ترکیب سرویس ها در ساخت و تولید ابری: مدلسازی ریاضی و توسعه الگوریتم فراابتکاریِ مبتنی بر آنالیز چشم انداز

Abstract

در این پژوهش، به عنوان نخستین نوآوری، مدلسازی عدد صحیح مساله ترکیب سرویس ها ضمن رعایت ساختار عمومی ترکیب سرویس ها (متشکل از ساختارهای متوالی، موازی و حلقه ای) ارایه شده و حمل و نقل بین منابع تولیدی پراکنده در سطح جغرافیا نیز به عنوان یک نوآوری جدید در مدل ریاضی لحاظ گردیده است. در ادامه، دو مساله نمونه‌ی متفاوت از ترکیب سرویس های ساخت و تولید توسعه می یابد به نحوی که در آنها هر یک از مراکز استان های ایران شامل یک کارخانه تولیدی هستند و توانایی انجام برخی از سرویس های از پیش تعیین شده را خواهند داشت. جهت حل بهینه مسائل نمونه‌ مذکور از الگوریتم شاخه و کران بهره گرفته می‌شود. علاوه بر این، پیش از توسعه الگوریتم فراابتکاری به منظور حل مساله، آنالیز چشم انداز مساله ترکیب سرویس ها صورت می پذیرد. نتایج این آنالیز بیان می دارد که چشم انداز مساله ساختار تصادفی یکنواخت دارد و بهینه های محلی در فضای حل مساله پراکنده شده اند. در چنین شرایطی، الگوریتم های مبتنی بر یک جواب می توانند با آغاز از هر پاسخ اولیه و پس از چند تکرار به یک بهینه محلی نایل آیند. لذا به منظور حل مساله، ساده ترین الگوریتم فراابتکاری مبتنی بر یک جواب، یعنی الگوریتم جست‌وجوی محلی نیز می تواند راهگشا باشد. در پایان، نتایج الگوریتم فراابتکاری با نتایج الگوریتم دقیق مورد مقایسه قرار گرفته که توانایی الگوریتم جست‌وجوی محلی در حل بهینه و یا نزدیک به بهینه مساله ترکیب سرویس ها با هزینه محاسباتی کمتر را نشان می‌دهد.