شماره مدرك
20969
شماره راهنما
18008
پديد آورنده
جودكي، آساره
عنوان
بهرهگيري از رويكرد برنامهريزي مجموعهپاسخ براي حل مسئلهي جابجايي بلوكها
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي
نرمافزار
محل تحصيل
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
سال دفاع
1404
صفحه شمار
سيزده، 110ص. : مصور، جدول
توصيفگر ها
برنامهريزي مجموعه پاسخ , مسئلهي جابجايي بلوكها , مسائل بهينهسازي تركيبياتي , حل اعلاني مسائل , NP-سخت , مسئلهي پيشمرتبسازي
تاريخ ورود اطلاعات
1405/01/26
كتابنامه
كتابنامه
رشته تحصيلي
مهندسي كامپيوتر
دانشكده
مهندسي برق و كامپيوتر
تاريخ ويرايش اطلاعات
1405/01/29
كد ايرانداك
23211507
چكيده فارسي
مسئلهي جابهجايي بلوكها BRP بهعنوان يكي از مسائل مهم در حوزهي بهينهسازي تركيبياتي و لجستيك مطرح است كه بهويژه در محيطهايي مانند انبارها و پايانههاي كانتينري كاربرد گستردهاي دارد. در اين مسئله، بلوكها بهصورت پشتهاي ذخيره ميشوند و هدف آن است كه بلوكها بر اساس يك ترتيب از پيش تعيينشده بازيابي شوند، بهگونهاي كه تعداد جابهجاييها به حداقل برسد. تنوع و گستردگي نسخههاي مختلف اين مسئله، تعلق آن به دستهي مسائل NP-سخت، و همچنين نقش كليدي پايانههاي كانتينري در حملونقل بينالمللي و زنجيرهي تأمين، موجب شده است كه مسئلهي جابهجايي بلوكها به يك چالش پژوهشي تبديل شود. از اينرو، پژوهشهاي متعددي بر توسعهي روشهاي دقيق و غيردقيق براي دستيابي به راهحلهاي بهينه يا نزديك به بهينه، متمركز بودهاند.
در اين پژوهش، رويكرد برنامهريزي مجموعه پاسخ ASP براي مدلسازي و حل دقيق مسئلهي جابهجايي بلوكها مورد استفاده قرار گرفته است. اين رويكرد كه ماهيتي كاملاً اعلاني دارد، با بهرهگيري از برنامهريزي منطقي، امكان بيان مسئله را بهصورت فشرده و شفاف فراهم ميكند، بهگونهاي كه تمامي قيود و شرايط حاكم بر مسئله بهشكل صريح و منسجم در مدل لحاظ ميشوند. افزون بر اين، استفاده از حلكنندههاي قدرتمند ASP امكان دستيابي به راهحلهاي دقيق در زماني قابل قبول را فراهم ميسازند. در چارچوب اين پژوهش و با هدف پوشش حداكثري تنوع ساختاري مسئله، هشت نسخهي مختلف از مسئلهي جابهجايي بلوكها بههمراه مسئلهي پيشمرتبسازي، مدلسازي و حل شدهاند.
يافتههاي اين تحقيق نشان ميدهد كه ASP بهدليل ساختار اعلاني و انعطافپذير خود، ابزاري مناسب و كارآمد براي حل دقيق مسئلهي جابهجايي بلوكها بهشمار ميرود. برخلاف بسياري از رويكردهاي دقيق متداول مانند برنامهريزي عدد صحيح، كه بهرهگيري از آنها معمولاً به مدلهايي بسيار پيچيده با تعداد زيادي قيد منجر ميشود، و اغلب تنها براي يك نسخهي خاص از مسئله طراحي ميشوند، و تعميم آنها به ساير نسخهها نيازمند بازطراحي اساسي مدل است، استفاده از ASP در اين پژوهش اين امكان را فراهم كرده است كه يك مدل پايهي واحد تعريف شود و با اعمال تغييرات جزئي در آن، نسخههاي مختلف مسئله بهسادگي مدلسازي و حل شوند. نتايج حاصل از اجراي اين مدلها بر روي بنچماركهاي موجود نشان ميدهد كه حلكنندههاي ASP در زمانهاي محاسباتي معقول به راهحلهاي بهينه دست مييابند كه اين امر بيانگر كارآمدي اين رويكرد در مواجهه با مسئلهي NP-سخت جابهجايي بلوكها است.
چكيده انگليسي
The Block Relocation Problem (BRP) is recognized as one of the important problems in the fields of combinatorial optimization and logistics, with widespread applications particularly in environments such as warehouses and container terminals. In this problem, blocks are stored in stacks, and the objective is to retrieve them according to a predetermined order while minimizing the number of relocations. The diversity and wide range of problem variants, its classification as an NP-hard problem, and the critical role of container terminals in international transportation and supply chains have collectively made the Block Relocation Problem a significant research challenge. Consequently, a considerable body of research has focused on the development of both exact and heuristic approaches to obtain optimal or near-optimal solutions.
In this research, the Answer Set Programming (ASP) approach is employed for the modeling and exact solution of the Block Relocation Problem. Owing to its fully declarative nature, this approach leverages logic programming to provide a compact and transparent problem formulation, in which all governing constraints and conditions are explicitly and coherently incorporated into the model. Moreover, the use of powerful ASP solvers enables the computation of exact solutions within acceptable computational times. Within the scope of this study, and with the aim of comprehensively covering the structural diversity of the problem, eight different variants of the Block Relocation Problem, together with the Pre-marshalling Problem, are modeled and solved.
The findings of this study demonstrate that Answer Set Programming (ASP), owing to its declarative and flexible structure, constitutes an effective and efficient framework for the exact solution of the Block Relocation Problem. In contrast to many conventional exact approaches, such as integer programming, which are often characterized by highly complex models involving a large number of constraints and are typically tailored to a single specific variant of the problem—thus requiring substantial model redesign to extend them to other variants—the use of ASP in this research enables the definition of a single unified base model. By introducing only minor modifications to this base model, different variants of the problem can be readily modeled and solved. The results obtained from applying these models to existing benchmark instances indicate that ASP solvers are capable of achieving optimal solutions within reasonable computational times, thereby highlighting the effectiveness of this approach in addressing the NP-hard Block Relocation Problem.
استاد راهنما
حسين فلسفين
استاد داور
زينب مالكي , محمدرضا حيدرپور