بهبود عملکرد الگوریتم‌ گرگ خاکستری و الگوریتم ژنتیک در حل مساله مسیریابی وسایل نقلیه با ظرفیت محدود با بهره‌گیری از رویکردهای ابتکاری

نویسندگان
doi
10.22105/dmor.2026.563263.2050
چکیده

هدف: در دنیای رقابتی امروز، مدیریت کارآمد زنجیره‌تامین و بهینه‌سازی سیستم‌های توزیع نقش حیاتی در کاهش هزینه‌ها و افزایش بهره‌وری سازما‌ن‌ها دارد. یکی از چالش‌برانگیزترین مسایل در این حوزه، مساله مسیریابی وسایل نقلیه با ظرفیت محدود است که به‌دلیل پیچیدگی محاسباتی آن در دسته مسایل ان‌پی-سخت قرار می‌گیرد. هدف این پژوهش، بهبود عملکرد الگوریتم‌های فراابتکاری خصوصا ظرفیت ‌ های الگوریتم گرگ خاکستری در حل مساله مسیریابی وسایل نقلیه با ظرفیت محدود با بهره‌گیری از رویکردهای ابتکاری است. روش‌شناسی پژوهش: در این پژوهش، رویکردهای ترکیبی بر پایه الگوریتم گرگ خاکستری و الگوریتم ژنتیک پیشنهاد شده است. برای ارتقای کیفیت جمعیت اولیه از الگوریتم کلارک-رایت استفاده شد. برای پالایش مسیرها، روش جستجوی محلی جابجایی دو عنصر اعمال گردید. این رویکردها بر روی بنچمارک استاندارد کریستوفیدس ارزیابی شد و با نسخه‌های پایه الگوریتم‌ها مقایسه گردید. تحلیل حساسیت هایپرپارامترها، ارزیابی زمان اجرای الگوریتم‌ها و اعتبارسنجی آماری نتایج با استفاده از آزمون فریدمن انجام پذیرفت. یافته ‎ ها: نتایج پژوهش نشان می‌دهد که رویکرد پیشنهادی درصد فاصله الگوریتم گرگ خاکستری از بهترین جواب شناخته‌شده را به‌طور میانگین %89.8 کاهش داده است (از %220.7 به %۱۴٫۸) و سرعت همگرایی را تا حدود ۳ برابر بهبود بخشیده است. اعمال همین رویکرد بر الگوریتم ژنتیک نیز منجر به کاهش %87.6 خطا شده است. الگوریتم گرگ خاکستری بهبودیافته تعادل بسیار مناسبی بین کیفیت راه‌حل و زمان اجرا نشان داد، به‌طوری‌که با افزایش جزیی در زمان محاسباتی، بهبود چشمگیری در دقت و پایداری ایجاد کرد. در مقابل، نسخه بهبودیافته الگوریتم ژنتیک زمان اجرای بیشتری داشت. علاوه بر این، الگوریتم گرگ خاکستری بهبودیافته پایداری و عملکرد بهتری نسبت به نسخه بهبودیافته الگوریتم ژنتیک در مسایل بزرگ‌مقیاس از خود نشان داد. تحلیل حساسیت و اعتبارسنجی آماری نیز برتری معنادار روش‌های پیشنهادی را تایید کرد . اصالت/ارزش‌افزوده علمی: نوآوری این پژوهش در تلفیق موثر الگوریتم‌های فراابتکاری گرگ خاکستری و ژنتیک با روش‌های ابتکاری کلارک-رایت و جستجوی محلی جابه‌جایی دو عنصر است. نتایج حاکی از آن است که ترکیب هوشمندانه روش‌های ابتکاری کلاسیک با الگوریتم‌های فراابتکاری می‌تواند راهکاری قدرتمند برای افزایش بهره‌وری و کاهش هزینه‌ها در سیستم‌های توزیع باشد.