بررسی الگوریتم بهینه سازی رقابت استعماری

1
2
الگوريتم بهينه سازی
الگوريتم بهينه سازی

در دهه ­های اخیر، الگوریتم های بهینه­ سازی هوشمند الهام گرفته از طبیعت، موفقیت خوبی از خود نشان داده­ اند. از جمله این روش ها می ­توان الگوریتم های ژنتیک (الهام گرفته از تکامل موجودات)، بهینه­ سازی کلونی مورچه­ ها (بر مبنای حرکت بهینه مورچه­ ها) و حرکت جمعی ذرات با الهام از حرکت دسته جمعی پرندگان و ماهی­ ها را نام برد. این روش ها در حل بسیاری از مسائل بهینه­ سازی در حوزه­ های مختلف استفاده شده­ اند. اخیرا الگوریتم جدیدی با نام الگوریتم رقابت استعماری ( Imperialist Competitive Algorithm) توسط آقایان اسماعیل آتشپز و کارو لوکس ارائه شده است، که برای بهینه­ سازی، به جای طبیعت از یک پدیده اجتماعی الهام گرفته است.

مبدعان این الگوریتم، پدیده تاریخی استعمار را در راستای یک تکامل اجتماعی- سیاسی جوامع انسانی تحلیل نموده و با مدلسازی ریاضی این فرایند، یک الگوریتم قدرتمند برای بهینه­ سازی ارائه کرده ­اند. نتایج به کارگیری این الگوریتم در زمینه­ های متنوعی از مهندسی برق، کامپیوتر، صنایع، مکانیک و … کارایی آن را در حل مسائل بهینه­ سازی نشان داده است .کارایی بالا و جنبه نوآوری این الگوریتم، باعث جذابیت آن برای متخصصین حوزه بهینه­ سازی شده است.

 در ادامه برای فهم ساده­ تر چگونگی رفتار الگوریتم رقابت استعماری (ICA)، از طریق مقایسه با الگوریتم ژنتیک، عملکرد آن توضیح داده شده است. در الگوریتم ژنتیک یک جمعیت وجود دارد که از تعدادی فرد تشکیل شده است. با اعمال عملگرهای برش، جهش و انتخاب افراد جمعیت، الگوریتم به سمت پاسخ ­های بهتر در فضای جستجو هدایت می­ شود. انتخاب والدین و فرزندان جدید برای نسل بعد بر اساس میزان برازندگی  هر فرد صورت می­ گیرد.

در الگوریتم ICA تعدادی کشور، متناظر افراد در الگوریتم ژنتیک وجود دارد. در واقع این مجموعه از کشورها، نقاطی تصادفی درون فضای جستجو می باشند. سپس، چند کشور قوی تر (دارای برازندگی بیشتر) به عنوان استعمارگر انتخاب می­ شوند (در الگوریتم ICA به جای اصطلاح برازندگی، از اصطلاح قدرت استفاده می­شود). به این ترتیب کشورهای قدرتمند به عنوان استعمارگر و کشورهای ضعیف به عنوان مستعمره قرار می­گیرند. در ابتدای اجرای الگوریتم، کشورها به صورت تصادفی تولید و چند کشور قدرتمند به عنوان استعمارگر انتخاب می­ شوند. سپس سایر کشورها به صورت تصادفی به یکی از استعمارگران منتسب می شوند (شکل ۱). تعداد مستعمرات هر استعمارگر، متناسب با قدرتش می باشد. مطابق شکل ۱ استعمارگران قوی تر (ستاره های بزرگتر) مستعمرات بیشتری به خود اختصاص داده­ اند.

استعمارگران اولیه تولیده شده
استعمارگران اولیه تولیده شده

کشورهای استعمارگر با اعمال سیاست جذب (همگون­ سازی) در راستای محورهای مختلف مثلاً زبان و فرهنگ، کشورهای مستعمره را به سمت خود می­ کشند. این موضوع به وسیله حرکت تصادفی هر کشور مستعمره به سمت کشور استعمارگر خود، در فضای جستجو مدلسازی شده است. مطابق شکل ۲، حرکت کشور مستعمره به سمت کشور استعمارگر به اندازه x و با انحراف زاویه­ ای θ صورت می­ گیرد که این مقادیر بطور تصادفی تعیین می­ گردند.

چگونگی جابجایی کشور مستعمره در راستای سیاست جذبممکن است در روند حرکت کشورها در طول اجرای الگوریتم، یک کشور مستعمره قدرت بیشتری از استعمارگر نظیر خود پیدا کند. در این حالت، جای کشور مستعمره و استعمارگر عوض خواهد شد. به عبارت دیگر در مراحل بعد، تمام کشورهای مستعمره استعمارگر قبلی، به استعمارگر جدید تعلق خواهند گرفت و حرکت این مستعمرات به سمت استعمارگر جدید خواهد بود. در هر مرحله از تکرار الگوریتم، میان استعمارگران رقابتی برقرار است. در این رقابت، استعمارگری که نسبت به دیگر استعمارگران قدرت کمتری دارد، یکی از مستعمرات خود را از دست می­ دهد. در این فرایند ضعیف ترین مستعمره از ضعیف­ ترین استعمارگر به طور تصادفی به یکی از استعمارگران دیگر ملحق می شود. احتمال انتساب این مستعمره جدید به هر یک از استعمارگران نیز، متناسب با میزان قدرت آنها می باشد. اگر استعمارگری تمام مستعمرات خود را از دست بدهد، خود به صورت مستعمره یک استعمارگر دیگر در خواهد آمد. مراحل الگوریتم به همین ترتیب ادامه می­ یابد تا بالاخره تعداد استعمارگران به یک برسد. در این حالت تمام کشورها، مستعمره یک استعمارگر هستند و الگوریتم به پایان می رسد. البته شرایط توقف دیگری مانند تعداد تکراری معین نیز، می­ تواند بکار رود. به این ترتیب فلوچارت الگوریتم رقابت استعماری، مطابق شکل ۳ خواهد بود.

فلوچارت الگوریتم رقابت استعماری
فلوچارت الگوریتم رقابت  استعماری

بعد از توضیحات کوتاه ارائه شده بیان این نکته نیز خالی از لطف نیست که چون الگوریتم مزبور توسط دو ایرانی به دنیا معرفی شده است، سهم بزرگی از مقالات ارائه شده در نشریات معتبر علمی دنیا به نام ایرانیان است. با این تفاسیر مدیراما به دانشجویان و محققان مدیریت توصیه می کند تا در انتخاب موضوعات جدید مخصوصا در فضای بهینه سازی و پیش بینی از این روش استفاده کنند. در ادامه می توانید یک نمونه مقاله کار شده در زمینه مدیریت که از این روش استفاده کرده است را دانلود نمایید.

دانلود مقاله

در صورت تمایل به اخذ مشاوره برای انتخاب موضوع پایان نامه با کاربرد الگوریتم بهینه سازی رقابت استعماری و تحلیل داده ها و همچنین دریافت مقالات بیشتر، می توانید درخواست خود را در فرم تماس با ما ثبت نمایید.

یک دیدگاه

  1. salam khanoome moosavi vaghtetoon bekheyr
    emkanesh hast babate algorithm ica kami rahnamaeim konid
    mamnoonetoon misham
    ostademoon masaleiro dade gofte ba raveshe ica hal konid daneshjooye term avale karshenasiye arshadam yekam tahghigh kardan sakhtame
    mamnoon misham dar in zamine komakam konid

ارسال یک پاسخ

لطفا دیدگاه خود را وارد کنید!
لطفا نام خود را در اینجا وارد کنید

مرتب‌سازی بر اساس: