本项目按照"映射/反演"的问题处理思路,针对一类典型的复杂系统- - 蚁群系统,从个体行为和交互规则的建模入手,融合多种理论和技术,对蚂蚁群体的觅食、巢穴构造和劳动分工等行为进行理论分析和模拟仿真,探讨群集智能的作用机理,揭示基于群集智能的复杂系统内部运行机制。其研究内容包括①基于定性推理的并行寻优机制;②基于近邻作用的整体突现机制;③基于多重交互的合作进化机制;④基于群集智能的复杂系统运行仿真实现;⑤工程应用求解实例(拟采用复杂产品的方案优化设计、二维零件的拓扑结构自成形、协同设计的动态任务分配和冲突消解作为应用实例)。其成果可以充实复杂系统理论,促进复杂性研究。同时通过建立基于群集智能的复杂系统运行仿真原型系统,可为复杂工程问题求解提供新的工具集,进而为面向复杂巨系统的综合集成研讨厅体系提供功能模块,积累开发经验。由此可见,本项目研究既具有重要的理论和实际意义,又具有良好的应用前景。
本项目按照"映射/反演"的研究思路,针对一类典型复杂系统- - 蚁群系统,融合多种理论和技术,探讨群集智能的作用机理。在对国内外研究状况进行综合论述与深入分析的基础上,以基于蚁群觅食的并行寻优、基于巢穴构造的整体突现、基于劳动分工的合作进化为切入点展开理论研究,取得以下成果①根据多群体共进化的思想提出了一种共进化蚁群算法;以复杂产品设计为背景,提出了基于群集智能的产品共进化设计方法体系。②借助多智能体建模技术,通过仿真模拟,揭示了虚拟企业组织结构和流行病消息传播的突现机理。③根据虚拟企业运行的要求重新设计属性特征、任务执行和学习规则、活动环境等模块,构建了扩展的蚁群劳动分工模型。在工程应用方面,提出了多种有效求解复杂布局问题和数字曲线多边形逼近问题的群集智能方法,开发实现了基于群集智能的产品共进化设计原型系统,定制建立了基于Swarm的通用虚拟企业建模与仿真平台。鉴于蚁群系统研究结果具有向一般复杂系统拓广的扩展延伸性,上述研究旨在从群集智能的角度揭示一般复杂系统的内部运行机制,充实复杂系统理论,促进复杂性研究。这一工作既有重要的科学意义和学术探讨价值,又有广泛的应用前景和实际指导作用。