Estratégias de penalização adaptativa para a solução de problemas de otimização com restrições via algoritmo genético

• Ano de defesa: 2014
• Autor(a) principal: Garcia, Rafael de Paula
• Orientador(a): Lemonge, Afonso Celso de Castro
• Banca de defesa: Garcia, Eduardo Lucio Mendes , Freire, Wilhelm Passarella
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-graduação em Modelagem Computacional
• Departamento: ICE – Instituto de Ciências Exatas
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Otimização; Algoritmo genético; Técnicas de penalização; Optimization; Genetic Algorithm; Penalty Techniques
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E D=A TERRA
• Link de acesso: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/3493

A aplicação de metaheurísticas em problemas reais com restrições não é possível sem ajustes. Esta impossibilidade é devida ao fato delas serem desenvolvidas, em sua essência, para resolver problemas de otimização irrestritos. Esses ajustes são feitos por meio de técnicas que abordam as restrições apresentadas no problema. Técnicas de Penalização são comuns, transformando um problema de otimização restrito em um problema de otimização irrestrito, adicionando uma penalidade para a função aptidão das soluções infactíveis. Esta dissertação considera uma técnica que adapta o valor do coeficiente de penalização de cada restrição usando informações da população, tais como a média da função de objetivo e o nível de violação em cada restrição. Esta técnica é conhecida como Método de Penalizaçao Adaptativa (ou simplesmente APM). Existem na literatura várias variantes para o APM que podem ser sintetizadas como: APM Esporádico que mantém os coeficientes de penalização fixados em um número fixo de gerações, uma segunda abordagem semelhante à primeira, mas que acumula valores das violações; variante chamada APM Monotônico, que é semelhante ao APM original, mas que não permite que os coeficientes de penalização sejam reduzidos ao longo do processo evolutivo e variante APM Amortecida, que usa uma média ponderada dos valores atuais e anteriores dos coeficientes de penalização. Novas variantes para o APM são propostas nesta dissertação com a finalidade de buscar melhorias para o APM original. O desempenho destas novas variantes é examinado usando funções teste e problemas de engenharia mecânica e estrutural. Comparações são realizadas utilizando perfis de desempenho, que permitem identificar mais claramente a robustez dessas variantes apontando as melhores.