Projeto de sistemas de engenharia usando o Whale Optimization Algorithm

Abstract

A formulação e a resolução de problemas de otimização configura uma linha de pesquisa de grande aplicabilidade, com destaque para o projeto de sistemas de engenharia. Tradicionalmente, a resolução desses problemas pode ser realizada considerando dois tipos de abordagens, a saber, as clássicas e as Meta-Heurísticas. Como exemplo dessa última classe pode-se citar uma recente técnica bio-inspirada na natureza, o Whale Optimization Algorithm (WOA). Essa estratégia evolutiva consiste na geração de candidatos à solução de problemas de otimização através da simulação dos movimentos de baleias jubarte em busca de alimentos. Todavia, por se tratar de uma nova técnica de otimização, o WOA requer acontinuidade dos estudos de forma a melhorar o seu desempenho em problemas com maior complexidade. Diante disso, a presente contribuição tem por objetivo propor a estratégia Adaptive Whale Optimization Algorithm (AWOA), que atualiza os parâmetros internos do WOA considerando uma estratégia baseada no conceito de taxa de convergência e propõe um operador cognitivo-social como alternativa para a geração de candidatos. A metodologia é aplicada a uma série de problemas matemáticos e no projeto de sistemas de engenharia. Os resultados obtidos com esta nova abordagem demonstram que o AWOA apresentou desempenho, no mínimo, equivalente ao WOA, mas sem aumentar consideravelmente o custo computacional quando comparado com outras estratégias evolutivas.