什么是TSP的实际行业应用?

时间:2012-04-29 10:12:14

标签: graph theory traveling-salesman industrial

维基百科说:

  

旅行推销员问题甚至在其最纯粹的配方中也有几个应用   作为规划,物流和微芯片的制造。

我想了解更多关于TSP在不同领域的使用情况。不幸的是,搜索产生了大量关于陈述问题的结果,并试图仅以理论方式解决它。

我也发现了这个:

  

在广义旅行商问题(GTSP)中,目标是   确定最低成本哈密顿量电路或循环几个   顶点簇。它显示了各种各样的组合   优化问题可以建模为GTSP。这些问题包括   定位路线问题,物流系统设计,后箱   收集,随机车辆路线和电弧路线。

但同样,它太笼统了。

您知道的旅行商问题及其解决方案的实际使用示例是什么?

如果存在更好的TSP解决方案,可以做得更好吗?

2 个答案:

答案 0 :(得分:0)

我认为如果存在更好的TSP解决方案,可以做一些有趣的事情,这取决于“更好”的含义。如果更好意味着更高效,那么动态图的问题可以更快地解决。目前,一个超级美元的防御应用程序将是机载网络的有效数据包遍历。想象一下,也可以创建一些有趣的网络协议。这也可能适用于外汇交易。

答案 1 :(得分:0)

i。印刷电路板钻孔 TSP的直接应用是印刷电路板(PCB)的钻孔问题。为了将一层上的导体连接到另一层上的导体,或定位集成电路的引脚,必须在板上钻洞。孔可以具有不同的尺寸。要连续钻两个不同直径的孔,机器的头部必须移至工具箱并更换钻孔设备。这非常耗时。因此,很明显,必须选择一个直径,钻出相同直径的所有孔,更换钻头,钻出下一个直径的孔,等等。因此,该钻削问题可以看作是一系列TSP,每个TSP孔直径,其中``城市''是初始位置以及可以使用同一钻头钻出的所有孔的集合。两个城市之间的“距离”由将钻头从一个位置移到另一个位置所花费的时间给出。目的是最大程度地减少机头的行程时间。

ii。检修燃气涡轮发动机 据报道该应用,并且它在必须对飞机的燃气涡轮发动机进行大修时发生。为了确保通过涡轮的气流均匀,在每个涡轮级均设有喷嘴导向叶片组件。这种组件基本上由围绕其圆周固定的多个喷嘴导向叶片组成。所有这些波纹管的个性特征和正确的叶片布置可以带来实质性的好处(减少振动,增加流量均匀性,减少燃料消耗)。可以将以最佳方式放置叶片的问题建模为具有特殊目标函数的TSP。

iii。 X射线晶体学分析晶体结构 TSP的重要应用。在此,X射线衍射仪用于获得有关晶体材料结构的信息。为此目的,检测器从各个位置测量晶体的X射线反射强度。尽管测量本身可以非常快地完成,但是由于一些实验必须实现多达数十万个位置,因此定位时间上存在相当大的开销。在我们提到的两个示例中, 定位涉及移动四个电动机。从一个位置移动到另一位置所需的时间可以非常精确地计算出来。实验的结果不取决于在各个位置进行测量的顺序。但是,实验所需的总时间取决于序列。因此,问题在于找到使总定位时间最小化的序列。这会导致旅行商问题。

iv。电脑接线 据报道,在计算机板上连接组件的一种特殊情况。模块位于计算机板上,必须连接给定的引脚子集。与通常需要Steiner树形连接的情况相比,这里的要求是每个针脚最多只能连接两根电线。因此,我们有一个问题,就是要找到一条最短的哈密顿路径,其起点和终点都不确定。所谓的测试总线接线也会发生类似情况。为了测试制造的板,必须实现一种连接,该连接在某个指定点进入该板,贯穿所有模块,然后在某个指定点终止。对于每个模块,我们还为该测试接线指定了指定的进入和离开点。该问题还等同于解决哈密顿路径问题,其区别在于距离不是对称的,并且指定了起点和终点。

v。仓库中的拣货问题此问题与仓库中的物料搬运有关。假设在仓库中某个订单到达了仓库中存储的某些项目子集。某些车辆必须收集此订单的所有物品才能将其运送给客户。可以立即看到与TSP的关系。项目的存储位置与图的节点相对应。两个节点之间的距离由将车辆从一个位置移动到另一位置所需的时间给出。现在可以将TSP作为解决方法,以最短的上门时间找到车辆的最短路线。在特殊情况下,此问题可以轻松解决。车辆路线假设在一个城市中,每天一定时间内(例如1个小时)必须清空n个邮箱。问题是找到执行此操作的最小数量的卡车,并使用该数量的卡车来最短的时间来进行收集。再举一个例子 假设n个客户需要一定数量的某些商品,而供应商必须用一批卡车满足所有需求。问题是找到卡车的客户分配和每辆卡车的交货时间表,以便不超过每辆卡车的容量,并使总行驶距离最小化。在许多实际应用中,这两个问题的几种变体是将时间和容量限制结合在一起的,这很常见。如果没有时间和容量限制,并且卡车数量固定(例如m),则此问题可以作为TSP解决。在这种情况下,我们得到一个m销售员问题。尽管如此,仍可以应用TSP的方法来找到解决该问题的可行方案。

vii。 PCB生产中的掩模图 为了生产印刷电路板的每一层以及集成半导体器件的层,必须制造照相掩模。在我们的印刷电路板中,这是通过机械绘图设备完成的。绘图仪将镜头移到感光涂层玻璃板上。可以打开或关闭挡板,以露出板的特定部分。有不同的孔径可用于在板上生成不同的结构。必须考虑两种类型的结构。通过将闭合的挡板移动到该线的一个端点,然后打开挡板并将其移动到该线的另一端点,可在板上露出一条线。然后关闭百叶窗。通过移动(具有适当的光圈)到该点的位置,然后打开快门以使其短暂闪光,然后再次将其关闭,即可生成点型结构。绘图仪控制问题的精确建模导致了一个问题,该问题比TSP复杂,也比农村邮递员问题更复杂。