可配置的智能優(yōu)化算法制造業(yè)中的設(shè)計與實(shí)踐

智能優(yōu)化算法，也被稱為元啟發(fā)式，是一種優(yōu)化算法，基于人口的迭代模擬自然現(xiàn)象和行為，是通過程序來模擬自然界已知的進(jìn)化方法來進(jìn)行優(yōu)化的方法，比如模擬生物進(jìn)化的遺傳算法，模擬自然選擇進(jìn)行篩選，逐步歸向目標(biāo)的最大值，并且能夠在相對較短的時間內(nèi)復(fù)雜問題的可行的解決方案。包括遺傳算法、蟻群算法、禁忌搜索算法、模擬退火算法、粒子群算法等。智能優(yōu)化算法一般是針對具體問題設(shè)計相關(guān)的算法，理論要求弱，而技術(shù)性強(qiáng)。

全書分為6部分，共12章。第1部分 介紹和概述，含第1-2章：1.智能優(yōu)化算法簡史和概述：除了其簡史和概述以外，還介紹了智能分類算法、目前研究的智能分類算法，并從是否面向?qū)颉⑹欠衩嫦蚍?wù)、是否以用戶為中心等幾個方面分析了其發(fā)展趨勢；2.制造業(yè)智能優(yōu)化算法的研究進(jìn)展：包括分類生產(chǎn)優(yōu)化問題、在制造業(yè)中解決優(yōu)化問題的挑戰(zhàn)、未來制造優(yōu)化方法：需求與發(fā)展趨勢等內(nèi)容。第2部分 設(shè)計與實(shí)現(xiàn)，含第3-5章：3.智能動態(tài)配置優(yōu)化算法：包括基本概念、案例研究、性能分析、與傳統(tǒng)優(yōu)化算法的比較；4.智能優(yōu)化算法改良和交叉：包括分類的改進(jìn)、分類的交叉、基于dcia改進(jìn)和交叉等內(nèi)容；5.智能優(yōu)化算法的并行化：智能優(yōu)化算法的并行實(shí)施方式：包括多核處理器的并行實(shí)現(xiàn)、計算集群的并行實(shí)現(xiàn)、基于GPU和FPGA的并行實(shí)現(xiàn)、典型的并行拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。第3部分 改進(jìn)的智能優(yōu)化算法的應(yīng)用，含第6-7章：6.對合作伙伴選擇虛擬制造的一種改進(jìn)的遺傳算法：包括簡介、問題介紹、傳統(tǒng)算法、新算法框架和綜述及最后的仿真和實(shí)驗(yàn)；7.能量感知云服務(wù)的clpsga調(diào)度：包括能量感知的云服務(wù)調(diào)度的建模、帕累托解的優(yōu)化問題、實(shí)驗(yàn)與數(shù)據(jù)結(jié)果的分析等內(nèi)容。第4部分 混合智能優(yōu)化算法應(yīng)用，含第8-9章：8.時序約束的SFBACO路由優(yōu)化問題；9.對于云服務(wù)和私有云計算資源調(diào)度的混合RCO。第5部分 并行智能優(yōu)化算法的應(yīng)用，含第10-12章：10.PEADGA計算資源分配；11.基于FPGA F4SA的車間作業(yè)調(diào)度問題：包括車間作業(yè)調(diào)度的問題描述、基于FPGA的SA設(shè)計和配置、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及討論；12.可配置智能優(yōu)化算法的未來工作：相關(guān)工程配置的智能優(yōu)化算法、動態(tài)配置算法及其發(fā)展的挑戰(zhàn)。

本書作者是陶飛副教授，北京航空航天大學(xué)博士生導(dǎo)師，他的研究興趣包括：面向服務(wù)的制造如云制造，制造網(wǎng)格，制造服務(wù)的管理和優(yōu)化，智能優(yōu)化理論與算法。發(fā)表論文50余篇，其中SCI期刊論文20篇，EI收錄論文33篇，發(fā)明專利8項(xiàng)。是CIRP（國際生產(chǎn)工程學(xué)會）青年會員（Research Affiliate）、中國系統(tǒng)仿真學(xué)會智能物聯(lián)系統(tǒng)建模與仿真專業(yè)委員會副秘書長、國家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目評審人。

本書提供了制造工藝優(yōu)化的一個新的配置方法，全面闡述了基本的智能優(yōu)化算法，并演示了可以應(yīng)用于制造的改進(jìn)，交叉和并行化。此外，對這些智能優(yōu)化算法的各應(yīng)用案例進(jìn)行了詳細(xì)的分析。這本書將給學(xué)生、研究人員和對工程優(yōu)化感興趣的人員提供一個寶貴的資源，尤其適合以下三類讀者：算法初學(xué)者、優(yōu)化工程師和高級算法設(shè)計師。

李亞寧，碩士研究生

（中國科學(xué)院自動化研究所）