A COMPARATIVE ANALYSIS OF CONSTRAINT-HANDLING MECHANISMS FOR SOLVING ENGINEERING DESIGN PROBLEMS

İlker GÖLCÜK

doi:https://doi.org/10.46465/endustrimuhendisligi.826148

Makale detayları

A COMPARATIVE ANALYSIS OF CONSTRAINT-HANDLING MECHANISMS FOR SOLVING ENGINEERING DESIGN PROBLEMS

Yazarlar:

İlker GÖLCÜK

Yayıncı:

TMMOB Makina Mühendisleri Odası

Ana Başlıklar:

İmalat

Dergi:

Journal of Industrial Engineering 2021 Vol.32 Issue 2, pp.201-216

Belge Tipi:

Makale

Yayın Tarihi:

8/2021

Belge Dili:

İngilizce

Document ID (Org No.):

2000409295

eISSN:

2667-7539

pISSN:

1300-3410

DOI:

https://doi.org/10.46465/endustrimuhendisligi.826148

Özet:

 

Optimization problems have numerous real-life applications in science and engineering. The engineering design problems are usually subject to various constraints. Although many state-of-the-art metaheuristic optimization algorithms have been developed during the last decades, these algorithms require additional constraint-handling mechanisms to cope with constrained optimization problems. Therefore, selecting a suitable constraint-handling mechanism requires extensive trial-and-error experiments, which is time-consuming and demanding. In this study, a comparative analysis of the eight constraint handling mechanisms is carried out, guiding decision-makers in their optimization practices. The constraint-handling techniques are used along with the whale optimization algorithm, and 19 real-life mechanical design problems, which are also part of the CEC2020 benchmark suite, are tested in the experimental analysis. The nonparametric statistical analysis incorporating Nemenyi and Holm post-hoc procedures shows that the inverse tangent constraint-handling and eclectic penalty methods exhibit high performance in real-life mechanical design problems.

 

Optimizasyon problemlerinin bilim ve mühendislikte çok sayıda gerçek yaşam uygulaması vardır. Mühendislik tasarım problemleri genellikle çeşitli kısıtlamalara tabidir. Son on yılda birçok modern meta-sezgisel optimizasyon algoritması geliştirilmiş olsa da bu algoritmalar, kısıtlı optimizasyon problemleriyle başa çıkmak için ek kısıt-yönetimi mekanizmaları gerektirir. Bu nedenle, uygun bir kısıt-yönetimi mekanizmasının seçilmesi, zaman alıcı ve zorlu olan kapsamlı deneme yanılma deneyleri gerektirir. Bu çalışmada, karar vericilere optimizasyon uygulamalarında yol gösterecek şekilde sekiz kısıt-yönetimi mekanizmasının karşılaştırmalı bir analizi gerçekleştirilmiştir. Kısıt-yönetimi teknikleri, balina optimizasyon algoritmasıyla birlikte kullanılmış ve deneysel analizde yine CEC2020 kıyaslama paketinin bir parçası olan 19 gerçek hayat mekanik tasarım problemi test edilmiştir. Nemenyi ve Holm post-hoc prosedürlerini içeren nonparametrik istatistiksel analiz, ters tanjant kısıt-yönetimi ve eklektik ceza yöntemlerinin gerçek hayattaki mekanik tasarım problemlerinde yüksek performans sergilediğini göstermektedir.

Makale detayları

A COMPARATIVE ANALYSIS OF CONSTRAINT-HANDLING MECHANISMS FOR SOLVING ENGINEERING DESIGN PROBLEMS

Yazarlar: İlker GÖLCÜK

Yayıncı: TMMOB Makina Mühendisleri Odası

Ana Başlıklar: İmalat

Dergi: Journal of Industrial Engineering 2021 Vol.32 Issue 2, pp.201-216

Belge Tipi: Makale

Yayın Tarihi: 8/2021

Belge Dili: İngilizce

Document ID (Org No.): 2000409295

eISSN: 2667-7539

pISSN: 1300-3410

DOI: https://doi.org/10.46465/endustrimuhendisligi.826148

Sayı

Yazarlar:

İlker GÖLCÜK

Yayıncı:

TMMOB Makina Mühendisleri Odası

Ana Başlıklar:

İmalat

Dergi:

Journal of Industrial Engineering 2021 Vol.32 Issue 2, pp.201-216

Belge Tipi:

Makale

Yayın Tarihi:

8/2021

Belge Dili:

İngilizce

Document ID (Org No.):

2000409295

eISSN:

2667-7539

pISSN:

1300-3410

DOI:

https://doi.org/10.46465/endustrimuhendisligi.826148