روشهاي ابتكاري (جستجوي تصادفي)

يك روش ناشيانه براي حل مسائل بهينه‌سازي تركيبي اين است كه تمامي جواب‌هاي امكان‌پذير در نظر گرفته شود و توابع هدف مربوط به آن محاسبه شود و در نهايت، بهترين جواب انتخاب گردد. روشن است كه شيوه شمارش كامل، نهايتاً به جواب دقيق مسأله منتهي مي‌شود؛ اما در عمل به دليل زياد بودن تعداد جواب‌هاي امكان‌پذير، استفاده از آن غيرممكن است. با توجه به مشكلات مربوط به روش شمارش كامل، همواره بر ايجاد روش‌هاي مؤثرتر و كاراتر تأكيد شده است. در اين زمينه، الگوريتم‌هاي مختلفي به وجود آمده است كه مشهورترين نمونه آنها، روش سيمپلكس براي حل برنامه‌هاي خطي و روش شاخه و كرانه براي حل برنامه‌هاي خطي با متغيرهاي صحيح است. براي مسائلی با ابعاد بزرگ، روش سيمپلكس از كارايي بسيار خوبي برخوردار است، ولي روش شاخه و كرانه كارايي خود را از دست مي‌دهد و عملكرد بهتری از شمارش كامل نخواهد داشت. به دلايل فوق، اخيراً تمركز بيشتري بر روش‌هاي ابتكاري[1] يا فرا ابتکاری[2] يا جستجوی تصادفی[3] صورت گرفته است. روش‌هاي جستجوي ابتكاري، روش‌هايي هستند كه مي‌توانند جوابي خوب (نزديك به بهينه) در زماني محدود براي يك مسأله ارائه كنند. روش‌هاي جستجوي ابتكاري عمدتاً بر مبناي روش‌هاي شمارشي مي‌باشند، با اين تفاوت كه از اطلاعات اضافي براي هدايت جستجو استفاده مي‌كنند. اين روش‌ها از نظر حوزه كاربرد، كاملاً عمومي هستند و مي‌توانند مسائل خيلي پيچيده را حل كنند. عمده اين روش‌ها، تصادفي بوده و از طبيعت الهام گرفته شده‌اند.

همان طور که گفته شد، با توجه به مشكلات مربوط به روش شمارش كامل، همواره بر ايجاد روش‌هاي مؤثرتر و كاراتر تأكيد شده است. در اين زمينه، الگوريتم‌هاي مختلفي به وجود آمده كه مشهورترين آنها، الگوريتم سيمپلكس براي حل برنامه‌هاي خطي و روش شاخه و كران براي حل برنامه‌هاي خطي با اعداد صحيح است. بنابراين در سال‌هاي اخير توجه بيشتري بر روش‌هاي ابتكاري برگرفته از طبيعت كه شباهت‌هايي با سيستم‌هاي اجتماعي يا طبيعي دارد، صورت گرفته است و نتايج بسيار خوبي در  حل مسائل بهينه‌سازي تركيبي NP-hard به دنبال داشته است. در اين الگوريتم‌ها هيچ ضمانتي براي آنكه جواب به دست  آمده بهينه باشد، وجود ندارد و تنها با صرف زمان بسيار مي‌توان جواب نسبتاً دقيقي به دست آورد؛ در حقيقت با توجه به زمان صرف شده، دقت جواب تغيير مي‌كند.

براي روش‌هاي ابتكاري نمي‌توان تعريفي جامع ارائه كرد. با وجود  اين، در  اينجا كوشش مي‌شود تعريفي تا حد امكان مناسب براي آن عنوان شود: روش جستجوي ابتكاري، روشي است كه مي‌تواند جوابي خوب (نزديك به بهينه) در زماني محدود براي يك مسأله ارائه كند. هيچ تضميني براي بهينه بودن جواب وجود ندارد و متأسفانه نمي‌توان ميزان نزديكي جواب به دست آمده به جواب بهينه را تعيين كرد.

[1] Heuristic

[2] Metaheuristic

[3] Random Method

لینک جزییات بیشتر و دانلود این پایان نامه:

توسعه یک مدل بهینه سازی چند هدفه برای طراحی شبکه زنجیره تأمین در شرایط عدم قطعیت با در نظر گرفتن سطوح کیفی