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配置アルゴリズムを核とした実用的最適化手法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 17K00038
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 数理情報学
研究機関中央大学

研究代表者

今堀 慎治  中央大学, 理工学部, 教授 (90396789)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワード数理情報 / アルゴリズム / 数理工学 / 組合せ最適化 / 配置問題
研究成果の概要

配置問題とは,2次元や3次元の形状を持ついくつかの対象物を,互いに重なることがないように,与えられた領域内に配置する組合せ最適化問題である.この問題は実社会に多くの応用を持つが,汎用的な数理最適化ソルバー(混合整数計画問題に対する汎用ソルバーなど)での解決は非常に困難であり,専用の解法を設計することが必要というのが専門家の間で一致した認識である.
本研究課題では,配置問題に対する新たなアルゴリズムの設計と,配置問題に対する既存のアルゴリズムを,異なる目的や制約条件を持つ配置問題や,配置制約を持つ組合せ最適化問題に活用する研究を行った.

研究成果の学術的意義や社会的意義

実社会に現れる問題の多くが組合せ最適化問題として定式化されることが知られている。汎用的な解法(汎用数理最適化ソルバーなど)によって課題の解決ができる場合は良いが,そうでない場合も多い.本研究において,汎用解法での解決が難しい配置問題に対する専用解法を開発したことで,この問題に対する良質の解を現実的な時間で得られるようになった.また,そのような専用アルゴリズムやその考え方を他の課題でも利用できることを示し,専用アルゴリズムの活用できる範囲を拡げられる可能性を示した.

報告書

(8件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2024 2022 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 2件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Creation of Dihedral Escher-like Tilings Based on As-Rigid-As-Possible Deformation2024

    • 著者名/発表者名
      Nagata Yuichi、Imahori Shinji
    • 雑誌名

      ACM Transactions on Graphics

      巻: 43 号: 2 ページ: 1-18

    • DOI

      10.1145/3638048

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Escherization with Large Deformations Based on As-Rigid-As-Possible Shape Modeling2022

    • 著者名/発表者名
      Nagata Yuichi、Imahori Shinji
    • 雑誌名

      ACM Transactions on Graphics

      巻: 41 号: 2 ページ: 1-16

    • DOI

      10.1145/3487017

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The computational complexity of the gear placement problem2020

    • 著者名/発表者名
      V.M. Fukushigue Hama, S. Kanazawa, Y. Hu, S. Imahori, H. Ono and M. Yagiura
    • 雑誌名

      Journal of Advanced Mechanical Design, Systems, and Manufacturing

      巻: 14 号: 5 ページ: JAMDSM0069-JAMDSM0069

    • DOI

      10.1299/jamdsm.2020jamdsm0069

    • NAID

      130007868078

    • ISSN
      1881-3054
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] An Efficient Exhaustive Search Algorithm for the Escherization Problem2020

    • 著者名/発表者名
      Y. Nagata, S. Imahori
    • 雑誌名

      Algorithmica

      巻: - 号: 9 ページ: 2502-2534

    • DOI

      10.1007/s00453-020-00695-6

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Exact algorithms for the rectilinear block packing problem2018

    • 著者名/発表者名
      K. Matsushita, Y. Hu, H. Hashimoto, S. Imahori, M. Yagiura
    • 雑誌名

      Journal of Advanced Mechanical Design, Systems, and Manufacturing

      巻: 12 号: 3 ページ: JAMDSM0074-JAMDSM0074

    • DOI

      10.1299/jamdsm.2018jamdsm0074

    • NAID

      130007401949

    • ISSN
      1881-3054
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] EFFICIENT OVERLAP DETECTION AND CONSTRUCTION ALGORITHMS FOR THE BITMAP SHAPE PACKING PROBLEM2018

    • 著者名/発表者名
      Yannan Hu, Sho Fukatsu, Hideki Hashimoto, Shinji Imahori, Mutsunori Yagiura
    • 雑誌名

      日本オペレーションズ・リサーチ学会論文誌

      巻: 61 号: 1 ページ: 132-150

    • DOI

      10.15807/jorsj.61.132

    • NAID

      130006301094

    • ISSN
      0453-4514, 2188-8299
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 統合可能な作業を含む調理スケジューリング問題に対する発見的解法2020

    • 著者名/発表者名
      平野敬祐,今堀慎治
    • 学会等名
      日本オペレーションズリサーチ学会春季研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 工業的制約付き二次元ビンパッキング問題に対する最適化手法の提案2020

    • 著者名/発表者名
      久武優一,今堀慎治
    • 学会等名
      日本オペレーションズリサーチ学会春季研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] オンライン在線位置データを用いた列車遅延伝播の予測アルゴリズムの提案2020

    • 著者名/発表者名
      春田雅也,今堀慎治
    • 学会等名
      日本オペレーションズリサーチ学会春季研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] On the complexity of the gear placement problem2019

    • 著者名/発表者名
      V.M. Fukushigue Hama, S. Kanazawa, Y. Hu, S. Imahori, H. Ono, M. Yagiura
    • 学会等名
      International Symposium on Scheduling 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Two-dimensional rectangular bin packing problem in glass industry2019

    • 著者名/発表者名
      S. Imahori
    • 学会等名
      EURO 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 自動ピッキングシステムの最適運用計画2019

    • 著者名/発表者名
      今堀慎治
    • 学会等名
      スケジューリング学会 第11回最適化とアルゴリズム研究部会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] オンライン在線位置データを用いた列車遅延伝播の予測アルゴリズムの提案2019

    • 著者名/発表者名
      春田雅也,今堀慎治
    • 学会等名
      都市のOR ウインターセミナー2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 統合可能な作業を含む調理スケジューリング問題に対する発見的解法2019

    • 著者名/発表者名
      平野敬祐,今堀慎治
    • 学会等名
      スケジューリングシンポジウム2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 組合せ最適化問題に対する効率的アルゴリズムの設計2019

    • 著者名/発表者名
      今堀慎治
    • 学会等名
      日本OR学会 中部支部 2019年第1回支部講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 実社会で生じる図形配置問題に対するアルゴリズム設計2018

    • 著者名/発表者名
      今堀慎治
    • 学会等名
      MIMS 現象数理学拠点 共同研究集会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ギア配置問題の計算複雑度2018

    • 著者名/発表者名
      金澤将吾,福重浜ビトル光生,胡艶楠,今堀慎治,小野廣隆,柳浦睦憲
    • 学会等名
      スケジューリング・シンポジウム2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 順序制約と3ステージカット制約のついた二次元ビンパッキング問題に対する構築型解法と解表現について2018

    • 著者名/発表者名
      久武優一,春田雅也,今堀慎治
    • 学会等名
      スケジューリング・シンポジウム2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] エッシャー風タイリング問題に対する効率的な網羅探索アルゴリズムの提案2018

    • 著者名/発表者名
      永田裕一,今堀慎治
    • 学会等名
      情報処理学会 第166回 アルゴリズム研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 一般化距離尺度を用いたエッシャー風タイリング問題の網羅的解法2017

    • 著者名/発表者名
      永田裕一,今堀慎治
    • 学会等名
      進化計算シンポジウム2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [図書] Handbook of Approximation Algorithms and Metaheuristics, Second Edition; Chapter 32 and 332018

    • 著者名/発表者名
      Teofilo F. Gonzalez (ed.); S. Imahori, M. Yagiura, H. Nagamochi (Chap 32), Y. Hu, H. Hashimoto, S. Imahori, M. Yagiura (Chap 33)
    • 総ページ数
      1578
    • 出版者
      Chapman & Hall/CRC
    • ISBN
      9781498770156
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2025-01-30  

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