Research Article
BibTex RIS Cite

Karesel atama problemi için yeni bir özuyarlamalı paralel güçlü tabu-arama algoritması

Year 2017, Volume: 23 Issue: 5, 559 - 565, 20.10.2017

Abstract

Bu
çalışma ile Karesel Atama Problemi (KAP) olarak bilinen ve çok sayıda konum ve
tesis içeren örnekler için en iyi çözümleri hala bulunamamış olan NP-zor bir
kombinatoriyal problem için yeni bir paralel sezgisel algoritma önerilmektedir
(paralel-tabu-KAP algoritması). İki safhası bulunan paralel-tabu-KAP
algoritması, genetik algoritma safhasında efendi işlemcide bulunan popülasyon
üzerinde sezgisel tabu-arama algoritmasının parametrelerini jenerasyonlar ile
eniyilerken, tabu-arama safhasında işçi işlemciler üzerinde verilen problemin
sonucunu farklı başlangıç noktaları ile eniyilemektedir. Yerel takılmaları, aramaya
başka noktalardan yeniden başlayarak engelleme özelliğine sahip olan
paralel-tabu-KAP algoritması, tek işlemci ile çalışan ve parametreleri statik
olarak önceden tanımlanmış olan versiyonlarına göre daha iyi sonuçlar elde
etmektedir. Yüzün üzerindeki bençmark problem ile yapılan deneyler
sonucunda,  ortalama %0.05’lik bir sapma elde
edilmiştir. Bu sonuçlar, paralel-tabu-KAP algoritmasının kendi sınıfındaki
sezgisel algoritmalar içerisinde KAP’ın çözümü için önerilen en iyi
algoritmalar arasında olduğunu göstermektedir.

References

  • Koopmans TC, Beckmann MJ. “Assignment problems and the location of economic activities”. Econometrica, 25(1), 53-76, 1957.
  • Dokeroglu T. “Hybrid teaching-learning-based optimization algorithms for the quadratic assignment problem”. Computers & Industrial, 85, 86-101, 2015.
  • Glover, F. “Tabu search part II”. ORSA Journal on Computing, 2(1), 4-32, 1990.
  • Lstiburek M, Stejskal J, Misevicius A, Korecky J, El-Kassaby, YA. “Expansion of the minimum-inbreeding seed orchard design to operational scale”. Tree Genetics & Genomes, 11(1), 1-8, 2015.
  • Burkard RE, Karisch SE, Rendl F. “QAPLIB a quadratic assignment problem library”. European Journal of Operational Research, 55(1), 115-119, 1991.
  • Steinberg L. “The backboard wiring problem: A placement algorithm”. SIAM Review, 3(1), 37-50, 1961.
  • Rossin DF, Springer MC, Klein BD. “New complexity measures for the facility layout problem: An empirical study using traditional and neural network analysis”. Computers and Industrial Engineering, 36(3), 585-602, 1999.
  • Taillard E. “Robust taboo search for the quadratic assignment problem”. Parallel Computing, 17(4-5), 443-455, 1991.
  • Stutzle, T. “Iterated local search for the quadratic assignment problem”. European Journal of Operational Research, 174(3), 1519-1539, 2006.
  • Burkard RE, Karisch SE, Rendl F. “QAPLIB a quadratic assignment problem library”. European Journal of OperationalResearch, 55(1), 115-119, 1991.
  • Misevicius, A. “An implementation of the iterated tabu search algorithm for the quadratic assignment problem”. OR Spectrum, 34(3), 665-690, 2012.
  • James, T., Rego, C., & Glover, F. Multistart tabu search and diversification strategies for the quadratic assignment problem. IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics-part a: systems and humans, 39(3), 579-596, 2009.
  • Fescioglu-Unver N, Kokar MM. “Self controlling tabu search algorithm for the quadratic assignment problem”. Computers & Industrial Engineering, 60(2), 310-319, 2011.
  • James T, Rego C, Glover F. “A cooperative parallel tabu search algorithm for the QAP”. European Journal of Operational Research, 195(3), 810-826, 2009.
  • Drezner Z. “The extended concentric tabu for the quadratic assignment problem”. European Journal of Operational Research, 160(2), 416-422, 2005.
  • Goldberg D. Genetic algorithms in search, optimization and machine learning. 1st edition, New York, NY, USA, Addison-Wesley, 1989.
  • Türkbey O. “A genetic algorithm using the local search heuristic in facilities layout problem: A memetic algorithm approach”. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 8(2), 265-271, 2002.

A self-adaptive parallel robust tabu-search algorithm for the quadratic assignment problem

Year 2017, Volume: 23 Issue: 5, 559 - 565, 20.10.2017

Abstract

With
this study, we propose a novel parallel robust tabu-search algorithm
(Parallel-Tabu-QAP) for the NP-Hard Quadratic Assignment Problem (QAP)of whose
instances having large number of location and facilites have not been reported
to be solved exactly so far. Parallel-Tabu-QAP algorithm that has two phases
optimizes the parameters of tabu-search algorithm in its first phase by using
genetic algorithms through generations. The individuals that have parameters of
the tabu-search are optimized in a population that is located on a master
processor. In the second phase, slave processors optimize the solution of the
problem by restarting their search process in case of stagnations. With its
stagnation prevention and parallel optimization talents, parallel-tabu-QAP
algorithm is observed to obtain better results than its sequential and
statically parameter-tuned counterparts. The algorithm has 0.05% deviation for
the benchmark tests performed on more than 100 problem instances. These
experimental results show that the parallel-tabu-QAP algoritm is one the best
performing techniques in its heuristics algorithms class when compared with
state-of-the-art QAP algorithms.

References

  • Koopmans TC, Beckmann MJ. “Assignment problems and the location of economic activities”. Econometrica, 25(1), 53-76, 1957.
  • Dokeroglu T. “Hybrid teaching-learning-based optimization algorithms for the quadratic assignment problem”. Computers & Industrial, 85, 86-101, 2015.
  • Glover, F. “Tabu search part II”. ORSA Journal on Computing, 2(1), 4-32, 1990.
  • Lstiburek M, Stejskal J, Misevicius A, Korecky J, El-Kassaby, YA. “Expansion of the minimum-inbreeding seed orchard design to operational scale”. Tree Genetics & Genomes, 11(1), 1-8, 2015.
  • Burkard RE, Karisch SE, Rendl F. “QAPLIB a quadratic assignment problem library”. European Journal of Operational Research, 55(1), 115-119, 1991.
  • Steinberg L. “The backboard wiring problem: A placement algorithm”. SIAM Review, 3(1), 37-50, 1961.
  • Rossin DF, Springer MC, Klein BD. “New complexity measures for the facility layout problem: An empirical study using traditional and neural network analysis”. Computers and Industrial Engineering, 36(3), 585-602, 1999.
  • Taillard E. “Robust taboo search for the quadratic assignment problem”. Parallel Computing, 17(4-5), 443-455, 1991.
  • Stutzle, T. “Iterated local search for the quadratic assignment problem”. European Journal of Operational Research, 174(3), 1519-1539, 2006.
  • Burkard RE, Karisch SE, Rendl F. “QAPLIB a quadratic assignment problem library”. European Journal of OperationalResearch, 55(1), 115-119, 1991.
  • Misevicius, A. “An implementation of the iterated tabu search algorithm for the quadratic assignment problem”. OR Spectrum, 34(3), 665-690, 2012.
  • James, T., Rego, C., & Glover, F. Multistart tabu search and diversification strategies for the quadratic assignment problem. IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics-part a: systems and humans, 39(3), 579-596, 2009.
  • Fescioglu-Unver N, Kokar MM. “Self controlling tabu search algorithm for the quadratic assignment problem”. Computers & Industrial Engineering, 60(2), 310-319, 2011.
  • James T, Rego C, Glover F. “A cooperative parallel tabu search algorithm for the QAP”. European Journal of Operational Research, 195(3), 810-826, 2009.
  • Drezner Z. “The extended concentric tabu for the quadratic assignment problem”. European Journal of Operational Research, 160(2), 416-422, 2005.
  • Goldberg D. Genetic algorithms in search, optimization and machine learning. 1st edition, New York, NY, USA, Addison-Wesley, 1989.
  • Türkbey O. “A genetic algorithm using the local search heuristic in facilities layout problem: A memetic algorithm approach”. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 8(2), 265-271, 2002.
There are 17 citations in total.

Details

Subjects Engineering
Journal Section Research Article
Authors

Tansel Dökeroğlu This is me

Publication Date October 20, 2017
Published in Issue Year 2017 Volume: 23 Issue: 5

Cite

APA Dökeroğlu, T. (2017). Karesel atama problemi için yeni bir özuyarlamalı paralel güçlü tabu-arama algoritması. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 23(5), 559-565.
AMA Dökeroğlu T. Karesel atama problemi için yeni bir özuyarlamalı paralel güçlü tabu-arama algoritması. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. October 2017;23(5):559-565.
Chicago Dökeroğlu, Tansel. “Karesel Atama Problemi için Yeni Bir özuyarlamalı Paralel güçlü Tabu-Arama Algoritması”. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 23, no. 5 (October 2017): 559-65.
EndNote Dökeroğlu T (October 1, 2017) Karesel atama problemi için yeni bir özuyarlamalı paralel güçlü tabu-arama algoritması. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 23 5 559–565.
IEEE T. Dökeroğlu, “Karesel atama problemi için yeni bir özuyarlamalı paralel güçlü tabu-arama algoritması”, Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, vol. 23, no. 5, pp. 559–565, 2017.
ISNAD Dökeroğlu, Tansel. “Karesel Atama Problemi için Yeni Bir özuyarlamalı Paralel güçlü Tabu-Arama Algoritması”. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 23/5 (October 2017), 559-565.
JAMA Dökeroğlu T. Karesel atama problemi için yeni bir özuyarlamalı paralel güçlü tabu-arama algoritması. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2017;23:559–565.
MLA Dökeroğlu, Tansel. “Karesel Atama Problemi için Yeni Bir özuyarlamalı Paralel güçlü Tabu-Arama Algoritması”. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, vol. 23, no. 5, 2017, pp. 559-65.
Vancouver Dökeroğlu T. Karesel atama problemi için yeni bir özuyarlamalı paralel güçlü tabu-arama algoritması. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2017;23(5):559-65.

ESCI_LOGO.png    image001.gif    image002.gif        image003.gif     image004.gif