الگوریتم آنيلینگ شبيه سازي شده (Simulated Annealing)
آنیلینگ شبيهسازي شده روش جستجوي اتفاقي است كه الهام گرفته از روش سرد كردن (annealing) فلزات ميباشد. سرد شدن فلز يعني رسيدن به انرژي حداقل و يك ساختار كريستالي مناسب ميباشد. از اين ايده براي بهينهسازي و جستجو استفاده ميشود. اين الگوريتم در 1983 براي حل مسائل غيرخطي ارائه شد. عملكرد اين الگوريتم مشابه نوسان توپي است كه دامنة نوسانات آن متناسب با دماي فلز يا انرژي آن است، با سرد شدن فلز مذاب دامنه نوسانات توپ كم ميشود.
به كمك اين توپ ميتوان به دنبال مينيممهاي يك تابع بود. توپ ميتواند در درههاي[1] منحني غيرخطي به دنبال مينيمم كلي[2] باشد. همچنانكه درجه حرارت كاهش مييابد به مرور، نوسانات توپ نيز كاهش يافته و اميد آن ميرود كه در عميقترين دره گير كند. اين امر زماني رخ ميدهد كه نوسانات توپ كه متناسب با دماي يك فلز در نظر گرفته شده است, سريع ميرا نشود يا دماي آن فلز به اندازه كافي بالا باشد. بنابراين درجه حرارت, نرخ سرد شدن و گام حركت پارامترهاي مهم الگوريتم ميباشند. ثابت شده است با تنظيم درست پارامترها, SA قادر است مينيمم كلي را بيابد البته زمان نامحدود براي رسيدن به جواب لازم است. براي حل اين مشكلات روشهاي آبكاري سريع[3] (FA)، آبكاري خيلي سريع[4] (VFSR) و آبكاراي سازگار فلزات[5] (ASA) ارائه شدهاند. اين روشها باز هم جستجوي خود را به صورت يك نقطهاي دنبال ميكنند يعني باز هم از يك موقعيت براي رسيدن به مينيمم مورد نظر استفاده مينمايند.
اين الگوريتم براي بهينهسازي در بسياري از مسائل استفاده شده است. بهينهسازي مدلهاي فازي در سيستمهاي خبره فازي[6] (FES) با SA و روش تپه نوردي N بعدي[7] نمونهاي از اعمال روش SA ميباشد. در اين مقاله دو نوع متغير پيوسته و گسسته در يك سيستم فازي, بهينه شده است. يكي از متغيرهاي گسسته قاعدههايي است كه بايد براي سيستم فازي از مجموعه قواعد انتخاب شوند و نمونهاي از متغيرهاي پيوسته پارامترهاي توابع عضويت سيستم فازي مي باشد. اين متغيرها به كمك الگوريتم SA بهينه شده اند.
مراحل الگوریتم SA
اين الگوريتم يك روش جستجوي يك نقطهاي مبتني بر اتفاق است كه داراي مراحل زير است.
· انتخاب نقطه اوليه براي جستجو
· تنظيم درجه حرارت لازم براي شروع
· توليد نقطه جديدي براي رسيدن به جواب
· بررسي نقطه جديد براي پذيرفتن يا رد آن بعنوان نقطه بهينه
· اگر نقطه توليد شده بهتر از اولي بود پذيرفته ميشود در غير اينصورت با يك احتمال كه وابسته به دما و انرژي در دو حالت است پذيرفته ميشود.
· دما كاهش مي يابد و مراحل 3 تا 6 تا رسيدن به دماي حداقل ادامه مي يابد.
در اين روش نقطة جديد بر اساس نقطة فعلی توليد ميشود به طوريكه بازه توليد اين نقطه به دما و نقطه فعلي بستگي دارد.