请识别该箱复用物品更换成本最小化问题的离散优化类别

我拥有N个包含M件物品的列表,这些物品需实际投入使用(需人工将名称已缩写的物品放入物理箱中)。之后视情况清空箱子并从左到右重复使用,若向箱中放入与之前不同的物品会产生实际成本。我手动重排列表以最小化更换次数,但软件能更快、更可靠地求得最优解。整个流程先在Excel中完成(之后转为纸质文档再应用于工厂)。我编写了一个暴力法VBA程序,在部分案例中表现良好,但并非适用于所有案例。若能知晓该问题所属的优化类别,我即可进行编码实现,哪怕仅调用DLL完成。但我多次在线搜索(尝试多种表述)均未找到答案,它不属于旅行商(Traveling Salesman)、背包(Knapsack)等问题,似乎与生物信息学中的Sequence Alignment(序列比对)问题类似。恳请运筹学领域人士帮忙识别该问题所属的离散优化类别。
这个问题属于离散优化范畴下的单机器调度问题(Single-Machine Scheduling Problem),具体是「最小化设置成本/切换次数」的细分场景。
也可以从批量生产的角度归为批量排序问题(Batch Scheduling)——核心目标就是把相同物品的任务归为连续批次,从而减少不同物品间的切换次数(也就是换料成本)。这类问题的最优解逻辑通常是将相同物品连续排列,和你提到的序列比对有一定相似性,但核心更贴近生产调度里的单台设备换产优化。
如果要找现成算法或工具,直接搜「Single-Machine Scheduling with Setup Costs」或者「Batch Scheduling Minimizing Setup Changes」就能找到相关资料。
内容的提问来源于stack exchange,提问作者klausnrooster

