝箱問題時效果明顯,但它收斂速度慢,易陷入局部極優(yōu).因此,找到一個高效快速的算法具有重要的現(xiàn)實意義.裝箱問題的數(shù)學(xué)模型考慮三維裝箱問題,即:給定長方體箱子B(D,W,日),D、W、H分別為箱子的三維尺寸,以及T1個長方體物品m正(dJ,甜』,hs)l歹∈{1,2,?,理}],其中西、硼J、h』分
8、別為物品的尺寸.問題是選擇其中的一些物品裝入箱子中,使箱子的空間利用率最大.裝人時任一物品的擺放方向與箱子的三維保持正交(稱為正交擺放),即物品的三方向的中軸線與箱子的三條中軸線保持平行.另外假設(shè)所有物品的最小尺寸不大于箱子的最大尺寸,收稿日期:2008.09—01基金項目:中南林業(yè)科技大學(xué)青年科學(xué)基金資助(2006年重點項目)}湖南省自然科學(xué)基金(07JJ3134).作者簡介:陳德良