研究架構與實驗方法

研究架構的部分，以Debels et al. (2006)的演算法架構為基礎，另外再加入 共識因子(consensus operator)和田口方法(Taguchi methods)，成為產生更新解的方 法，架構如圖3.1。

本架構主要分成5 個模組：初始解產生流程、母體、更新解產生器、更新解

修正器以及彙總和母體更新器，其中彙總和母體更新器視為同一個模組。前 4

個模組上面代表著該模組建構或使用的方法，依序給予不同的編號，並且可以經 由不同方法組合成各種結構相異的演算法。本架構主要的變化在「更新解產生器」

這個模組，其他的模組都只使用一種方法。

更新解產生器中，C1、C2 為 Debels et al. (2006)所提出的方法，C3 至 C15 則為本研究所提出的方法。共識因子由 3×4 個參數所組成，參數組合內容如表 3.1。”Weighting”分成 No weighing、Linear weighting 和 Power weighting 3 種；”Rate (α)”則有 1、0.8、0.8 combined 1.2 和 0.8 and 1.2 等 4 種。有關以上 5 個模組的 說明和相關參數設定，一併在3.2 節完整介紹。

母體

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經由對圖3.1 的架構介紹之後，如果將更新解產生器以兩兩配對的方式，可 以將演算法整理出3 + (3 * 4) = 39 種版本(version)如表 3.2，其中 V0 這個版本是 Debels et al. (2006)的演算法，為了比較其他版本是否能優於 V0，所以基本上必 須對 V1 到 V38 等 38 個版本進行實驗。然而，由於本問題的 J30、J60 和 J120 這3 種情境總共有 480 + 480 + 600 = 1560 個例子，而每個例子要跑 10 次實驗(run) 取平均才能得到一個例子的資料，所以一個版本要跑 15,600 個例子的實驗。若 將所有實驗完整的跑完將會花上許多時間，並且在實驗過程中常在沒有完全跑完 實驗時，就可以取得相關資訊進一步對實驗方法做調整。為此，本研究將實驗分 成導引實驗(pilot study)和綜合實驗(comprehensive study)分別介紹如下。

表3.1 共識因子參數組合

組合編號 Weighting Rate (α)

C3 No 1 C4 No 0.8 C5 No 0.8 combined 1.2

C6 No 0.8 and 1.2

C7 Linear 1 C8 Linear 0.8 C9 Linear 0.8 combined 1.2

C10 Linear 0.8 and 1.2

C11 Power 1 C12 Power 0.8 C13 Power 0.8 combined 1.2

C14 Power 0.8 and 1.2

表3.2 演算法組合版本

初始解 母體 更新解產生器( 3 + 3 * 12 組合) 更新解修正器 V0：C1 + C2 V20：C2 + C9

V1：C1 + C3 V21：C2 + C10 V2：C1 + C4 V22：C2 + C11 V3：C1 + C5 V23：C2 + C12 V4：C1 + C6 V24：C2 + C13 V5：C1 + C7 V25：C2 + C14 V6：C1 + C8 V26：C2 + C15 V7：C1 + C9 V27：C3 + C15 V8：C1 + C10 V28：C4 + C15 V9：C1 + C11 V29：C5 + C15 V10：C1 + C12 V30：C6 + C15 V11：C1 + C13 V31：C7 + C15 V12：C1 + C14 V32：C8 + C15 V13：C1 + C15 V33：C9 + C15 V14：C2 + C3 V34：C10 + C15 V15：C2 + C4 V35：C11 + C15 V16：C2 + C5 V36：C12 + C15 V17：C2 + C6 V37：C13 + C15 V18：C2 + C7 V38：C14 + C15 A1 B1

V19：C2 + C8

D1

3.1.1 導引實驗(pilot study)

所謂導引實驗，就是取出部分的實驗項目進行實驗並且加以分析，決定剩餘 的實驗項目是否有需要繼續完成，以及後續實驗內容需要改善的部分。在導引實 驗中，本研究只選出 J30 和 J60 的問題來實驗，並且只以 1,000 和 5,000 條解 (schedule)做為停止條件。

11 圖3.1 的整個實驗架構和內容做改善，最終整理出綜合實驗架構圖(comprehensive study framework)進行下一步的綜合實驗。

3.1.2 綜合實驗(comprehensive study)

綜合實驗是根據導引實驗結果整理的架構圖來進行的，在綜合實驗架構所組 合出來的演算法，必須跑完J30、J60 和 J120 分別在 1,000、5,000 和 50,000 等 3 種停止條件下的實驗。綜合實驗流程分成以下4 個步驟：

Step 1：與 V0 比較實驗結果，選出最佳版本。

Step 2：將最佳版本跟其他過去文獻比較結果。

Step 3：分析最佳版本的優劣點。

Step 4：改善最佳版本。