模擬經(jīng)營沙盒建造游戲異星工廠目前已經(jīng)推出1.0正式版，游戲中玩家可以使用模擬退火算法優(yōu)化工廠，下面給大家分享一個(gè)模擬退火算法使用攻略

網(wǎng)格設(shè)計(jì)

網(wǎng)格設(shè)計(jì)在異星工廠與現(xiàn)實(shí)中的工廠中都有應(yīng)用。芯片設(shè)計(jì)中也有網(wǎng)格設(shè)計(jì)。問題在于“如何放置網(wǎng)格內(nèi)的不同組件才能獲得工廠/芯片的最優(yōu)化設(shè)計(jì)?”

模擬退火

網(wǎng)格設(shè)計(jì)問題是一個(gè)NP-Hard問題。在[本文所述的]這種情況下，找到最優(yōu)解所需要的時(shí)間將以 200! 單位時(shí)間而計(jì)。就算單位計(jì)算時(shí)間只有一納秒，所需的總時(shí)間也已超過宇宙年齡。事實(shí)上，這個(gè)數(shù)足足有370位長。

模擬退火是解決這類問題的一個(gè)好的替代方法。它雖然不能找到最優(yōu)解，但它能找到足夠好的解。

模擬退火是一種隨機(jī)搜索算法，它能概率性地跳出局部最優(yōu)解，用一個(gè)損失函數(shù)來“度量”一個(gè)解的品質(zhì)，并隨機(jī)地找到與它相臨的更好的解，直到它無法找到更好的解為止。

損失函數(shù)

[模擬退火]算法本身并不復(fù)雜;它純粹是一個(gè)幫助我們[找解]的工具。我們需要解決的問題在于如何設(shè)計(jì)損失函數(shù)。利用損失函數(shù)，我們可以決定有哪些東西需要優(yōu)化。這是個(gè)困難而有趣的問題，就像試圖用一張小被單完整的蓋住自己一樣。要是遮住臉，腳就會(huì)漏出來。

對(duì)于這個(gè)[本文所述的]問題，我選擇的優(yōu)化目標(biāo)如下：

物流機(jī)器人的總飛行距離：組裝機(jī)與化工廠的位置是離散的。假設(shè)物流箱的位置和組裝機(jī)的位置一樣，我們通過交換兩個(gè)組裝機(jī)的位置就可以知道一種布局是否比另一種更能減少物流機(jī)器人的飛行距離。損失函數(shù)利用配方信息和組裝機(jī)的位置信息來確定物流機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)距離以及物流機(jī)器人需求的多寡。

直連*：實(shí)驗(yàn)表明，在特定條件下，儲(chǔ)物箱-機(jī)械臂鏈條的設(shè)計(jì)模式比機(jī)器人和傳送帶都更高效。在可能的情況下我們會(huì)取消掉機(jī)器人的使用，轉(zhuǎn)而使用橫向(1鏈條)或豎向(3鏈條)的直連設(shè)計(jì)。

管道使用：這個(gè)設(shè)計(jì)用的管道很多，我們不希望太浪費(fèi)。

共享物流箱：輸出速度較低的組裝機(jī)應(yīng)當(dāng)共用物流箱以減少物流機(jī)器人的浪費(fèi)。單個(gè)機(jī)器人可以運(yùn)輸4塊材料，但[假如物流箱內(nèi)的材料不夠]機(jī)器人也可能只運(yùn)輸1或2塊材料。

注：作者這里說的直連具體指的是用“機(jī)械臂-箱子-機(jī)械臂”組合將一個(gè)單元格內(nèi)的產(chǎn)物作為原料送到相鄰的單元格內(nèi)的設(shè)計(jì)模式。更一般地說，直連指的是一個(gè)組裝機(jī)的產(chǎn)物不經(jīng)過傳送帶或機(jī)器人直接作為原料送到另一個(gè)組裝機(jī)中的設(shè)計(jì)模式。由于減少了中間的物流消耗，直連可以提高UPS。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果

經(jīng)過反復(fù)的嘗試和等待我獲得了不錯(cuò)的結(jié)果。新的布局將機(jī)器人用量降低了37%，將電力使用降低了35%并將物流網(wǎng)絡(luò)的UPS改善了16%。

由于由于機(jī)器人總功率正比于機(jī)器人行進(jìn)距離，電力消耗在這個(gè)設(shè)計(jì)中是不可忽視的要素。機(jī)器人的速度則并不影響總功率。將UPS改善16%或許聽起來不是很厲害，但這16%的優(yōu)化并非人力可為。

結(jié)論

成功!結(jié)果如圖所示。

未經(jīng)優(yōu)化的設(shè)計(jì)：機(jī)器人速度級(jí)別為18，平均機(jī)器人用量為505

優(yōu)化后的設(shè)計(jì)：平均機(jī)器人用量為368，效率提升了37%