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A hybrid particle swarm optimization algorithm for optimal task assignment in distributed system
大綱  - 補充說明 ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
大綱  -  論文報告 ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
線性規劃問題的標準型 表示法 標準型 ( standard form ) 矩陣向量( matrix-vector ) 目標式  (Max or Min) Z = c 1 x 1 + c 2 x 2  + … + c n x n Z = CX 限制式 a 11 x 1 +a 12 x 2 +…+a 1n x n =b 1 a 21 x 1 +a 22 x 2 +…+a 2n x n =b 2 … .. a m1 x 1 +a m2 x 2 +…+a mn x n =b m Ax=b x 1 ≥0,x 2 ≥0,…,x n ≥0 x≥0 b 1 ≥0,b 2 ≥0,…,b m ≥0 b≥0
Simplex method ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],參考資料:廖慶榮所著之《作業研究》 ( 三民書局出版 )
單形法  -  流程圖
例題 表示法 線性規劃問題 標準化 目標式  (Max) Z = 5x 1 + 3x 2 + x 3 Z = 5x 1 + 3x 2 + x 3 限制式 2x 1 + 4x 2 + x 3    8 x 1 + 2x 2 + 2x 3   10 2x 1 + x 2    6 x j    0 ,  j = 1,2,3.   2x 1 + 4x 2 + x 3 + s 1 = 8 x 1 + 2x 2 + 2x 3 + s 2 = 10 2x 1 + x 2 + s 3 = 6 x 1 , x 2 , x 3     0 s 1 , s 2 , s 3     0
樞列 (Pivot  row) 代入變數 (Entering variable) 樞行 (Pivot column) (x 1 , x 2   x 3 , s 1 , s 2 ,  s 3 ) = (3,  0,  2,  0,  3,  0)
單形法 ,[object Object]
波浪理論  (Elliott wave theory) ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
波浪理論 ,[object Object],[object Object],[object Object]
Travelling salesman problem ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Model ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Cost(distance) 走法: 2 -> 3 -> 1 - >5 -> 4 0 0 0 0 0 1 2 3 4 5 1 × 7 5 3 12 2 6 × 10 11 3 3 3 8 × 32 21 4 15 11 7 × 2 5 20 15 3 4 × 1 2 3 4 5 1 0 0 0 0 1 2 0 0 1 0 0 3 1 0 0 0 0 4 0 1 0 0 0 5 0 0 0 1 0
Travelling salesman problem ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Cost(distance) 1 2 3 4 5 1 × 7 5 15 12 2 7 × 10 11 3 3 5 10 × 32 21 4 15 11 32 × 2 5 12 3 21 2 × Cost(distance) Cost(distance) 1 2 3 4 5 1 × 6 5 15 20 2 6 × 8 11 3 3 5 8 × 7 21 4 15 11 7 × 2 5 20 3 21 2 ×
Branch & bound ,[object Object],[object Object],[object Object]
Branch & bound ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Branch & bound  (Knapsack problem example) ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Branch & bound  (Knapsack problem example) 物品 重量 (W) 價值 (P) 單位價值 (P / W) 1 15Kg 45000 3000 2 4Kg 10000 2000 3 10Kg 60000 5000 4 9Kg 9000 1000
2 2 4 4 1 1 3 剩重: 5 價值: 6 萬 剩重: 15 價值: 0 1 0 1 1 0 1 0 2 0 剩重: -10 4 4 1 0 剩重: 5 價值: 6 萬 剩重: 0 價值: 6 萬 剩重: 15 價值: 0 剩重: -8 剩重: 1 價值: 7 萬 剩重: -4 剩重: 5 價值: 6 萬 剩重: 2 價值: 1 萬 9 剩重: 11 價值: 1 萬 剩重: 6 價值: 9 千 剩重: 15 價值: 0 1 1 0 1 0 1 0 剩重: 1 價值: 7 萬 剩重: 5 價值: 6 萬 0 剩重: 11 價值: 1 萬 剩重: 15 價值: 0 物品 重量 (W) 價值 (P) 1 15Kg 4 萬 5 2 4Kg 1 萬 3 10Kg 6 萬 4 9Kg 9000
Monkey search ,[object Object],[object Object],[object Object]
Monkey search
 
Task assignment problem (TAP) ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Task assignment problem (TAP) ,[object Object],[object Object],[object Object],|E| = 5
Existing Methods for solving TAP ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Notations
Problem formulation ,[object Object]
Integer linear programming  [3,4]
HPSO algorithm
Proposed Hybrid PSO (HPSO) for solving TAP ,[object Object],[object Object],Task 5 is assigned to processor 2.
Exact solution using Lingo ,[object Object]
Experimental Results  ,[object Object],[object Object]
Experimental Results  ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Approximate solutions using GA and HPSO
Convergence analysis ,[object Object],[object Object]
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Convergence analysis
Worst-case analysis ,[object Object],[object Object],normal distribution
Conclusion ,[object Object],[object Object],[object Object]
Comment ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

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高等生產管理 第一組

  • 1. A hybrid particle swarm optimization algorithm for optimal task assignment in distributed system
  • 2.
  • 3.
  • 4. 線性規劃問題的標準型 表示法 標準型 ( standard form ) 矩陣向量( matrix-vector ) 目標式 (Max or Min) Z = c 1 x 1 + c 2 x 2 + … + c n x n Z = CX 限制式 a 11 x 1 +a 12 x 2 +…+a 1n x n =b 1 a 21 x 1 +a 22 x 2 +…+a 2n x n =b 2 … .. a m1 x 1 +a m2 x 2 +…+a mn x n =b m Ax=b x 1 ≥0,x 2 ≥0,…,x n ≥0 x≥0 b 1 ≥0,b 2 ≥0,…,b m ≥0 b≥0
  • 5.
  • 6. 單形法 - 流程圖
  • 7. 例題 表示法 線性規劃問題 標準化 目標式 (Max) Z = 5x 1 + 3x 2 + x 3 Z = 5x 1 + 3x 2 + x 3 限制式 2x 1 + 4x 2 + x 3  8 x 1 + 2x 2 + 2x 3  10 2x 1 + x 2  6 x j  0 , j = 1,2,3.   2x 1 + 4x 2 + x 3 + s 1 = 8 x 1 + 2x 2 + 2x 3 + s 2 = 10 2x 1 + x 2 + s 3 = 6 x 1 , x 2 , x 3  0 s 1 , s 2 , s 3  0
  • 8. 樞列 (Pivot row) 代入變數 (Entering variable) 樞行 (Pivot column) (x 1 , x 2 x 3 , s 1 , s 2 , s 3 ) = (3, 0, 2, 0, 3, 0)
  • 9.
  • 10.
  • 11.
  • 12.
  • 13.
  • 14.
  • 15.
  • 16.
  • 17.
  • 18. Branch & bound (Knapsack problem example) 物品 重量 (W) 價值 (P) 單位價值 (P / W) 1 15Kg 45000 3000 2 4Kg 10000 2000 3 10Kg 60000 5000 4 9Kg 9000 1000
  • 19. 2 2 4 4 1 1 3 剩重: 5 價值: 6 萬 剩重: 15 價值: 0 1 0 1 1 0 1 0 2 0 剩重: -10 4 4 1 0 剩重: 5 價值: 6 萬 剩重: 0 價值: 6 萬 剩重: 15 價值: 0 剩重: -8 剩重: 1 價值: 7 萬 剩重: -4 剩重: 5 價值: 6 萬 剩重: 2 價值: 1 萬 9 剩重: 11 價值: 1 萬 剩重: 6 價值: 9 千 剩重: 15 價值: 0 1 1 0 1 0 1 0 剩重: 1 價值: 7 萬 剩重: 5 價值: 6 萬 0 剩重: 11 價值: 1 萬 剩重: 15 價值: 0 物品 重量 (W) 價值 (P) 1 15Kg 4 萬 5 2 4Kg 1 萬 3 10Kg 6 萬 4 9Kg 9000
  • 20.
  • 22.  
  • 23.
  • 24.
  • 25.
  • 27.
  • 30.
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  • 33.
  • 35.
  • 36.
  • 38.
  • 39.
  • 40.

Editor's Notes

  1. 利用矩陣向量符號表示法
  2. 基礎變數 (Basic variable) 非基礎變數 (Nonbasic variable) 軸運算 (Pivot operation) 基礎解 (Basic solution) 基礎可行解 (Basic feasible solution) 非退化 (Nondegenerate) 的基礎可行解 退化的基礎可行解
  3. 第一步:將數學模式寫成標準型。 第二步:找出一個起始基礎可行解。 第三步:檢驗第二步所得的解是否為最佳解─計算非基礎變數之相對利潤 (Relative profit) c j - z j ,當此相對利潤 c j - z j 都小於或等於零 ( 即 c j - z j ≦0) 時,則現階段的解就是最佳解,否則進入第四步。 第四步:決定新的代入變數 (Entering variable) ── 選取非基礎變數之相對利潤 c j - z j 為最大正數者。在單形法表中,代入變數所在的行稱為樞行 (Pivot column) 。 第五步:決定新的代出變數 (Leaving variable) ── 選出代入變數所在的行除右邊常數項,而其比值為最小非負數者 ( 負數不允考慮 ) 的變數稱為代出變數,此即最小比值法則 (Minimum ratio rule) 。在單形法表中,代出變數所在的列稱為樞列 (Pivot row) 。 第六步:決定新的基礎可行解 ── 利用矩陣的基本列運算高斯-喬登 (Gauss-Jordan) 消去法成典型方程組 (Canonical equation) 。 第七步:檢驗第六步所得的解是否為最佳解 ( 方法同第三步 ) ,否則回到第四步。
  4. 註:在 (2-2) 式中鬆弛變數式以 x n+i 表示之,在單形法表內為了區別,決策變數 x j , j =1,2,…,n 與鬆弛變數 x n+i , i =1,2,…,m ,本書以 S i , i=1,2,…,m 代表鬆弛變數。又 Z j 值可解釋為所付出的代價, C j  Z j 可解釋為相對利潤。 表示第一種產品生產 3 單位,第二種產品不生產,第三種產品生產 2 單位,第一種資源和第三種資源全部用完,而第二種資源尚有 3 單位剩餘,此時最大利潤為 17 。
  5. 波浪理論是技術分析大師 R‧E‧ 艾略特( R‧E‧Elliot )所發明的一種價格趨勢分析工具,它是一套完全靠而觀察得來的規律,可用以分析股市指數、價格的走勢,它也是世界股市分析上運用最多,而又最難於了解和精通的分析工具。 
  6. 波浪理論推測股市的升幅和跌幅采取黃金分割率和神秘數字去計算。一個上升浪可以是上一次高點的1.618,另一個高點又再乘以1.618,以此類推。 另外,下跌浪也是這樣,一般常見的回吐幅度比率有0.236(0.382 × 0.618),0.382,0.5,0.618等。 
  7. 系統可靠度:考量處理器以及通訊網路的失敗頻率
  8. 利用二元變數 (yijkl) 取代二次方程式,當任務 i 分派給處理器 k 以及任務 j 分派給處理器 k 時, yijkl=1