Dynamic Group-Based Cooperative Optimization Algorithm
- 1. Mansoura University
- 2. American University of the Middle East
Description
Several optimization problems from various types of applications have been efficiently resolved using available meta-heuristic algorithms such as Particle Swarm Optimization and Genetic Algorithm. Recently, many meta-heuristic optimization techniques have been extensively reported in the literature. Nevertheless, there is still room for new optimization techniques and strategies since, according to the literature, there is no meta-heuristic optimization algorithm that may be considered as the best choice to cope with all modern optimization problems. This paper introduces a novel meta-heuristic optimization algorithm named Dynamic Group-based Optimization Algorithm (DGCO). The proposed algorithm is inspired by the cooperative behavior adopted by swarm individuals to achieve their global goals. DGCO has been validated and tested against twenty-three mathematical optimization problems, and the results have been verified by a comparative study with respect to state-of-the-art optimization algorithms that are already available. The results have shown the high exploration capabilities of DGCO as well as its ability to avoid local optima. Moreover, the performance of DGCO has also been verified against five constrained engineering design problems. The results demonstrate the competitive performance and capabilities of DGCO with respect to well-known state-of-the-art meta-heuristic optimization algorithms. Finally, a sensitivity analysis is performed to study the effect of different parameters on the performance of the DGCO algorithm.
Translated Descriptions
Translated Description (Arabic)
تم حل العديد من مشاكل التحسين من أنواع مختلفة من التطبيقات بكفاءة باستخدام الخوارزميات الاستكشافية المتاحة مثل تحسين سرب الجسيمات والخوارزمية الجينية. في الآونة الأخيرة، تم الإبلاغ عن العديد من تقنيات التحسين الاستدلالية على نطاق واسع في الأدبيات. ومع ذلك، لا يزال هناك مجال لتقنيات واستراتيجيات التحسين الجديدة لأنه، وفقًا للأدبيات، لا توجد خوارزمية تحسين إرشادية يمكن اعتبارها الخيار الأفضل للتعامل مع جميع مشاكل التحسين الحديثة. تقدم هذه الورقة خوارزمية تحسين استدلالية جديدة تسمى خوارزمية التحسين القائمة على المجموعة الديناميكية (DGCO). الخوارزمية المقترحة مستوحاة من السلوك التعاوني الذي يتبناه أفراد السرب لتحقيق أهدافهم العالمية. تم التحقق من صحة DGCO واختبارها مقابل ثلاث وعشرين مشكلة تحسين رياضية، وتم التحقق من النتائج من خلال دراسة مقارنة فيما يتعلق بأحدث خوارزميات التحسين المتاحة بالفعل. أظهرت النتائج قدرات الاستكشاف العالية لـ DGCO بالإضافة إلى قدرتها على تجنب التحسين المحلي. علاوة على ذلك، تم التحقق من أداء DGCO مقابل خمس مشاكل تصميم هندسي مقيدة. تُظهر النتائج الأداء التنافسي وقدرات DGCO فيما يتعلق بخوارزميات التحسين الاستدلالية الحديثة المعروفة. أخيرًا، يتم إجراء تحليل الحساسية لدراسة تأثير المعلمات المختلفة على أداء خوارزمية DGCO.Translated Description (French)
Plusieurs problèmes d'optimisation de divers types d'applications ont été résolus efficacement à l'aide d'algorithmes méta-heuristiques disponibles tels que l'optimisation de l'essaim de particules et l'algorithme génétique. Récemment, de nombreuses techniques d'optimisation méta-heuristique ont été largement rapportées dans la littérature. Néanmoins, il y a encore de la place pour de nouvelles techniques et stratégies d'optimisation puisque, selon la littérature, il n'existe pas d'algorithme d'optimisation méta-heuristique qui puisse être considéré comme le meilleur choix pour faire face à tous les problèmes d'optimisation modernes. Cet article présente un nouvel algorithme d'optimisation méta-heuristique appelé Dynamic Group-based Optimization Algorithm (DGCO). L'algorithme proposé s'inspire du comportement coopératif adopté par les individus de l'essaim pour atteindre leurs objectifs globaux. DGCO a été validé et testé par rapport à vingt-trois problèmes d'optimisation mathématique, et les résultats ont été vérifiés par une étude comparative par rapport aux algorithmes d'optimisation de pointe déjà disponibles. Les résultats ont montré les capacités d'exploration élevées de DGCO ainsi que sa capacité à éviter les optima locaux. De plus, les performances de DGCO ont également été vérifiées par rapport à cinq problèmes de conception technique contraints. Les résultats démontrent la performance concurrentielle et les capacités de DGCO en ce qui concerne les algorithmes d'optimisation méta-heuristique de pointe bien connus. Enfin, une analyse de sensibilité est réalisée pour étudier l'effet de différents paramètres sur la performance de l'algorithme DGCO.Translated Description (Spanish)
Varios problemas de optimización de varios tipos de aplicaciones se han resuelto de manera eficiente utilizando algoritmos metaheurísticos disponibles, como la optimización de enjambre de partículas y el algoritmo genético. Recientemente, muchas técnicas de optimización meta-heurística han sido ampliamente reportadas en la literatura. Sin embargo, todavía hay espacio para nuevas técnicas y estrategias de optimización ya que, según la literatura, no existe un algoritmo de optimización metaheurística que pueda considerarse como la mejor opción para hacer frente a todos los problemas de optimización modernos. Este documento presenta un nuevo algoritmo de optimización metaheurística llamado Algoritmo de optimización basado en grupos dinámicos (DGCO). El algoritmo propuesto se inspira en el comportamiento cooperativo adoptado por los individuos de Swarm para lograr sus objetivos globales. DGCO ha sido validado y probado frente a veintitrés problemas de optimización matemática, y los resultados han sido verificados mediante un estudio comparativo con respecto a algoritmos de optimización de última generación que ya están disponibles. Los resultados han demostrado las altas capacidades de exploración de DGCO, así como su capacidad para evitar los óptimos locales. Además, el rendimiento de DGCO también se ha verificado frente a cinco problemas de diseño de ingeniería restringidos. Los resultados demuestran el rendimiento competitivo y las capacidades de DGCO con respecto a los conocidos algoritmos de optimización metaheurística de última generación. Finalmente, se realiza un análisis de sensibilidad para estudiar el efecto de diferentes parámetros sobre el rendimiento del algoritmo DGCO.Files
09164971.pdf.pdf
Files
(245 Bytes)
Name | Size | Download all |
---|---|---|
md5:1add8aff2e5aebab43d51affdb276e0f
|
245 Bytes | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- خوارزمية التحسين التعاوني الديناميكي القائم على المجموعة
- Translated title (French)
- Algorithme d'optimisation coopérative dynamique basé sur les groupes
- Translated title (Spanish)
- Algoritmo de optimización cooperativa basado en grupos dinámicos
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3048536933
- DOI
- 10.1109/access.2020.3015892
References
- https://openalex.org/W1576660662
- https://openalex.org/W1595159159
- https://openalex.org/W1748133846
- https://openalex.org/W1990966828
- https://openalex.org/W1992656046
- https://openalex.org/W1997600725
- https://openalex.org/W1999445878
- https://openalex.org/W2006298973
- https://openalex.org/W2007351764
- https://openalex.org/W2014717189
- https://openalex.org/W2015512846
- https://openalex.org/W2022453756
- https://openalex.org/W2036973403
- https://openalex.org/W2051563170
- https://openalex.org/W2061438946
- https://openalex.org/W2065401134
- https://openalex.org/W2072955302
- https://openalex.org/W2076858147
- https://openalex.org/W2102184039
- https://openalex.org/W2114725328
- https://openalex.org/W2126811106
- https://openalex.org/W2129724855
- https://openalex.org/W2143560894
- https://openalex.org/W2149815769
- https://openalex.org/W2152195021
- https://openalex.org/W2156194072
- https://openalex.org/W2168009894
- https://openalex.org/W2171211995
- https://openalex.org/W2174105434
- https://openalex.org/W2184379877
- https://openalex.org/W2232317135
- https://openalex.org/W2261079877
- https://openalex.org/W2290883490
- https://openalex.org/W2339349949
- https://openalex.org/W2533731324
- https://openalex.org/W2553683350
- https://openalex.org/W2600550662
- https://openalex.org/W2747155220
- https://openalex.org/W2770073247
- https://openalex.org/W2783827472
- https://openalex.org/W2790662215
- https://openalex.org/W2887421085
- https://openalex.org/W2890747984
- https://openalex.org/W2892659004
- https://openalex.org/W2914466649
- https://openalex.org/W2919979744
- https://openalex.org/W2923345427
- https://openalex.org/W2926390335
- https://openalex.org/W2928611323
- https://openalex.org/W2929257783
- https://openalex.org/W2963103847
- https://openalex.org/W2991479668
- https://openalex.org/W3005572195
- https://openalex.org/W3035533770
- https://openalex.org/W4211088568
- https://openalex.org/W4244389589
- https://openalex.org/W4246565613
- https://openalex.org/W4250503569
- https://openalex.org/W4253572765