2025年5月20日 星期二

FJSP, on MOPSL embedding space

這裡是將你的幾何-物理類比想法,用數學記號與清晰結構精確表示的版本:


🔹 1. 解空間建構(MOPSL Coordinate Embedding)

定義:

  • SorigZn×Zm\mathcal{S}_{\text{orig}} \subset \mathbb{Z}^n \times \mathbb{Z}^m:原始的離散解空間,MS 絕對編碼 + OS 排序。

  • SMOPSL[0,1]n×[0,1]m\mathcal{S}_{\text{MOPSL}} \subset [0, 1]^n \times [0, 1]^m:經過 MOPSL 相對編碼與隨機化 Ready Set 解耦後的連續化解空間。

我們引入一個座標轉換函數

ϕ:SorigSMOPSL\phi: \mathcal{S}_{\text{orig}} \rightarrow \mathcal{S}_{\text{MOPSL}}

使得任一解 sSorigs \in \mathcal{S}_{\text{orig}} 對應到流形中的點 ϕ(s)\phi(s)


🔹 2. 目標函數定義(Cmax 作為勢能)

給定:

  • xMS[0,1]nx_{\text{MS}} \in [0, 1]^n:相對機台選擇變數(routing)

  • xOS[0,1]mx_{\text{OS}} \in [0, 1]^m:排序變數(sequencing)

定義 makespan 為一個連續函數(透過解碼):

C(xMS,xOS)=max(j,o)EndTime(j,o)C(x_{\text{MS}}, x_{\text{OS}}) = \max_{(j, o)} \text{EndTime}(j, o)

其中 EndTime(j,o)\text{EndTime}(j,o) 來自解碼 decode(xMS,xOS)\text{decode}(x_{\text{MS}}, x_{\text{OS}}) 後的完工時間矩陣。

→ 這裡的 CC 可以視為勢能函數,我們要最小化:

minxSMOPSLC(x)\min_{x \in \mathcal{S}_{\text{MOPSL}}} C(x)


🔹 3. 演化行為類比粒子在能場移動

定義一個動態映射:

xt+1=xt+αΔMS+βΔOSx_{t+1} = x_t + \alpha \cdot \Delta_{\text{MS}} + \beta \cdot \Delta_{\text{OS}}

  • ΔMS,ΔOS\Delta_{\text{MS}}, \Delta_{\text{OS}}:由 Tabu/VNS/PSO/GA 所導引的梯度近似方向

  • α,β\alpha, \beta:權重或 adaptive learning weights(如 reward-based)

這等價於:

  • 粒子沿著 CC 的張力梯度流動

  • GA/PSO/RL 實作為近似「梯度步伐」


🔹 4. Critical Path 作為力場方向導引

定義一個張力方向引導場:

CPC{(j,o)CPlow slack,high position}\nabla_{\text{CP}} C \subseteq \{ (j, o) \in \text{CP} \mid \text{low slack}, \text{high position} \}

→ 即為導引局部變異的方向。


🔹 5. 物理類比總結

演化元件力學類比
MS/OS 編碼粒子座標
decode()幾何場景中的排程物理化
C(x)勢能場(potential energy)
VNS/Tabu/GA/PSO力場中的微分推動(gradient-like)
CP-aware 引導力線方向、低勢能引導

需要的話,我也可以畫出對應的數學架構圖表(如流形、張力流、等高線等),便於視覺化理解。是否要我進一步圖示?

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