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Development of evolutionary computation method for dynamic scheduling

Research Project

Project/Area Number 20K04985
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 25010:Social systems engineering-related
Research InstitutionPrefectural University of Hiroshima

Principal Investigator

広谷 大助  県立広島大学, 地域創生学部, 准教授 (30432686)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 林田 智弘  広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 准教授 (20432685)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Keywords動的スケジューリング問題 / 周期性 / 進化計算 / ディスパッチングルール / 長期メモリ / 島モデル / 動的スケジューリング / 遺伝的プログラミング
Outline of Research at the Start

本研究では,時間経過と共に断続的にジョブ(作業)が到着する環境下のスケジューリング問題である動的スケジューリング問題に対する進化計算手法を開発する.従来研究でもいくつか手法が提案されているが,現実的な問題に対して膨大な計算時間及び計算コストが必要となる.よって,新たな進化計算手法を開発し,新たなスケジューリング規則を獲得する.それらから汎用性の高いルールを獲得し,現実的な生産問題に対して適用し,その有効性を検証することを目的とする.

Outline of Annual Research Achievements

本年度はまず従来の遺伝的プログラミングを用いた手法を改良した手法についてシステム制御情報学会研究発表講演会にて発表を行った.その上で,本研究課題をまとめる上でコロナ禍によって実現ができていなかった研究課題に密接に関係する国内学会(日本経営工学会)及び国際学会(スケジューリング国際シンポジウム2023, ICPR2023(27th International Conference on Production Research), APIEMS2023(23rd Asia Pacific Industrial Engineering and Management System Conference), SMC2023(2023 International IEEE Conference on Systems, Man, and Cybernetics))に対面参加し,スケジューリング国際シンポジウムを除く国際学会では研究発表も行った.これらの学会に対面参加することによって非常に幅広い分野の研究者と意見交換を行うと同時に情報収集を行う事もできた.
更に,最終目標であるディスパッチングルールのルール分析を行う事ができた.ルール分析については日本経営工学会で発表した内容をバージョンアップしたものを国際学会(SMC2023)で発表し,詳細な考察を加えたものを論文誌に投稿した.相関分析を用いたルール分析について,得られたルールは従来のディスパッチングルールであるFCFSとEDDと似たルールが得られ,更にそれに加えてこれまでにない新たなルールも得ることができた.このことから従来の単一のディスパッチングルールと比較し,評価値が良くなったこととの関係性が明らかになった.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本年度はコロナ禍によって延期していた多くの国内学会・国際学会に対面参加し情報収集及び研究発表を行い,更に本研究の最終目標である汎用性のあるディスパッチングルールが相関分析によって獲得できたことが明らかになり,それを踏まえ論文にまとめ投稿できたため

Strategy for Future Research Activity

現在論文を投稿し再修正を行った.論文査読で指摘があった部分や今後の方向性について学会等で再調査し,本年度中に論文を出版し,研究のまとめを行う

Report

(4 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2023 2022 2021

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results)

  • [Journal Article] Parallel Distributed Genetic Programming using Long-term Memory for Dynamic Scheduling Problems2022

    • Author(s)
      林田智弘,広谷大助,西崎一郎,関崎真也,前田伊吹
    • Journal Title

      Transactions of the Institute of Systems, Control and Information Engineers

      Volume: 35 Issue: 5 Pages: 93-100

    • DOI

      10.5687/iscie.35.93

    • ISSN
      1342-5668, 2185-811X
    • Year and Date
      2022-05-15
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 動的スケジューリング問題のための並列分散構造GPの改良とルール分析2023

    • Author(s)
      林田智弘, 広谷大助, 西崎一郎, 関崎真也,前田伊吹
    • Organizer
      第67回システム制御情報学会研究発表講演会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 周期性を持つ需要を伴う動的スケジューリング問題に対する最適ディスパッチルールの特性分析2023

    • Author(s)
      広谷大助, 林田智弘, 西崎一郎, 関崎真也,前田伊吹
    • Organizer
      日本経営工学会2023年春季大会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] Best dispatching rule analysis for dynamic scheduling problem with periodical demand2023

    • Author(s)
      Daisuke Hirotani, Tomohiro Hayashida, Shinya Sekizaki, Ichiro Nishizaki and Ibuki Maeda
    • Organizer
      2023 International IEEE Conference on Systems, Man, and Cybernetics (SMC2023)
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] クローズドループサプライチェーンにおける補助金を伴う利益最大化問題2023

    • Author(s)
      中尾俊介,広谷大助
    • Organizer
      日本経営工学会2023年春季大会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] Profit maximization model for green supply chain considering some kinds of green level2023

    • Author(s)
      Takuya Nakagawa and Daisuke Hirotani
    • Organizer
      23rd Asia Pacific Industrial Engineering and Management System Conference (APIEMS 2023)
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Profit maximization problem for closed loop supply chain with subsidy2023

    • Author(s)
      Daisuke Hirotani and Syunsuke Nakao
    • Organizer
      27th International Conference on Production Research (ICPR2023)
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 周期的需要のある動的スケジューリング問題のための遺伝的プログラミングを用いた優先度規則2022

    • Author(s)
      林田智弘, 広谷大助, 西崎一郎, 関崎真也, 前田伊吹
    • Organizer
      電気学会研究会資料:システム・制御合同研究会 「制御工学と機械学習の最新動向」
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 周期性を持つ需要を伴う動的スケジューリング問題に対する遺伝的プログラミングの改良2022

    • Author(s)
      広谷大助, 林田智弘, 西崎一郎, 関崎真也,前田伊吹
    • Organizer
      2022年電気学会電子・システム情報部門大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 進化計算手法によって得られた周期性のある動的スケジューリング問題のためのルールに関する考察2022

    • Author(s)
      前田伊吹, 林田智弘, 広谷大助, 西崎一郎, 関崎真也
    • Organizer
      2022 IEEE SMC Hiroshima Chapter 若手研究会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 周期性のある動的スケジューリング問題のためのエリート個体を用いた並列遺伝的プログラミングの提案2021

    • Author(s)
      前田 伊吹, 林田 智弘, 広谷 大助, 西崎 一郎, 関崎 真也
    • Organizer
      2021 IEEE SMC Hiroshima Chapter 若手研究会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 周期的な動的環境のための遺伝的プログラミングの開発とスケジューリング問題への適用2021

    • Author(s)
      林田 智弘, 広谷 大助, 西崎 一郎, 関崎 真也, 前田 伊吹
    • Organizer
      第65回システム制御情報学会研究発表講演会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] An Evolutionary Method of Computation for Dynamic Scheduling Problems with Periodic Demand2021

    • Author(s)
      Daisuke Hirotani, Tomohiro Hayashida, Shinya Sekizaki, Ichiro Nishizaki and Ibuki Maeda
    • Organizer
      2021 IEEE 12th International Workshop on Computational Intelligence and Applications (IWCIA2021)
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 周期性を持つ需要を伴う動的スケジューリング問題に対する長期メモリを用いた進化計算手法2021

    • Author(s)
      広谷 大助, 前田 伊吹, 林田 智弘, 西崎 一郎, 関崎 真也
    • Organizer
      日本オペレーションズ・リサーチ学会2021年度春季研究発表会
    • Related Report
      2020 Research-status Report

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2024-12-25  

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