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組合せ問題に対するロバスト最適化

Research Project

Project/Area Number 16J11392
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Mathematical informatics
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

呉 偉  名古屋大学, 情報科学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2016-04-22 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000)
Fiscal Year 2016: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Keywordsロバスト最適化 / 組合せ最適化
Outline of Annual Research Achievements

最適化手法のほとんどは,入力データが確定されたものとして扱わされ,アルゴリズムが設計されている.しかし,多くの現実問題では入力データには曖昧さや不確定要素が内在している.この様に不確定要素を深く考慮せず,予測値を確定入力データとして、既存の最適化手法を適用して得られた解の場合は,入力データの変動が解に影響しない機能がないため,大きな後悔を招く場合がある.本研究では,このような問題を現実的に解決可能とする,ロバスト基準での最適化問題に対する手法を提案した.
2016年度は多次元ナップサック問題を一般化した多次元ナップサック問題のロバスト最適化を対象とした.多次元ナップサック問題は,NP困難であることが知られているが,ナップサック制約が複数ある問題で,積荷作業や,資金計画問題など,数多く現実社会の最適化問題への定式化の結果として多く見受けられる非常に重要な問題である.
多次元ナップサック問題を解くためのロバスト最適化手法として,2015年の研究で提案した相対代替法を行生成アプローチで改善していく手法(反復相対代替法)を提案した.各反復では,得られた制約は線形であり,相対代替法により,最適値に対する上界と下界の両方が得られ,これらの値の近さを検証することで性能を評価することができた.その結果を国内会議で発表を行った.また,性能の善し悪しを判断するため,基本手法と知られているシナリオ固定法,ベンダース分解法とそれに基づいた分枝カット法を実装,生成した問題例に対して各解法の比較実験を行い,その研究成果を国際会議で発表した.
加えて,提案した反復相対代替法が汎用的な手法であることを検証するため,他の代表的なロバスト最適化問題として,ナップサック問題,集合被覆問題の研究との比較実験を行った.本実験では既存の研究より良い結果が得られ,手法の汎用性が検証可能となり,ジャーナル論文をまとめている.

Research Progress Status

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Report

(1 results)
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2017 2016 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Int'l Joint Research] University of Bologna/University of Modena and Reggio Emilia(Italy)

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Journal Article] A column generation approach to the airline crew pairing problem to minimize the total person-days2016

    • Author(s)
      W. Wu, Y. Hu, H. Hashimoto, T. Ando, T. Shiraki, M. Yagiura
    • Journal Title

      Journal of Advanced Mechanical Design, Systems, and Manufacturing

      Volume: 10 Issue: 3 Pages: JAMDSM0040-JAMDSM0040

    • DOI

      10.1299/jamdsm.2016jamdsm0040

    • NAID

      130005161643

    • ISSN
      1881-3054
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 組合せ問題に対する min-max regret 基準のロバスト最適化2017

    • Author(s)
      呉偉, M. Iori, S. Martello, 柳浦睦憲
    • Organizer
      科研費シンポジウム「統計的モデリングと計算アルゴリズムの数理と展開」
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] An Iterated Dual Substitution Approach for the Min-Max Regret Multidimensional Knapsack Problem2016

    • Author(s)
      W. Wu, M. Iori, S. Martello, M. Yagiura
    • Organizer
      The IEEE International Conference on Industrial Engineering and Engineering Management
    • Place of Presentation
      Bali, Indonesia
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 最大後悔最小化基準の多次元ナップサック問題に対する発見的解法2016

    • Author(s)
      呉偉, M. Iori, S. Martello, 柳浦睦憲
    • Organizer
      スケジューリング・シンポジウム2016
    • Place of Presentation
      大阪
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 最大後悔最小化基準の多次元0-1ナップサック問題に対する解法2016

    • Author(s)
      呉偉, M. Iori, S. Martello, 柳浦睦憲
    • Organizer
      夏のLAシンポジウム
    • Place of Presentation
      奈良
    • Related Report
      2016 Annual Research Report

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Published: 2016-05-17   Modified: 2024-03-26  

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