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大規模かつ複雑な組合せ最適化問題に対する効率的かつ汎用的メタ戦略の開発と応用

研究課題

研究課題/領域番号 14750333
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 システム工学
研究機関京都大学

研究代表者

柳浦 睦憲  京都大学, 情報学研究科, 助手 (10263120)

研究期間 (年度) 2002 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
2004年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2003年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2002年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
キーワードメタ戦略 / 組合せ最適化問題 / 汎用ソルバ / 配送計画問題 / 二次元パッキング問題 / カッティングストック問題 / 組合せ最適化 / 一般化二次割当問題
研究概要

近年、インターネットの整備、携帯電話の普及、計算機性能の進化など、技術革新が急速に進み、最新かつ大量のデータを高速に入手・処理できるようになった。このような技術革新に伴って、これらの技術資源やそこから得られる情報を有効に利用する必要性が高まってきた。この目的において重要な問題として、スケジューリング問題やネットワーク設計問題などのシステム工学的・情報工学的問題が挙げられるが、その多くは組合せ最適化問題として定式化できる。上述の技術革新に伴い、応用上重要な問題はますます大規模化・複雑化してきている。しかし、NP困難性に代表されるように、多くの組合せ最適化問題に対し、問題の規模が大きい場合、厳密な最適解を求めることがきわめて困難であることが認知されている。
このような問題に対する現実的手法としてメタ戦略が有効であることが知られている。本研究では、現実の応用問題に幅広く対応できるような汎用ソルバをメタ戦略に基づいて開発し、企業などのシステムにおける問題解決エンジンとしての貢献を目指している。本研究の目的を達成するためには、高い汎用性を持ちつつアルゴリズムの性能向上に利用できる構造を有する問題の選択が重要となる。
本年度は、主に、時間ペナルティ関数つき配送計画問題、多角形パッキング問題、多資源一般化割当問題、カッティングストック問題に対する研究を進めた。とくに、配送計画問題に対しては、移動時間に変更を許す場合や、移動時間が出発時刻に依存する場合など、より汎用性の高い定式化のに対しても現実的に高速な多項式時間アルゴリズムの開発に成功した。このように汎用性を高めたにもかかわらず、これを組み込んだソルバの性能はきわめて高く、客数1000までの大規模なベンチマーク問題例において、専用アルゴリズムに劣らない性能を示すという大きな成功をおさめた。

報告書

(3件)
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2005 2004 その他

すべて 雑誌論文 (6件) 文献書誌 (12件)

  • [雑誌論文] Improved Local Search Algorithms for the Rectangle Packing Problem with General Spatial Costs2005

    • 著者名/発表者名
      S.Imahori, M.Yagiura, T.Ibaraki
    • 雑誌名

      European Journal of Operational Research Vol.167

      ページ: 48-67

    • NAID

      110002811934

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] An Ejection Chain Approach for the Generalized Assignment Problem2004

    • 著者名/発表者名
      M.Yagiura, T.Ibaraki, F.Glover
    • 雑誌名

      INFORMS Journal on Computing Vol.16

      ページ: 133-151

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Very Large-Scale Neighborhood Search Algorithm for the Multi-Resource Generalized Assignment Problem2004

    • 著者名/発表者名
      M.Yagiura, S.Iwasaki, T.Ibaraki, F.Glover
    • 雑誌名

      Discrete Optimization Vol.1

      ページ: 87-98

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] A Decomposability Index in Logical Analysis of Data2004

    • 著者名/発表者名
      H.Ono, M.Yagiura, T.Ibaraki
    • 雑誌名

      Discrete Applied Mathematics Vol.142

      ページ: 165-180

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Effective Local Search Algorithms for Routing and Scheduling Problems with General Time-Window Constraints

    • 著者名/発表者名
      T.Ibaraki, S.Imahori, M.Kubo, T.Masuda, T.Uno, M.Yagiura
    • 雑誌名

      Transportation Science (掲載予定)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] A Path Relinking Approach with Ejection Chains for the Generalized Assignment Problem

    • 著者名/発表者名
      M.Yagiura, T.Ibaraki, F.Glover
    • 雑誌名

      European Journal of Operational Research (掲載予定)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [文献書誌] S.Umetani, M.Yagiura, T.Ibaraki: "One Dimensional Cutting Stock Problem to Minimize the Number of Different Patterns"European Journal of Operational Research. Vol.146, No.2. 388-402 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] S.Umetanim, M.Yagiura, T.Ibaraki: "An LP-based Local Search to the One Dimensional Cutting Stock Problem Using a Given Number of Cutting Patterns"IEICE Transaction on Fundamentals. Vol.E86-A, No,5. 1093-1102 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] E.Boros, T.Horiyama, T.Ibaraki, K.Makino, M.Yagiura: "Finding Essential Attributes from Binary Data"Annals of Mathematics and Artificial Intelligence. Vol.39. 223-257 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] S.Imahori, M.Yagiura, T.Ibaraki: "Local Search Algorithms for the Rectangle Packing Problem with General Spatial Costs"Mathematical Programming. Vol.97. 543-569 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] M.Yagiura, T.Ibaraki, F.Glover: "An Ejection Chain Approach for the Generalized Assignment Problem"INFORMS Journal on Computing. to appear.

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Ibaraki, B.Imahori, M.Kubo, T.Masuda, T.Uno, M.Yagiura: "Effective Local Search Algorithms for Routing and Scheduling Problems with General Time Window Constraints"Transportation Science. to appear.

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] M.Yagiura, T.Ibaraki: "Local Search"P.M. Pardalos and M.G.C. Resende (eds.), Handbook of Applied Optimization, Oxford University Press. 104-123 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] S.Umetani, M.Yagiura, T.Ibaraki: "One Dimensional Cutting Stock Problem to Minimize the Number of Different Patterns"European Journal of Operational Research. Vol.146,No.2. 388-402 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] S.Umetani, M.Yagiura, T.Ibaraki: "An LP-based Local Search to the One Dimensional Cutting Stock Problem Using a Given Number of Cutting Patterns"LEICE Transaction on Fundamentals. (to appear).

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] E.Boros, T.Horiyama, T.Ibaraki, K.Makino, M.Yagiura: "Finding Essential Attributes from Binary Data"Annals of Mathematics and Artificial Intelligence. (to appear).

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] M.Yagiura, T.Ibaraki, F.Glover: "An Ejection Chain Approach for the Generalized Assignment Problem"INFORMS Journal on Computing. (to appear).

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] S.Imahori, M.Yagiura, T.Ibaraki: "Local Search Algorithms for the Rectangle Packing Problem with General Spatial Costs"Mathematical Programming. (to appear).

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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