Ứng dụng giải thuật di truyền giải quyết bài toán tối ưu hóa xếp dỡ hàng hóa

Header Page of 126 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢƠNG VĂN HIỀN ỨNG DỤNG GIẢI THUẬT DI TRUYỀN GIẢI QUYẾT BÀI TOÁN TỐI ƢU HÓA XẾP DỠ HÀNG HÓA Chuyên nghành : Khoa học máy tính Mã số : 60.48.01 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Đà Nẵng - Năm 2013 Footer Page of 126 Header Page of 126 Công trình đƣợc hoàn thành ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS TSKH Trần Quốc Chiến Phản biện 1: PGS.TS Lê Văn Sơn Phản biện 2: TS Nguyễn Quang Thanh Luận văn đƣợc bảo vệ Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sỹ kỹ thuật họp Đại học Đà Nẵng vào ngày 16 tháng 11 năm 2013 * Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Trung tâm Thông tin - Học liệu, Đại học Đà Nẵng Footer Page of 126 Header Page of 126 MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Trong sống, việc đạt lợi nhuận cao hay thấp kinh doanh buôn bán, cung cấp dịch vụ phụ thuộc nhiều yếu tố Trong đó, có yếu tố quan trọng đầu tiên, đóng góp phần lớn xác định đƣợc dự án xếp dỡ hàng hóa từ kho chuyển đến phƣơng tiện vận chuyển Có nhiều tiêu chí đặt chọn phƣơng án: thuận tiện giao thông, tốn thời gian, để chi phí bốc xếp thấp từ thu đƣợc lợi nhuận cao Sau tìm hiểu kiến thức tổng quan thực tế tồn nhiều toán chƣa có phƣơng pháp giải chấp nhận đƣợc hay lời giải tối ƣu, nhà nghiên cứu đề xuất phƣơng pháp tính toán dựa quan sát tình tiến hoá tự nhiên.Phƣơng pháp tính toán đƣợc gọi tính toán tiến hóa (Evolutionary Computation) Tính toán tiến hóa có nhiều nhánh nhỏ khác nhau, kể tới giải thuật di truyền (Genetic Algorithms) Giải thuật di truyền thu hút đƣợc nhiều ý năm gần Lớp giải thuật đƣợc chứng minh có nhiều ƣu điểm nỗi trội so với loại thuật toán khác đặc biệt áp dụng chúng vào lớp toán tối ƣu - lớp toán khó có nhiều ứng dụng đời sống thực tiễn Chính ƣu điểm bật Giải thuật di truyền nhu cầu thực tế kinh doanh buôn bán lập dự án xếp dỡ hàng hóa, em nghiên cứu giải thuật thực đề tài: “Ứng dụng giải thuật di truyền giải toán tối ưu xếp dỡ hàng hóa” Footer Page of 126 Header Page of 126 2 Mục tiêu nhiệm vụ nghiên cứu Mục tiêu đề tài tìm hiểu giải thuật di truyền, xây dựng thuật toán di truyền giải toán tối ƣu xếp dỡ hàng hóa Đề tài tập trung vào nhiệm vụ cụ thể sau: - Trình bày khái quát thuật toán di truyền giải toán lập dự án bốc xếp hàng hóa để cung cấp cho khách hàng - Triển khai thực nghiệm áp dụng thuật toán Đối tƣợng, phạm vi phƣơng pháp nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu đề tài Nghiên cứu xây dựng giải thuật di truyền, toán vận tải cân thu phát hƣớng tiếp cận toán Phạm vi nghiên cứu đề tài Đề tài tập trung nghiên cứu thuật toán di truyền giải toán tối ƣu xếp dỡ hàng hóa Phƣơng pháp nghiên cứu Nghiên cứu lý thuyết: Tìm hiểu, nghiên cứu lý thuyết thuật toán di truyền, đặc điểm, đặc trƣng giải thuật ứng dụng giải thuật di truyền việc tìm lời giải tối ƣu cho toán Nghiên cứu thực tiễn: nghiên cứu đánh giá thực nghiệm, xây dựng chƣơng trình thực nghiệm thuật toán di truyền Bố cục luận văn Nội dung luận văn bao gồm chƣơng đƣợc tổ chức nhƣ sau: Chƣơng 1: Cơ sở lý thuyết Giới thiệu lý thuyết giải thuật di truyền Đây kĩ thuật để giải toán tối ƣu chọn địa điểm để xếp dỡ hàng hóa phục vụ khách hàng Chƣơng 2: Giải thuật di truyền giải toán tối ƣu xếp dỡ hàng hóa Chƣơng phát biểu mô hình toán hƣớng tiếp cận giải toán Xây dựng giải thuật di truyền giải toán Footer Page of 126 Header Page of 126 Chƣơng 3: Xây dựng cài đặt chƣơng trình Chƣơng mô tả chức hệ thống chƣơng trình sử dụng ngôn ngữ lập trình cài đặt thuật toán giải toán tối ƣu xếp dỡ hàng hóa Thể kết thực nghiệm Footer Page of 126 Header Page of 126 CHƢƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.1 TỔNG QUAN VỀ GIẢI THUẬT DI TRUYỀN 1.1.1 Lịch sử phát triển 1.1.2 Ƣu nhƣợc điểm giải thuật di truyền 1.1.3 Sơ đồ tổng thể giải thuật di truyền Quá trình hoạt động giải thuật di truyền đƣợc biểu diễn lƣu đồ dƣới đây: Bắt đầu Khởi tạo quần thể Tính giá trị thích nghi Kiểm tra dừng Chọn lọc Lai ghép Đột biến Tái sinh Footer Page of 126 Kết thúc Header Page of 126 1.1.4 Các cách biểu diễn giải thuật di truyền - Biểu diễn chuỗi nhị phân - Biểu diễn số nguyên - Biểu diễn chữ 1.1.5 Hàm thích nghi 1.1.6 Các toán tử giải thuật di truyền a) Chọn lọc + Chọn lọc tỷ lệ + Chọn lọc xếp hạng + Chọn lọc ƣu tú + Chọn lọc cạnh tranh b) Lai ghép c) Đột biến d) Tái Sinh e) Các tham số giải thuật di truyền + Kích thƣớc quần thể + Xác suất lai ghép + Xác suất đột biến 1.1.7 Lập trình song song thuật toán song song 1.1.8 Thuật toán di truyền cho toán tối ƣu hóa hàm nhiều biến 1.1.9 Song song hóa giải thuật di truyền toán tối ƣu hóa hàm nhiều biến 1.1.10 Đánh giá chƣơng trình song song với chƣơng trình 1.2 TỔNG QUAN VỀ BÀI TOÁN TỐI ƢU 1.2.1 Bài toán tối ƣu tổng quát phân loại a) Bài toán tối ưu tổng quát Tối ƣu hóa lĩnh vực kinh điển toán học Footer Page of 126 Header Page of 126 có ảnh hƣởng đến hầu hết lĩnh vực khoa học – công nghệ kinh tế – xã hội Trong thực tế, việc tìm giải pháp tối ƣu cho vấn đề chiếm vai trò quan trọng Phƣơng án tối ƣu phƣơng án hợp lý nhất, tốt nhất, tiết kiệm chi phí, tài nguyên, nguồn lực mà lại cho hiệu cao b) Phân loại toán tối ưu Các toán tối ƣu, đƣợc gọi toán quy hoạch toán học, đƣợc chia thành lớp sau: – Bài toán quy hoạch tuyến tính – Bài toán tối ƣu phi tuyến hay gọi toán quy hoạch phi tuyến, bao gồm toán quy hoạch lồi toán quy hoạch toàn phƣơng – Bài toán tối ƣu rời rạc, toán tối ƣu nguyên hỗn hợp nguyên – Bài toán quy hoạch động, – Bài toán quy hoạch đa mục tiêu, – Bài toán quy hoạch ngẫu nhiên / mờ Các phƣơng pháp toán học giải lớp toán tối ƣu tổng quát nhƣ nêu đƣợc gọi phƣơng pháp tối ƣu toán học (hay phƣơng pháp quy hoạch toán học) Trong luận văn này, nghiên cứu phƣơng pháp giải dạng đặc biệt toán quy hoạch tuyến tính, toán vận tải cân thu phát 1.2.2 Ứng dụng toán tối ƣu giải vấn đề thực tế 1.2.3 Bài toán vận tải a) Giới thiệu toán vận tải Bài toán vận tải đƣợc áp dụng rộng rãi lĩnh vực lập kế hoạch phân bổ sản phẩm hàng hoá (dịch vụ) từ số địa điểm cung / cấp phát tới số địa điểm cầu / tiêu thụ Thông thƣờng, địa điểm cung (nơi đi) có số lƣợng giới hạn hàng, địa điểm cầu (nơi đến) cần số lƣợng định hàng để đáp Footer Page of 126 Header Page of 126 ứng nhu cầu tiêu thụ Với cung đƣờng vận chuyển hàng đa dạng, với cƣớc phí vận tải khác nhau, mục tiêu đặt xác định phƣơng án vận tải tối ƣu Nói cách khác, vấn đề đặt cần xác định nên vận chuyển từ địa điểm cung tới địa điểm cầu đơn vị hàng nhằm thoả mãn nhu cầu địa điểm tiêu thụ đồng thời đạt tổng chi phí vận tải nhỏ *Khái niệm bảng vận tải: Bảng vận tải có m hàng, n cột gồm m n ô, m số điểm cung, n số điểm cầu với cƣớc phí cij đƣợc ghi ô (i, j) cho cung đƣờng (i, j) *Các phương pháp tạo phương án xuất phát: +Phương pháp "góc tây bắc" +Phương pháp cước phí tối thiểu b) Các tính chất toán vận tải Tính chất 1: Bài toán vận tải cân thu phát có phƣơng án tối ƣu Để nghiên cứu tính chất toán vận tải, trƣớc hết xem xét định nghĩa sau Định nghĩa Một tập hợp ô bảng vận tải đƣợc nói tạo nên chu trình khép kín tìm đƣợc đƣờng khép kín xuất phát từ ô thuộc tập hợp lại trở ô xuất phát sau lần lƣợt qua ô khác tập hợp (mỗi ô qua lần) dọc theo hàng hay cột bảng vận tải, bƣớc theo hàng bƣớc sau phải theo cột ngƣợc lại Nhƣ vậy, số ô tối thiểu chu trình khép kín Định nghĩa Một tập hợp số ô bảng vận tải đƣợc nói không tạo nên đƣợc chu trình khép kín tập hợp ô có tính chất: không tập tạo nên chu trình khép kín Footer Page of 126 Header Page 10 of 126 Tính chất 2: Với phƣơng án bất kỳ, số ô chọn phƣơng án không vƣợt tổng số điểm cung cầu Tính chất 3: Một phƣơng án cực biên toán vận tải (m hàng n cột) phƣơng án ứng với m + n– ô sử dụng không tạo nên chu trình khép kín Tính chất 4: Nếu lƣợng cung lƣợng cầu số nguyên toán có lời giải nguyên CHƢƠNG GIẢI THUẬT DI TRUYỀN GIẢI QUYẾT BÀI TOÁN TỐI ƢU XẾP DỠ HÀNG HÓA 2.1 PHÁT BIỂU BÀI TOÁN TỐI ƢU XẾP DỠ HÀNG HÓA 2.1.1 Giới thiệu 2.1.2 Mô hình toán Có m kho hàng, kho i có đơn vị hàng Có n xe chở, xe j cần nhận bj đơn vị hàng cij chi phí bốc hàng từ kho i đến xe j (i= Gọi xij số đơn vị hàng hóa: ; j= Từ kho i đến xe j (i= ; j= ) f(x) tổng chi phí theo kế hoạch bốc xếp x: m n f ( x) cij xij i j n (1) Kho chứa bốc hết hàng: (2) Xe chở bốc đủ hàng: = , i= x ij j m x ij i (3) Điều kiện cân thu - phát: = bj , j= m i i Footer Page 10 of 126 n a j b j ) Header Page 12 of 126 10 + xác định vào điều chỉnh + ô vào đƣợc đánh dấu (+) Xen kẽ dấu (-) dấu (+) vòng điều chỉnh + lƣợng điều chỉnh q= {xij/ (i, j) có dấu (-)} Bƣớc : Xác định phƣơng án cực biên xij + q dấu (+) x’ij = xij – q dấu (-) xij không dấu quay bƣớc Sau số bƣớc lặp hữu hạn, toán có phƣơng án tối ƣu 2.3 GIẢI THUẬT DI TRUYỀN GIẢI BÀI TOÁN TỐI ƢU XẾP DỠ 2.3.1 Biểu diễn lời giải toán Có lẽ biểu diễn lời giải tự nhiên cho toán bốc dỡ hàng hóa (m nguồn n đích) cấu trúc hai chiều, sử dụng ma trận V= (vij) ( ≤ i ≤ m, 1≤ j ≤ n) V= [ ] Với cách biểu diễn ta tìm cách diễn tả ràng buộc, hàm lƣợng giá, toán tử di truyền tƣng ứng 2.3.2 Hệ thống ràng buộc Rõ ràng với lời giải biểu diễn ma trận (mảng chiều) lời giải V= (vij) thỏa mãn ràng buộc toán n v = sour (i) i= 1, 2, …, m v = dest (j) j= 1, 2, …, n ij j m ij i Footer Page 12 of 126 Header Page 13 of 126 vij ≥ 11 i= 1, 2, …, m ; j= 1, 2, …, n Thêm vào thông số số lƣợng hàng nguồn sour(i) đích dest(j), bảng chi phí bốc dỡ đơn vị hàng hóa đƣợc biểu diễn ma trận hai chiều cost(i, j) Với cách biểu diễn ma trận ràng buộc đƣợc diễn tả dễ dàng tự nhiên 2.3.3 Hàm lƣợng giá Hàm lƣợng giá tính tổng chi phí bốc dỡ hàng hóa từ kho (nguồn) đến xe (đích), hàm mục tiêu toán m n vij cost (i, j ) eval(vij)= i j 2.3.4 Thủ tục khởi tạo Để mô tả cách tạo lời giải thỏa tất ràng buộc, ta xây dựng giải thuật có tên khoi_tao Có thể lời giải thu đƣợc tối ƣu nhƣng vấn đề ta chƣa đề cập Procedurekhoi_tao ( ) Input: mảng sour(m), dest(n) Output : mảng (vij) cho vij ≥ với i,j thỏa mãn ràng buộc toàn cục Begin L ←{1,2,…,mx n} danh sách điểm chưa xét Repeat Chọn ngẫu nhiên số q L chưa xét Đánh dấu q xét (hàng) i ← (q-1) div n +1 (cột) j ← (q-1)mod n +1 val ←min {sour(i),dest(j)} vij ← val Footer Page 13 of 126 Header Page 14 of 126 12 sour(i) ← sour(i) – val dest( j) ← dest(j) – val Until ( tất điểm L thăm ) End; 2.3.5 Các toán tử di truyền a) Đột biến Cho ≤ p ≤ n , ≤ q ≤ m, giả sử { i1, i2,…,ip} tập {1, 2, …, n} {j1, j2,…,jq} tập {1, 2, …, m} Ta biểu diễn cha (mẹ) đột biến ma trận kích thƣớc (n x m) V = (vij) Rồi tạo ma trận kích thƣớc (p x q) W = (wij), từ tất phần tử ma trận V theo cách sau: phần tử vij V W i { i1, i2,…,ip} j {j1, j2,…,jq} Điều có nghĩa i = ir, j = js phần tử vij đƣợc đặt hàng r cột s ma trận W Bây ta gán giá trị sour W(i) dest W(j) cho ma trận W (1 ≤ i ≤ p , ≤ j ≤ q) : sour W(i) = ∑ 1≤i≤p dest W(j) = ∑ 1≤j≤q Ta áp dụng thủ tục khoi_tao để gán giá trị cho ma trận W cho tất ràng buộc sour W(i) dest W(j) đƣợc thỏa mãn Sau đó, ta thay phần tử thích hợp ma trận V phần tử ma trận W Bằng cách ta tạo đƣợc đột biến mà tất ràng buộc toàn cục (sour(i) dest(j) đƣợc bảo toàn) b) Lai tạo Giả sử sau thực lựa chọn hai lần để chọn hai ma trận V1= (vij) V2 = (uij) làm cha mẹ để thực lai tạo Ta có giải thuật đƣợc dùng để sinh hai V3 V4 : - Tạo hai ma trận tạm : Footer Page 14 of 126 Header Page 15 of 126 13 + D : lƣu giá trị trung bình đƣợc làm tròn (dƣới) từ cha lẫn mẹ : D= (dij) =(⌊ ⌋/2) + + R : theo dõi xem việc làm tròn cần thiết, ma trận nhị phân : R = (rij) = ((vij + uij) mod 2) - Ta biến đổi ma trận R thành ma trận R1=(tij) R2=(sij) cho R= R1 + R2 : n j n t ij i s ij j m s m t ij ij i n j r ij r ij m i i = 1, 2, …., m j = 1, 2, …., n -Kết sinh V1 V2: V3 = D + R1 V4 = D + R2 2.3.6 Sơ đồ thuật toán Bước 1: Khởi tạo Đọc (sinh) liệu Khởi tạo quần thể Sắp xếp quần thể theo thứ tự tăng dần chi phí Giữ lại cá thể tốt Ghi nhận cá thể tốt Cbest Bước 2: Vòng lặp Sinh thêm cá thể qua bƣớc lai ghép đột biến Nếu cá thể tốt cá thể tốt quần thể cũ có mặt quần thể Chuyển cá thể tốt quần thể cũ sang quần thể Sắp xếp quần thể theo thứ tự tăng dần chi phí Footer Page 15 of 126 Header Page 16 of 126 14 Nếu cá thể tốt quần thể tốt CBest thì: đặt CBest - cá thể tốt Counter= 0; không tăng biến Counter lên l Bước 3: Kiểm tra điều kiện kết thúc Nếu Counter= Max (chạy số lần lặp cho phép, dừng) Hiển thị kết Nhƣ vậy, thuật toán kết thúc sau Max bƣớc lặp không tạo đƣợc nhiễm sắc thể tốt nhiễm sắc thể tốt có Footer Page 16 of 126 Header Page 17 of 126 15 CHƢƠNG XÂY DỰNG VÀ CÀI ĐẶT CHƢƠNG TRÌNH 3.1 THIẾT KẾ MÔ HÌNH CƠ SỞ DỮ LIỆU 3.1.1 Xác định thực thể Qua trình nghiên cứu, xác định thực thể toán nhƣ sau: - Thực thể KHO: mô tả kho có kí hiệu kho, cho biết số lƣợng gạo chứa kho - Thực thể XE: mô tả kí hiệu xe, số lƣợng gạo bốc lên xe - Thực thể CHI PHÍ: Cho biết thông tin chi phí bốc xếp gạo từ kho đến xe - Thực thể PHƢƠNG ÁN XẾP DỠ: lƣu trữ kết sau xử lý, thể phƣơng án xếp dỡ tối ƣu, thông tin chi tiết số lƣợng gạo bốc kho lên xe để tổng chi phí bốc xếp thấp * Xây dựng lược đồ sở liệu - KHO (MaKho, TenKho, SoLuong) - XE (MaXe, TenXe, SoLuong) - CHI PHÍ (MaKho, MaXe, ChiPhi, MoTa) - PHƢƠNG ÁN XẾP DỠ (MaKho, MaXe, Soluong) 3.1.2 Mô tả sở liệu Bảng kho: STT Khóa Tên trƣờng Kiểu liệu Null Mô tả PK MaKho vachar(5) Not null Khóa TenKho nvarchar(50) Tên Kho SoLuong int(4) Số lƣợng gạo chứa kho Footer Page 17 of 126 Header Page 18 of 126 16 Bảng xe: STT Khóa Tên trƣờng Kiểu liệu Null Mô tả PK MaXe vachar(5) Not null Khóa TenXe nvarchar(50) Tên xe SoLuong int(4) Số lƣợng gạo xếp dỡ lên xe Bảng chi phí: STT Khóa Tên trƣờng Kiểu liệu Null Mô tả PK MaKho vachar(5) Not null Khóa PK MaXe varchar(5) ChiPhi int(4) Khóa chính, tên xe Chi phí bốc gạo từ kho lên xe MoTa Footer Page 18 of 126 nvarchar(50) Mô tả tuyến bốc xếp từ kho đến xe Header Page 19 of 126 17 Bảng phương án xếp dỡ: Tên trƣờng Kiểu liệu MaKho vachar(5) Mã kho gạo MaXe varchar(5) Mã xe vận chuyển STT Khóa SoLuong int(4) Null Mô tả Số lƣợng gạo từ kho cần bốc xếp lên xe 3.2 CẤU TRÚC DỮ LIỆU CỦA BÀI TOÁN Bài toán đƣợc nêu để tìm phƣơng án xếp dỡ tối ƣu Dữ liệu toán đƣợc biểu diễn dƣới dạng sau đây: Dùng cấu trúc mảng chiều biểu diễn số lƣợng gạo cung cấp kho số lƣợng gạo bốc lên xe int sour[ ] ; int dest [ ] ; Sử dụng mảng hai chiều biểu diễn ma trận chi phí bốc xếp cho gạo int cost [ ] [ ]; Dữ liệu toán: int Result[ ][ ]; //ma trận chứa lời giải hệ int Best [ ][ ]; //ma trận chứa lời giải tốt Ngoài chƣơng trình sử dụng biến sau: int m, n, pop_size, gen_mun; //n: số kho cung cấp gạo //m: số xe chở gạo //pop_size: kích thƣớc quần thể Footer Page 19 of 126 Header Page 20 of 126 18 //gen_num: số hệ hay số lần lặp float Pc, Pm; // Pc: xác suất lai // Pm: xác xuất đột biến 3.3 THIẾT KẾ GIAO DIỆN CỦA CHƢƠNG TRÌNH Chƣơng trình gồm form sau: * Form nhập liệu kho * Form nhập liệu xe * Form nhập chi phí bốc xếp gạo kho hàng lên xe * Form nhập thông số giải thuật di truyền * Form hiển thị kết 3.4 KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM CỦA CHƢƠNG TRÌNH Hệ thống chƣơng trình đƣợc cài đặt ngôn ngữ Visual Basic, chạy môi trƣờng Windows Seven máy Dual Core 2.0 Ghz Dữ liệu vào toán xếp dỡ thể bảng sau: X1 X2 X3 X4 Xe Kho K1 Kho15 15 15 10 10 20 11 K2 25 12 20 K3 14 16 18 Nhập liệu vào chƣơng trình nhƣ hình bên dƣới: Footer Page 20 of 126 Header Page 21 of 126 19 Hình 3.1: Giao diện nhập thông tin kho chứa Hình 3.2: Giao diện nhập thông tin xe vận chuyển Footer Page 21 of 126 Header Page 22 of 126 20 Hình 3.3: Giao diện nhập chi phí bốc xếp Cùng với thông số giải thuật di truyền toán nhƣ sau: Hình 3.4: Thông số giải thuật di truyền Footer Page 22 of 126 Header Page 23 of 126 21 Kết chạy chƣơng trình: Bảng phân phối số lƣợng xếp dỡ Xe X1 X2 X3 X4 K1 10 0 K2 15 K3 0 Kho Tổng chi phí : 410 Lời giải tối ƣu toán: Hình 3.5: Lời giải tối ƣu toán Sau chƣơng trình hoàn tất cho kết tốt dựa liệu vào.Kết hiển thị bảng số lƣợng phân bố xếp dỡ Footer Page 23 of 126 Header Page 24 of 126 22 kết hiển thị tổng chi phí bốc xếp lời giải nhƣ hình Đặc biệt chƣơng trình cho phép ta xem kết cá thể hệ Rất đơn giản, ta cần chọn số hệvà tự cá thể quần thể (đã xếp theo chiều tăng dần tổng chi phí bốc xếp) , chọn xong nhấn vào nút Xem bên cạnh để xem kết mong muốn nhƣ hình bên dƣới Hình 3.6: Lời giải hệ Hơn nữa, chƣơng trình thực lại thuật toán với liệu vào nhƣ cũ nhƣng với tham số quần thể nhƣ: số cá thể, kích thƣớc quần thể, xác suất lai, xác suất đột biến thay đổi đƣợc cách sau nhận đƣợc kết cuối ta nhấn vào nút nhập lại để thực lại thuật toán Footer Page 24 of 126 Header Page 25 of 126 23 KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN Kết luận Từ kết nghiên cứu luận văn cho phép rút số kết luận sau: +Về lý thuyết Tìm hiểu đƣợc thuật toán di truyền việc tìm lời giải tối ƣu cho toán xếp dỡ hàng hóa Hiểu đƣợc phƣơng pháp tiếp cận tối ƣu giải toán, qua so sánh lựa chọn đƣợc giải thuật để giải toán nâng cao độ xác Từ đánh giá đƣợc giải thuật dựa tiêu chí tốc độ, hiệu suất chi phí +Về thực nghiệm Phân tích mô tả đƣợc nhóm chức chƣơng trình ứng dụng Đây sở để tiếp tục phát triển đề tài tƣơng lai Cài đặt thành công chƣơng trình thực nghiệm tìm kế hoạch bốc xếp với tổng chi phí nhỏ thuật toán di truyền ứng dụng vào toán tối ƣu xếp dỡ hàng hóa Ưu điểm hạn chế đề tài + Về lý thuyết Luận văn tập trung nghiên cứu thuật toán di truyền, chƣa nghiên cứu thuật toán khác (nhƣ thuật toán đàn kiến, thuật toán đàn ong) để có đánh giá so sánh Giải thuật di truyền luận văn đƣợc thiết kế có đặc trƣng quan trọng xử lý loại hàm chi phí (không cần phải liên tục), hiệu chỉnh để xử lý nhiều toán nghiên cứu toán tử giống Việc lựa chọn trƣờng hợp đơn giản bánh xe roulette , điểm đột biến , điểm giao với hai cá thể quần thể chiều dài cố định vector - có phức tạp thời gian O ( gens * ( đột biến + lai tạo + chọn lọc ) ), Footer Page 25 of 126 Header Page 26 of 126 24 gens số lƣợng hệ, độ phức tạp điểm đột biến (n * m với n kích thƣớc quần thể m kích thƣớc cá thể), độ phức tạp thời gian lai tạo (n * m lần nữa), độ phức tạp lựa chọn (n trƣờng hợp bánh xe roulette thực có hiệu quả) Do đó, độ phức tạp thuật toán di truyền O (gens * n * m) (với gens số hệ hay số lần lặp) + Về thực nghiệm Mặc dù cài đặt đƣợc số chức nhƣng chƣa kiểm tra thực nghiệm với nhiều liệu khác nhiều chức chƣa cài đặt hoàn chỉnh Chƣơng trình tính chất mô chƣa phải ứng dụng hoàn chỉnh Đánh giá ý nghĩa đóng góp đề tài Luận văn mang lại nhìn tổng quan giải thuật di truyền Tìm hiểu cách thức áp dụng giải thuật di truyền toán vận tải phi tuyến Có thể cải tiến giải thuật di truyền luận văn áp dụng vào toán tối ƣu khác để ứng dụng nhiều tình huống, chẳng hạn nhƣ lập lịch trình công việc máy tính, phân phối dòng vốn công ty, phân phối kho Hƣớng phát triển + Về lý thuyết Tiếp tục nghiên cứu sâu thêm thuật toán di truyền với phƣơng pháp tối ƣu hóa đƣợc cải tiến áp dụng toán tối ƣu + Về thực nghiệm Tiếp tục cài đặt chức thiếu, cài đặt chƣơng trình chạy mô hình xử lý song song Footer Page 26 of 126 ... VỀ GIẢI THUẬT DI TRUYỀN 1.1.1 Lịch sử phát triển 1.1.2 Ƣu nhƣợc điểm giải thuật di truyền 1.1.3 Sơ đồ tổng thể giải thuật di truyền Quá trình hoạt động giải thuật di truyền đƣợc biểu di n lƣu... of 126 1.1.4 Các cách biểu di n giải thuật di truyền - Biểu di n chuỗi nhị phân - Biểu di n số nguyên - Biểu di n chữ 1.1.5 Hàm thích nghi 1.1.6 Các toán tử giải thuật di truyền a) Chọn lọc + Chọn... nhỏ thuật toán di truyền ứng dụng vào toán tối ƣu xếp dỡ hàng hóa Ưu điểm hạn chế đề tài + Về lý thuyết Luận văn tập trung nghiên cứu thuật toán di truyền, chƣa nghiên cứu thuật toán khác (nhƣ thuật