优化研究专注于开发解决复杂组合与连续优化问题的方法,特别关注柔性车间调度问题、多目标优化以及适应度景观分析。其中的一个核心思路是在优化框架中引入机器学习方法,特别是强化学习和深度学习。

调度与组合优化

基于深度强化学习的柔性车间调度

这是一项关于利用深度强化学习解决柔性车间作业调度问题 (FJSP) 的广泛研究计划。我们的工作从多个角度切入该问题:

  • 图表征: 提出了一种新型图表征方法,用于通过深度强化学习生成多样化的调度策略。
  • 实时求解: 将约束规划与深度学习相结合,实现动态、实时的调度。
  • 离线强化学习: 从历史数据中学习调度策略,无需与在线环境实时交互。
  • 自我评估: 开发了在缺乏真实标签的情况下评估调度决策的方法。
用于调度的行为克隆
多任务指派调度器 (Multi-Assignment Scheduler):一种解决车间调度问题的全新行为克隆方法。利用模仿学习,从专家演示中学习调度启发式规则。
3D 制造中的路由与分支策略
将运筹学与数学规划应用于 3D 制造设计中的路由问题。利用分支策略高效探索解空间。

多目标优化

双目标组合优化
研究具有异构目标的双目标组合优化问题(例如,一个连续目标和一个离散目标)。开发在此类背景下进行帕累托前沿逼近的算法。
强化学习问题的 MOEA 性能评测
系统性地对进化多目标算法 (MOEA) 在解决连续多目标强化学习问题上的表现进行了评测。在强化学习基准环境套件中对比了 NSGA-II、MOEA/D 及其他前沿 MOEA。

适应度景观分析

问题结构分析
通过适应度景观分析研究优化问题的结构特征。旨在理解为什么某些问题对特定算法具有挑战性,以及景观特征如何与算法性能相关联。
NK 景观与问题类别
研究 NK 景观模型及其相关的基准问题类别,以理解组合优化问题的难度。分析问题结构如何影响进化算法的行为。

能源系统优化

地热发电厂优化
应用连续分布估计算法进行地热发电厂的参数优化。通过优化操作参数以实现效率最大化并减少环境影响。
智能电网优化
用于智能配电网的 AI 方法:表计-变压器连接识别、电压控制以及低压网络中的异常检测。
建筑物能源管理
用于建筑物能源管理和异常检测的智能方法。利用进化神经网络及其他机器学习方法预测建筑物的能耗。

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