信解蔸學(xué)戊智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用趙文洲信解蔸學(xué)戊1內(nèi)容令啟發(fā)式優(yōu)化方法研究背景心生物啟發(fā)式優(yōu)化方法

群體智能優(yōu)化方法(SI)☆SⅠ算法在的應(yīng)用令實(shí)例研究①學(xué)茂李艷靈內(nèi)容2內(nèi)容1啟發(fā)式計(jì)算方法研究背景2生物啟發(fā)式計(jì)算方法3群體智能優(yōu)化方法(S)4|S算法的應(yīng)用實(shí)例研究?jī)?nèi)容3啟發(fā)式計(jì)算方法背景實(shí)際生活中的優(yōu)化問題優(yōu)化是一個(gè)重要的數(shù)學(xué)分支,是一門應(yīng)用性強(qiáng)、內(nèi)容豐富的學(xué)科例如:1、工程設(shè)計(jì)中:怎樣選擇設(shè)計(jì)參欻,使得設(shè)計(jì)方案既滿足設(shè)計(jì)要求又能降低成本2、資源分配中:怎樣分配有限的資源,使得分配方案既能滿足各方面的基本要求,又能獲得好的經(jīng)濟(jì)效益;3、生產(chǎn)計(jì)劃安排中:選擇怎樣的計(jì)劃方案才能提高產(chǎn)值和利潤(rùn)。在人類活動(dòng)的各個(gè)領(lǐng)域中,諸如此類,不勝枚舉。這些問題在某種程度上都可以稱為最優(yōu)化問題。最優(yōu)化的目的是對(duì)于給出的實(shí)際問題,從可行的解決方案中找出最好或較好的解決方案來,即要在盡可能節(jié)省人力、物力和時(shí)間的前提下,爭(zhēng)取獲得在可能范圍內(nèi)的最佳效果。①學(xué)茂李艷靈啟發(fā)式計(jì)算方法背景4啟發(fā)式計(jì)算方法背景最優(yōu)化問題可以追溯到十分古老的極值問題,早在17世紀(jì),英國(guó)科學(xué)家Newtωn發(fā)明微積分的時(shí)代,就已提出極值問題,后來又出現(xiàn)了Lagrange乘數(shù)法1847年法國(guó)數(shù)學(xué)家Cauchy研究了函數(shù)值沿什么方向下降最快的問題提出了最速下降法939年前蘇聯(lián)數(shù)學(xué)家提出了解決下料問題和運(yùn)輸問題這兩種線性規(guī)劃問題的求解方法。人們關(guān)于最優(yōu)化問題的研究工作,隨著歷史的發(fā)展不斷深入。但是,任何科學(xué)的進(jìn)步都會(huì)受到歷史條件的限制。直至20世紀(jì)30年代,最優(yōu)化這個(gè)古老的課題并未形成獨(dú)立的系統(tǒng)學(xué)科。20世紀(jì)40年代以來,隨著生產(chǎn)活動(dòng)和科學(xué)研究地不斷發(fā)展,特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展和廣泛使用,使最優(yōu)化問題的研究不僅成為一種迫切需要,而且有了求解的有力工具。因此各種優(yōu)化理論研究發(fā)展迅速,新方法不斷出現(xiàn),實(shí)際應(yīng)用日益廣泛。而且在計(jì)算機(jī)技術(shù)的推動(dòng)下,些超大規(guī)模的優(yōu)化問題也得以實(shí)現(xiàn),最終使得優(yōu)化理論與方法在經(jīng)濟(jì)規(guī)劃、工程設(shè)計(jì)、生產(chǎn)管理、交通運(yùn)輸?shù)确矫娴玫搅藦V泛應(yīng)用,成為一門十分活躍的學(xué)科。①學(xué)茂李艷靈啟發(fā)式計(jì)算方法背景5啟發(fā)式計(jì)算方法背景◆最優(yōu)化問題模型minf(x)x∈ScRh(x)<0或>0心全局最優(yōu)與局部最優(yōu)①學(xué)茂李艷靈啟發(fā)式計(jì)算方法背景6經(jīng)典的計(jì)算方法心17世紀(jì)Newtown微積分

1847年Cauchy最速下降法◆1939年Kantorovich下料問題和運(yùn)輸問題問題求解心1947年Dantzig單純形方法①學(xué)茂李艷靈經(jīng)典的計(jì)算方法7啟發(fā)式計(jì)算方法定義1-1】啟發(fā)式算法是一種基于直觀或經(jīng)驗(yàn)構(gòu)造的算法,在可接受的耗費(fèi)(指計(jì)算時(shí)間、占用空間等)下給出待解決優(yōu)化問題每一實(shí)例的一個(gè)可行解,該可行解與最優(yōu)解的偏離程度未必可事先估計(jì)?！径x1-2】啟發(fā)式算法是一種技術(shù),該技術(shù)使得能在可接受的計(jì)算費(fèi)用內(nèi)去尋找盡可能好的解,但不一定能保證所得解的可行性和最優(yōu)性,甚至在多數(shù)情況下,無法描述所得解與最優(yōu)解的近似程度經(jīng)典的啟發(fā)式方法基本原理:根據(jù)問題的部分已知信息來啟發(fā)式地探索該問題的解決方案,在探索解決方案的過程中將發(fā)現(xiàn)的有關(guān)信息記錄下來,不斷積累和分析,并根據(jù)越來越豐富的已知信息來指導(dǎo)下一步的動(dòng)作并修正以前的步驟,從而獲得在整辭起約解花啟發(fā)式計(jì)算方法8啟發(fā)式計(jì)算方法分類今物理啟發(fā)式模擬退火算法(模擬固體熔化狀態(tài)下由逐漸冷卻至最終達(dá)到結(jié)晶狀態(tài)的物理過程)量子計(jì)算(模擬量子態(tài)的疊加性和相干性以及量子比特之間的糾纏性)今社會(huì)與文化啟發(fā)文化算法(模擬人類社會(huì)的演化過程)人口遷移算法(模擬人口流動(dòng)與人口遷移)①學(xué)茂李艷靈啟發(fā)式計(jì)算方法分類9內(nèi)容1啟發(fā)式計(jì)算方法研究背景2生物啟發(fā)式計(jì)算方法3群體智能優(yōu)化方法(S)4|S算法的應(yīng)用5實(shí)例研究?jī)?nèi)容10智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件11智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件12智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件13智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件14智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件15智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件16智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件17智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件18智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件19智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件20智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件21智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件22智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件23智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件24智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件25智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件26智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件27智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件28智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件29智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件30智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件31智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件32智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件33智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件34智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件35智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件36智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件37智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件38智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件39智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件40智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件41智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件42智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件43智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件44智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件45智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件46智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件47智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件48智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件49智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件50智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件51智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件52智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件53智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件54智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件55智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件56智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件57智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件58智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件59智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件60智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件61智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件62智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件63智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件64智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件65智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件66智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件67智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件68智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件69智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件70智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件71智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件72智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件73智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件74智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件75智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件76智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件77智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件78信解蔸學(xué)戊智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用趙文洲信解蔸學(xué)戊79內(nèi)容令啟發(fā)式優(yōu)化方法研究背景心生物啟發(fā)式優(yōu)化方法

群體智能優(yōu)化方法(SI)☆SⅠ算法在的應(yīng)用令實(shí)例研究①學(xué)茂李艷靈內(nèi)容80內(nèi)容1啟發(fā)式計(jì)算方法研究背景2生物啟發(fā)式計(jì)算方法3群體智能優(yōu)化方法(S)4|S算法的應(yīng)用實(shí)例研究?jī)?nèi)容81啟發(fā)式計(jì)算方法背景實(shí)際生活中的優(yōu)化問題優(yōu)化是一個(gè)重要的數(shù)學(xué)分支,是一門應(yīng)用性強(qiáng)、內(nèi)容豐富的學(xué)科例如:1、工程設(shè)計(jì)中:怎樣選擇設(shè)計(jì)參欻,使得設(shè)計(jì)方案既滿足設(shè)計(jì)要求又能降低成本2、資源分配中:怎樣分配有限的資源,使得分配方案既能滿足各方面的基本要求,又能獲得好的經(jīng)濟(jì)效益;3、生產(chǎn)計(jì)劃安排中:選擇怎樣的計(jì)劃方案才能提高產(chǎn)值和利潤(rùn)。在人類活動(dòng)的各個(gè)領(lǐng)域中,諸如此類,不勝枚舉。這些問題在某種程度上都可以稱為最優(yōu)化問題。最優(yōu)化的目的是對(duì)于給出的實(shí)際問題,從可行的解決方案中找出最好或較好的解決方案來,即要在盡可能節(jié)省人力、物力和時(shí)間的前提下,爭(zhēng)取獲得在可能范圍內(nèi)的最佳效果。①學(xué)茂李艷靈啟發(fā)式計(jì)算方法背景82啟發(fā)式計(jì)算方法背景最優(yōu)化問題可以追溯到十分古老的極值問題,早在17世紀(jì),英國(guó)科學(xué)家Newtωn發(fā)明微積分的時(shí)代,就已提出極值問題,后來又出現(xiàn)了Lagrange乘數(shù)法1847年法國(guó)數(shù)學(xué)家Cauchy研究了函數(shù)值沿什么方向下降最快的問題提出了最速下降法939年前蘇聯(lián)數(shù)學(xué)家提出了解決下料問題和運(yùn)輸問題這兩種線性規(guī)劃問題的求解方法。人們關(guān)于最優(yōu)化問題的研究工作,隨著歷史的發(fā)展不斷深入。但是,任何科學(xué)的進(jìn)步都會(huì)受到歷史條件的限制。直至20世紀(jì)30年代,最優(yōu)化這個(gè)古老的課題并未形成獨(dú)立的系統(tǒng)學(xué)科。20世紀(jì)40年代以來,隨著生產(chǎn)活動(dòng)和科學(xué)研究地不斷發(fā)展,特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展和廣泛使用,使最優(yōu)化問題的研究不僅成為一種迫切需要,而且有了求解的有力工具。因此各種優(yōu)化理論研究發(fā)展迅速,新方法不斷出現(xiàn),實(shí)際應(yīng)用日益廣泛。而且在計(jì)算機(jī)技術(shù)的推動(dòng)下,些超大規(guī)模的優(yōu)化問題也得以實(shí)現(xiàn),最終使得優(yōu)化理論與方法在經(jīng)濟(jì)規(guī)劃、工程設(shè)計(jì)、生產(chǎn)管理、交通運(yùn)輸?shù)确矫娴玫搅藦V泛應(yīng)用,成為一門十分活躍的學(xué)科。①學(xué)茂李艷靈啟發(fā)式計(jì)算方法背景83啟發(fā)式計(jì)算方法背景◆最優(yōu)化問題模型minf(x)x∈ScRh(x)<0或>0心全局最優(yōu)與局部最優(yōu)①學(xué)茂李艷靈啟發(fā)式計(jì)算方法背景84經(jīng)典的計(jì)算方法心17世紀(jì)Newtown微積分

1847年Cauchy最速下降法◆1939年Kantorovich下料問題和運(yùn)輸問題問題求解心1947年Dantzig單純形方法①學(xué)茂李艷靈經(jīng)典的計(jì)算方法85啟發(fā)式計(jì)算方法定義1-1】啟發(fā)式算法是一種基于直觀或經(jīng)驗(yàn)構(gòu)造的算法,在可接受的耗費(fèi)(指計(jì)算時(shí)間、占用空間等)下給出待解決優(yōu)化問題每一實(shí)例的一個(gè)可行解,該可行解與最優(yōu)解的偏離程度未必可事先估計(jì)。【定義1-2】啟發(fā)式算法是一種技術(shù),該技術(shù)使得能在可接受的計(jì)算費(fèi)用內(nèi)去尋找盡可能好的解,但不一定能保證所得解的可行性和最優(yōu)性,甚至在多數(shù)情況下,無法描述所得解與最優(yōu)解的近似程度經(jīng)典的啟發(fā)式方法基本原理:根據(jù)問題的部分已知信息來啟發(fā)式地探索該問題的解決方案,在探索解決方案的過程中將發(fā)現(xiàn)的有關(guān)信息記錄下來,不斷積累和分析,并根據(jù)越來越豐富的已知信息來指導(dǎo)下一步的動(dòng)作并修正以前的步驟,從而獲得在整辭起約解花啟發(fā)式計(jì)算方法86啟發(fā)式計(jì)算方法分類今物理啟發(fā)式模擬退火算法(模擬固體熔化狀態(tài)下由逐漸冷卻至最終達(dá)到結(jié)晶狀態(tài)的物理過程)量子計(jì)算(模擬量子態(tài)的疊加性和相干性以及量子比特之間的糾纏性)今社會(huì)與文化啟發(fā)文化算法(模擬人類社會(huì)的演化過程)人口遷移算法(模擬人口流動(dòng)與人口遷移)①學(xué)茂李艷靈啟發(fā)式計(jì)算方法分類87內(nèi)容1啟發(fā)式計(jì)算方法研究背景2生物啟發(fā)式計(jì)算方法3群體智能優(yōu)化方法(S)4|S算法的應(yīng)用5實(shí)例研究?jī)?nèi)容88智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件89智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件90智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件91智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件92智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件93智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件94智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件95智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件96智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件97智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件98智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件99智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件100智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件101智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件102智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件103智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件104智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件105智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件106智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件107智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件108智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件109智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件110智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件111智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件112智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件113智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件114智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件115智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件116智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件117智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件118智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件119智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件120智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件121智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件122智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件123智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件124智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件125智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件126智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件127智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件128智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件129智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件130智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件131智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件132智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件133智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件134智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件135智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件136智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件137智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件138智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件139智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿課件140智能優(yōu)化方法及其應(yīng)用講稿