Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://repositorio.ufms.br/handle/123456789/6811
Tipo: Trabalho de Conclusão de Curso
Título: Análise da aplicação do Algoritmo de Colônia de Abelhas Artificial no problema da Mochila Multidimensional Binária.
Autor(es): LUIZ EDUARDO BATISTA GARCIA
AMANDA AYUMI YAMASHITA
Primeiro orientador: BIANCA DE ALMEIDA DANTAS
Resumo: A mochila multidimensional binária é um problema de otimização muito explorado no âmbito da computação. Mesmo sendo um problema conhecido, sua solução não é trivial, uma vez que pertence à classe dos problemas NP-difíceis, isto é, não há um algoritmo que forneça uma solução que possa ser verificada em tempo polinomial. Assim, a fim de buscar soluções aproximadas em menor tempo, faz-se uso das meta-heurísticas. Neste trabalho, utilizou-se a meta-heurística do Algoritmo Colônia de Abelhas Artificiais (ABC - do inglês Artificial Bee Colony). Nesse algoritmo iterativo, a colônia é simplificada em três classes de abelhas: as empregadas, as observadoras e as escoteiras. Durante as iterações, elas procuram a melhor solução alcançável, que se refere à fonte de alimento procurada pela colônia. Com base nessa meta-heurística, desenvolveu-se um algoritmo ABC discreto, visto que a mochila multidimensional é binária e o ABC foi proposto inicialmente para ser aplicado a problemas contínuos, a fim de tentar alcançar bons resultados para a questão proposta. O algoritmo apresentado foi avaliado com base na resolução de problemas de otimização encontrados na literatura. Os resultados obtidos foram armazenados e processados para realizar comparações quantitativas quanto à aplicabilidade do algoritmo no problema proposto. Para comprovar a eficiência, foram calculados as médias e os desvios-padrões dos resultados, a fim de validá-los. Por fim, pode-se dizer que o algoritmo obteve resultados promissores na maioria dos casos testados, aproximando-se de outras meta-heurísticas aplicáveis existentes.
Abstract: The multidimensional binary knapsack problem is a widely explored optimization challenge within the realm of computing. Despite its familiarity, finding a solution is not straightforward, as it falls within the class of NP-hard problems, implying the absence of an algorithm that can deliver a solution verifiable within polynomial time. Consequently, to seek approximate solutions in reduced time, metaheuristics come into play. In this study, the Artificial Bee Colony (ABC) metaheuristic algorithm was employed. This iterative algorithm simplifies the colony into three classes of bees: employed, onlookers, and scouts. Throughout the iterations, they aim to discover the best achievable solution, equating to the food source sought by the colony. Drawing from this metaheuristic, a discrete ABC algorithm was developed, given the binary nature of the multidimensional knapsack, even though the original ABC was primarily proposed for continuous problems, to pursue favorable outcomes for the specified challenge. The presented algorithm was evaluated based on optimization problems found in literature. The obtained results were stored and processed for quantitative comparisons regarding the algorithm's applicability to the proposed problem. To substantiate its efficiency, averages and standard deviations of the outcomes were calculated for validation. Ultimately, it can be affirmed that the algorithm achieved promising results in the majority of the tested cases, approaching the performance of other applicable existing metaheuristics.
Palavras-chave: meta-heurísticas
otimização combinatória
mochila multidimensional binária
algoritmo colônia de abelhas.
País: 
Editor: Fundação Universidade Federal de Mato Grosso do Sul
Sigla da Instituição: UFMS
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: https://repositorio.ufms.br/handle/123456789/6811
Data do documento: 2023
Aparece nas coleções:Engenharia de Computação - Bacharelado (FACOM)

Arquivos associados a este item:
Arquivo TamanhoFormato 
187.pdf3,23 MBAdobe PDFVisualizar/Abrir


Os itens no repositório estão protegidos por copyright, com todos os direitos reservados, salvo quando é indicado o contrário.