A new Nawaz–Enscore–Ham-based heuristic for permutation flow-shop problem with bicriteria of makespan and machine idle-time

A new heuristic based on Nawaz–Enscore–Ham (NEH) algorithm is proposed for solving permutation flowshop scheduling problem in this paper. A new priority rule is proposed by accounting for the average, mean absolute deviation, skewness and kurtosis, in order to fully describe the distribution style of processing times. A new tie-breaking rule is also introduced for achieving effective job insertion for the objective of minimizing both makespan and machine idle-time. Statistical tests illustrate better solution quality of the proposed algorithm, comparing to existing benchmark heuristics.

A Meta-Heuristic Load Balancer for Cloud Computing Systems

This paper introduces a strategy to allocate services on a cloud system without overloading the nodes and maintaining the system stability with minimum cost. We specify an abstract model of cloud resources utilization, including multiple types of resources as well as considerations for the service migration costs. A prototype meta-heuristic load balancer is demonstrated and experimental results are presented and discussed. We also propose a novel genetic algorithm, where population is seeded with the outputs of other meta-heuristic algorithms.

An heuristic approach for optimal location of gas supply units in transportation system

The best places to locate the Gas Supply Units (GSUs) on a natural gas systems and their optimal allocation to loads are the key factors to organize an efficient upstream gas infrastructure. The number of GSUs and their optimal location in a gas network is a decision problem that can be formulated as a linear programming problem. Our emphasis is on the formulation and use of a suitable location model, reflecting real-world operations and constraints of a natural gas system. This paper presents a heuristic model, based on lagrangean approach, developed for finding the optimal GSUs location on a natural gas network, minimizing expenses and maximizing throughput and security of supply.The location model is applied to the Iberian high pressure natural gas network, a system modelised with 65 demand nodes. These nodes are linked by physical and virtual pipelines – road trucks with gas in liquefied form. The location model result shows the best places to locate, with the optimal demand allocation and the most economical gas transport mode: by pipeline or by road truck.

Intelligent electric vehicle heuristic for energy resource management using simulated annealing

The smart grid concept appears as a suitable solution to guarantee the power system operation in the new electricity paradigm with electricity markets and integration of large amounts of Distributed Energy Resources (DERs). Virtual Power Player (VPP) will have a significant importance in the management of a smart grid. In the context of this new paradigm, Electric Vehicles (EVs) rise as a good available resource to be used as a DER by a VPP. This paper presents the application of the Simulated Annealing (SA) technique to solve the Energy Resource Management (ERM) of a VPP. It is also presented a new heuristic approach to intelligently handle the charge and discharge of the EVs. This heuristic process is incorporated in the SA technique, in order to improve the results of the ERM. The case study shows the results of the ERM for a 33-bus distribution network with three different EVs penetration levels, i. e., with 1000, 2000 and 3000 EVs. The results of the proposed adaptation of the SA technique are compared with a previous SA version and a deterministic technique.

Technical and economic resources management in smart grids using heuristic optimization methods

Intensive use of Distributed Generation (DG) represents a change in the paradigm of power systems operation making small-scale energy generation and storage decision making relevant for the whole system. This paradigm led to the concept of smart grid for which an efficient management, both in technical and economic terms, should be assured. This paper presents a new approach to solve the economic dispatch in smart grids. The proposed methodology for resource management involves two stages. The first one considers fuzzy set theory to define the natural resources range forecast as well as the load forecast. The second stage uses heuristic optimization to determine the economic dispatch considering the generation forecast, storage management and demand response

Ancillary services market clearing simulation: a comparison between deterministic and heuristic methods

Electricity market players operating in a liberalized environment requires access to an adequate decision support tool, allowing them to consider all the business opportunities and take strategic decisions. Ancillary services represent a good negotiation opportunity that must be considered by market players. For this, decision support tool must include ancillary market simulation. This paper proposes two different methods (Linear Programming and Genetic Algorithm approaches) for ancillary services dispatch. The methodologies are implemented in MASCEM, a multi-agent based electricity market simulator. A test case based on California Independent System Operator (CAISO) data concerning the dispatch of Regulation Down, Regulation Up, Spinning Reserve and Non-Spinning Reserve services is included in this paper.

A New Heuristic Providing an Effective Initial Solution for a Simulated Annealing approach to Energy Resource Scheduling in Smart Grids

An intensive use of dispersed energy resources is expected for future power systems, including distributed generation, especially based on renewable sources, and electric vehicles. The system operation methods and tool must be adapted to the increased complexity, especially the optimal resource scheduling problem. Therefore, the use of metaheuristics is required to obtain good solutions in a reasonable amount of time. This paper proposes two new heuristics, called naive electric vehicles charge and discharge allocation and generation tournament based on cost, developed to obtain an initial solution to be used in the energy resource scheduling methodology based on simulated annealing previously developed by the authors. The case study considers two scenarios with 1000 and 2000 electric vehicles connected in a distribution network. The proposed heuristics are compared with a deterministic approach and presenting a very small error concerning the objective function with a low execution time for the scenario with 2000 vehicles.

Application of different heuristic classes in memory-based and stimulus-based decisions

This paper studies the drivers of heuristic application in different decision types. The study compares differences in frequencies of heuristic classes' such as recognition, one-reason choice and trade-off applied in, respectively, memory-based and stimulus-based choices as well as in high and low involvement decisions. The study has been conducted online among 205 participants from 28 countries.

The essence of a tacit intersection : a heuristic inquiry into nature-based leisure and personal transformation

There are a considerable number of programs and agencies that count on the existence of a unique relationship between nature and human development. In addition, there are significant bodies of literature dedicated to understanding developmentally focused nature-based experiences. This research project was designed to flirther the understanding of this phenomenon. Consequently, the purpose of this research endeavour was to discover the essence ofthe intersection ofpersonal transformation and nature-based leisure, culminating in a rich and detailed account of this otherwise tacit phenomenon. As such, this research built on the assumption of this beneficial intersection of nature and personal transformation and contributes to the understanding ofhow this context is supporting or generating of selfactualization and positive development. Heuristic methods were employed because heuristics is concerned with the quality and essence of an experience, not causal relationships (Moustakas, 1990). Heuristic inquiry begins with the primary researcher and her personal experience and knowledge of the phenomenon. This study also involved four other coresearchers who had also experienced this phenomenon intensely. Co-researchers were found through purposeful and snowball sampling. Rich narrative descriptions of their experiences were gathered through in-depth, semi-structured interviews, and artifact elicitation was employed as a means to get at co-researchers' tacit knowledge. Each coresearcher was interviewed twice (the first interview focused on personal transformation, the second on nature) for approximately four and a half hours in total. Transcripts were read repeatedly to discern patterns that emerged from the study of the narratives and were coded accordingly. Individual narratives were consolidated to create a composite narrative of the experience. Finally, a creative synthesis was developed to represent the essence of this tacit experience. In conclusion the essence of the intersection of nature-based leisure and personal transformation was found to lie in the convergence of the lived experience of authenticity. The physical environment of nature was perceived and experienced to be a space and context of authenticity, leisure experiences were experienced as an engagement of authenticity, and individuals themselves encountered a true or authentic self that emanated from within. The implications of these findings are many, offering suggestions, considerations and implications from reconsidered approaches to environmental education to support for selfdirected human development.

Interpreting Quantifier Scope Ambiguity: Evidence of Heuristic First, Algorithmic Second Processing

The present work suggests that sentence processing requires both heuristic and algorithmic processing streams, where the heuristic processing strategy precedes the algorithmic phase. This conclusion is based on three self-paced reading experiments in which the processing of two-sentence discourses was investigated, where context sentences exhibited quantifier scope ambiguity. Experiment 1 demonstrates that such sentences are processed in a shallow manner. Experiment 2 uses the same stimuli as Experiment 1 but adds questions to ensure deeper processing. Results indicate that reading times are consistent with a lexical-pragmatic interpretation of number associated with context sentences, but responses to questions are consistent with the algorithmic computation of quantifier scope. Experiment 3 shows the same pattern of results as Experiment 2, despite using stimuli with different lexicalpragmatic biases. These effects suggest that language processing can be superficial, and that deeper processing, which is sensitive to structure, only occurs if required. Implications for recent studies of quantifier scope ambiguity are discussed.

Flourishing in the face of mental illness: A heuristic examination of the contribution of leisure to creating a meaningful life

The purpose of this research was to examine the ways in which individuals with mental illness create a life of purpose, satisfaction and meaning. The data supported the identification of four common themes: (1) the power of leisure in activation, (2) the power of leisure in resiliency, (3) the power of leisure in identity and (4) the power of leisure in reducing struggle. Through an exploration of the experience of having a mental illness, this project supports that leisure provides therapeutic benefits that transcend through negative life events. In addition, this project highlights the individual nature of recovery as a process of self-discovery. Through the creation of a visual model, this project provides a benchmark for how a small group of individuals have experienced living well with mental illness. As such, this work brings new thought to the growing body of mental health and leisure studies literature.

Removing Oneself from the Shadows: A Heuristic Inquiry to Understand the Lived Experience of Epilepsy in Young Adult Women and their Epilepsy Disclosure

Epilepsy is a chronic neurological disorder characterized by recurrent seizures (Stein & Kanner, 2009). The purpose of this study was to understand the essence of being a young woman living with epilepsy using heuristic inquiry (Moustakas, 1990). The research was built upon the assumption that each experience is unique, yet commonalities exist. Five women aged 22 to 28 years living with epilepsy were interviewed. Additionally, the researcher described her life with epilepsy. Participants characterized life with epilepsy as a transformative journey. The act of meeting and interacting with another woman living with epilepsy provided an opportunity to remove themselves from the shadows and discuss epilepsy. Three major themes of seizures, medical treatment, and social relationships were developed revealing a complex view of an illness requiring engaged advocacy in the medical system. Respondents frequently make difficult adjustments to accommodate epilepsy. This study provides a complex in-depth view of life with epilepsy.

Heuristic solution methods for multi-attribute vehicle routing problems

Le Problème de Tournées de Véhicules (PTV) est une clé importante pour gérér efficacement des systèmes logistiques, ce qui peut entraîner une amélioration du niveau de satisfaction de la clientèle. Ceci est fait en servant plus de clients dans un temps plus court. En terme général, il implique la planification des tournées d'une flotte de véhicules de capacité donnée basée à un ou plusieurs dépôts. Le but est de livrer ou collecter une certain quantité de marchandises à un ensemble des clients géographiquement dispersés, tout en respectant les contraintes de capacité des véhicules. Le PTV, comme classe de problèmes d'optimisation discrète et de grande complexité, a été étudié par de nombreux au cours des dernières décennies. Étant donné son importance pratique, des chercheurs dans les domaines de l'informatique, de la recherche opérationnelle et du génie industrielle ont mis au point des algorithmes très efficaces, de nature exacte ou heuristique, pour faire face aux différents types du PTV. Toutefois, les approches proposées pour le PTV ont souvent été accusées d'être trop concentrées sur des versions simplistes des problèmes de tournées de véhicules rencontrés dans des applications réelles. Par conséquent, les chercheurs sont récemment tournés vers des variantes du PTV qui auparavant étaient considérées trop difficiles à résoudre. Ces variantes incluent les attributs et les contraintes complexes observés dans les cas réels et fournissent des solutions qui sont exécutables dans la pratique. Ces extensions du PTV s'appellent Problème de Tournées de Véhicules Multi-Attributs (PTVMA). Le but principal de cette thèse est d'étudier les différents aspects pratiques de trois types de problèmes de tournées de véhicules multi-attributs qui seront modélisés dans celle-ci. En plus, puisque pour le PTV, comme pour la plupart des problèmes NP-complets, il est difficile de résoudre des instances de grande taille de façon optimale et dans un temps d'exécution raisonnable, nous nous tournons vers des méthodes approcheés à base d’heuristiques.

Meta-heuristic Solution Methods for Rich Vehicle Routing Problems

Le problème de tournées de véhicules (VRP), introduit par Dantzig and Ramser en 1959, est devenu l'un des problèmes les plus étudiés en recherche opérationnelle, et ce, en raison de son intérêt méthodologique et de ses retombées pratiques dans de nombreux domaines tels que le transport, la logistique, les télécommunications et la production. L'objectif général du VRP est d'optimiser l'utilisation des ressources de transport afin de répondre aux besoins des clients tout en respectant les contraintes découlant des exigences du contexte d’application. Les applications réelles du VRP doivent tenir compte d’une grande variété de contraintes et plus ces contraintes sont nombreuse, plus le problème est difficile à résoudre. Les VRPs qui tiennent compte de l’ensemble de ces contraintes rencontrées en pratique et qui se rapprochent des applications réelles forment la classe des problèmes ‘riches’ de tournées de véhicules. Résoudre ces problèmes de manière efficiente pose des défis considérables pour la communauté de chercheurs qui se penchent sur les VRPs. Cette thèse, composée de deux parties, explore certaines extensions du VRP vers ces problèmes. La première partie de cette thèse porte sur le VRP périodique avec des contraintes de fenêtres de temps (PVRPTW). Celui-ci est une extension du VRP classique avec fenêtres de temps (VRPTW) puisqu’il considère un horizon de planification de plusieurs jours pendant lesquels les clients n'ont généralement pas besoin d’être desservi à tous les jours, mais plutôt peuvent être visités selon un certain nombre de combinaisons possibles de jours de livraison. Cette généralisation étend l'éventail d'applications de ce problème à diverses activités de distributions commerciales, telle la collecte des déchets, le balayage des rues, la distribution de produits alimentaires, la livraison du courrier, etc. La principale contribution scientifique de la première partie de cette thèse est le développement d'une méta-heuristique hybride dans la quelle un ensemble de procédures de recherche locales et de méta-heuristiques basées sur les principes de voisinages coopèrent avec un algorithme génétique afin d’améliorer la qualité des solutions et de promouvoir la diversité de la population. Les résultats obtenus montrent que la méthode proposée est très performante et donne de nouvelles meilleures solutions pour certains grands exemplaires du problème. La deuxième partie de cette étude a pour but de présenter, modéliser et résoudre deux problèmes riches de tournées de véhicules, qui sont des extensions du VRPTW en ce sens qu'ils incluent des demandes dépendantes du temps de ramassage et de livraison avec des restrictions au niveau de la synchronization temporelle. Ces problèmes sont connus respectivement sous le nom de Time-dependent Multi-zone Multi-Trip Vehicle Routing Problem with Time Windows (TMZT-VRPTW) et de Multi-zone Mult-Trip Pickup and Delivery Problem with Time Windows and Synchronization (MZT-PDTWS). Ces deux problèmes proviennent de la planification des opérations de systèmes logistiques urbains à deux niveaux. La difficulté de ces problèmes réside dans la manipulation de deux ensembles entrelacés de décisions: la composante des tournées de véhicules qui vise à déterminer les séquences de clients visités par chaque véhicule, et la composante de planification qui vise à faciliter l'arrivée des véhicules selon des restrictions au niveau de la synchronisation temporelle. Auparavant, ces questions ont été abordées séparément. La combinaison de ces types de décisions dans une seule formulation mathématique et dans une même méthode de résolution devrait donc donner de meilleurs résultats que de considérer ces décisions séparément. Dans cette étude, nous proposons des solutions heuristiques qui tiennent compte de ces deux types de décisions simultanément, et ce, d'une manière complète et efficace. Les résultats de tests expérimentaux confirment la performance de la méthode proposée lorsqu’on la compare aux autres méthodes présentées dans la littérature. En effet, la méthode développée propose des solutions nécessitant moins de véhicules et engendrant de moindres frais de déplacement pour effectuer efficacement la même quantité de travail. Dans le contexte des systèmes logistiques urbains, nos résultats impliquent une réduction de la présence de véhicules dans les rues de la ville et, par conséquent, de leur impact négatif sur la congestion et sur l’environnement.

A heuristic algorithm for the Capacitated Vehicle Routing Problem with Synchronized Pick-ups and Drop-offs : a case study for medications delivery and supervision in DR Congo

Dans des contextes de post-urgence tels que le vit la partie occidentale de la République Démocratique du Congo (RDC), l’un des défis cruciaux auxquels font face les hôpitaux ruraux est de maintenir un niveau de médicaments essentiels dans la pharmacie. Sans ces médicaments pour traiter les maladies graves, l’impact sur la santé de la population est significatif. Les hôpitaux encourent également des pertes financières dues à la péremption lorsque trop de médicaments sont commandés. De plus, les coûts du transport des médicaments ainsi que du superviseur sont très élevés pour les hôpitaux isolés ; les coûts du transport peuvent à eux seuls dépasser ceux des médicaments. En utilisant la province du Bandundu, RDC pour une étude de cas, notre recherche tente de déterminer la faisabilité (en termes et de la complexité du problème et des économies potentielles) d’un problème de routage synchronisé pour la livraison de médicaments et pour les visites de supervision. Nous proposons une formulation du problème de tournées de véhicules avec capacité limitée qui gère plusieurs exigences nouvelles, soit la synchronisation des activités, la préséance et deux fréquences d’activités. Nous mettons en œuvre une heuristique « cluster first, route second » avec une base de données géospatiales qui permet de résoudre le problème. Nous présentons également un outil Internet qui permet de visualiser les solutions sur des cartes. Les résultats préliminaires de notre étude suggèrent qu’une solution synchronisée pourrait offrir la possibilité aux hôpitaux ruraux d’augmenter l’accessibilité des services médicaux aux populations rurales avec une augmentation modique du coût de transport actuel.