Estudio de los algoritmos evolutivos y su implementación como técnica heurística de optimización para su aplicación industrial

Resumen

En cualquier área de conocimiento aparecen muchos problemas reales de interés en los que se pretende alcanzar una condición óptima. Con los métodos clásicos de optimización, por distintas razones, no siempre resulta posible conseguirlo en un tiempo adecuado para su aplicación. En esta tesis se ha desarrollado el MOEASI, un Algoritmo Evolutivo Multiobjetivo memético, efectivo y flexible, que permite resolver problemas de muy diferente naturaleza. Permite la adopción de inmigrantes y que los tamaños de genes varíen entre generaciones. Es capaz de abordar problemas multiobjetivo, utilizando tanto técnicas clásicas, como incluyendo los principios de optimización del frente óptimo de pareto. La realización del MOEASI ha suspuesto desarrollar un operador de búsqueda local al que se ha denominado Superindividuo, el cual convierte un Algoritmo Evolutivom en hídrido o memético. Este operador consigue mantener la continuidad de la población conservando la diversidad del material genético, evita caer en mínimos locales, permite la inclusión de conocimiento del problema y permite reducir el tamaño de las poblaciones, haciendo disminuir el número de evaluaciones necesarias para lograr la optimización. Se ha estudiado la influencia de los valores de los parámetros del MOEASI y se ha evaluado su eficiencia, comparándolo con otros algoritmos, mediante la resolución de funciones test y con la Programación Dinámica mediante la resolución de distintos problemas, mejorando en todos los casos los resultados disponibles en la literatura. Se ha utilizado el MOEASI para resolver cuatro problemas de optimización: el modelado de los movimientos de un barco de alta velocidad, el diseño del control de dicho barco, la fermentación de la cerveza, y el transporte de fluildos por una red de tuberías. Abordando estos cuatro problemas, se ha demostrado todas las posibilidades que tiene el MOEASI para resolver problemas multiobjetivo. L