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現実的なモデルに基づいたブロック積み替え・整列問題の効率的解法

研究課題

研究課題/領域番号 18K04607
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分25010:社会システム工学関連
研究機関京都大学

研究代表者

田中 俊二  京都大学, 工学研究科, 准教授 (90324657)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワードブロック積み替え問題 / ブロック整列問題 / 組み合せ最適化 / 厳密解法 / クレーン動作モデル / 最適化 / コンテナ / 組合せ最適化
研究成果の概要

本研究では,積み上げられたブロック(荷物,コンテナなど)を効率よく取り出す,あるいは整列することを目的とした,ブロック積み替え問題・ブロック整列問題(コンテナプリマーシャリング問題)を対象とした.現実的な状況を想定した2種類のクレーン動作モデルのもとで総処理時間を最小化する問題を考え,数理最適化問題としての定式化や,厳密解法の構成を行った.そして,計算機実験により,ブロックをなるべく持ち上げずに移動させることで,総処理時間を大幅に短縮できることを示した.また,総積み替え回数最小化を目的としたブロック積み替え問題に対する厳密解法の改善も行った.

研究成果の学術的意義や社会的意義

ブロック積み替え問題・整列問題において,異なるクレーン動作モデルのもとで総処理時間を最小化する問題を対象とし,厳密解法を与えた.これにより,クレーン動作モデルの違いが総処理時間に与える影響を陽に評価することが可能となった.あわせて,積え替え回数最小化を目的としたブロック積み替え問題に対する厳密解法の改善を行った.以上の結果は,積み替え・整列問題に対する解法の理論研究に発展に寄与すると考えられる.また,クレーン動作モデルと総処理時間の関係を示したことは,新たなクレーンの開発・普及や,港湾などにおけるクレーンオペレーションの効率化につながると考えられる.

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2022 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] An exact approach to the restricted block relocation problem based on a new integer programming formulation2022

    • 著者名/発表者名
      Shunji Tanaka and Stefan Voss
    • 雑誌名

      European Journal of Operational Research

      巻: 296 号: 2 ページ: 485-503

    • DOI

      10.1016/j.ejor.2021.03.062

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 両側から積み替え可能なブロック積み替え問題に対する厳密解法の検討2022

    • 著者名/発表者名
      渡辺 駿, 田中 俊二
    • 学会等名
      2021年度計測自動制御学会関西支部・システム制御情報学会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 両側での積み替え・取り出しを考慮したブロック積み替え問題に対する厳密解法2022

    • 著者名/発表者名
      渡辺 駿, 田中 俊二
    • 学会等名
      第66回システム制御情報学会研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 2種類のクレーン動作モデルを考慮したコンテナ整列問題に対する分枝限定法2020

    • 著者名/発表者名
      高田健太郎,田中俊二
    • 学会等名
      第65回システム制御情報学会研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] An improved branch-and-bound algorithm for the blocks relocation problem to minimize total working time under a realistic crane trajectory model2020

    • 著者名/発表者名
      Shunji Tanaka and Akira Shikida
    • 学会等名
      International Conference on Computational Logistics (ICCL 2020)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 現実的なクレーン動作のもとで総処理時間を最小化するブロック積み替え問題に対する分枝限定法の改善2020

    • 著者名/発表者名
      敷田暁,田中俊二
    • 学会等名
      第64回システム制御情報学会研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] A new lower bound based on the longest increasing subsequence for the restricted block relocation problem with distinct priorities2019

    • 著者名/発表者名
      Shunji Tanaka
    • 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] Integer programming model for the pre-marshalling problem to minimize total crane working time2019

    • 著者名/発表者名
      Shunji Tanaka and Kentaro Takada
    • 学会等名
      SICE Annucal Conference 201
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 現実的なクレーン動作を考慮したブロック積み替え問題の数理計画問題としての定式化2019

    • 著者名/発表者名
      稲岡 有佑紀, 田中 俊二
    • 学会等名
      第63回システム制御情報学会研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 総処理時間の最小化を目的としたブロック整列問題の数理計画問題としての定式化2019

    • 著者名/発表者名
      高田 健太郎, 田中 俊二
    • 学会等名
      第63回システム制御情報学会研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] The block relocation problem under a realistic model of crane trajectories2018

    • 著者名/発表者名
      Yuki Inaoka and Shunji Tanaka
    • 学会等名
      The 20th international conference on Harbor, Maritime & Multimodal Logistics Modelling and Simulation
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] Block (Container) Relocation Problem

    • URL

      https://sites.google.com/site/shunjitanaka/brp

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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