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2011 年度 実績報告書

初期計画と適応的変更計画の同時生成を可能とする最適化モデルの開発

研究課題

研究課題/領域番号 22651058
研究機関大阪大学

研究代表者

森田 浩  大阪大学, 情報科学研究科, 教授 (60210176)

研究分担者 梅谷 俊治  大阪大学, 情報科学研究科, 准教授 (80367820)
蓮池 隆  大阪大学, 情報科学研究科, 助教 (50557949)
キーワード適応的変更 / 頑健性 / 最適化モデル / 不確実性 / 太陽光発電
研究概要

予測困難な事象を含む問題に焦点を当てた計画作成と適応的変更を同時に考慮した最適化モデルの構築を進めた。生産・物流分野および新エネルギーの運用管理の諸問題に対して、離散最適化・連続最適化,制約条件の数式表現方法などの特徴に基づき、集合被覆問題や線形制約をベースとした連続最適化問題や時間的な動きを表現する時空間ネットワークによるモデリングを行った。
不確実性の程度に応じて担保するロバスト性を適応的に変化させる適応的最適化の概念を着想し、その実現に向けていくつかの現実問題への適用を行った。本研究では、電気自動車の充放電によるロバストなエネルギーマネジメントシステム、太陽光発電と蓄電池による効率的なホームエネルギー管理システムの運用方策の評価や工場における自動搬送装置の経路計画などを取り上げた。確率的計画法やロバスト計画法の融合による不確実な事象に対する頑健な計画の立案や、時空間ネットワークを用いた動的に変化する状況表現により良好な解を与える高速アルゴリズムの開発などを行い、その有効性を検証した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

不確実性に対応するための適応的最適化の枠組みの構想ができつつあり、今後はこれをエネルギー管理システムや搬送経路問題、経路探索問題など幅広い分野への適用を推進していくことが可能になってきている。

今後の研究の推進方策

解法アルゴリズムの実用性に焦点を当てた最適化モデルの構築に取り組む。
生産・物流分野だけでなく省エネルギー支援などの問題に対する数理モデルや不確実事象を系統的に分類し、最適化問題に組み込む際の表現方法を検討する。特にスマートグリッドなどの新しいエネルギー管理システムにおける効率的運用を実現するためには、不確実性を的確にとらえられるモデル化が不可欠である。確率計画法やロバスト計画法の融合による最適化モデルや、適応的計画変更に関する適用的最適化モデルを検討する.
効率的で実用的な解法アルゴリズムのために、再最適化による高速計算アルゴリズムや組み合わせ最適化問題への線形緩和問題の利用、多数のシナリオを同時に取り扱う並列計算アルゴリズムなどにも取り組む。
さらに、応用事例に対する提案手法の適用をするために、特にスマートグリッド分野と生産搬送計画分野に対して、実務担当者やコンサルタントから情報を収集して提案手法の実用性の検証および改良を推し進める。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (8件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] A combined approach for production scheduling and routing of automated guided vehicles with layered time-space network2012

    • 著者名/発表者名
      Y.Hara, S.Umetani and H.Morita
    • 雑誌名

      Proceedings of the ASME 2012 International Symposium on Flexible Automation

      巻: 0 ページ: CD-ROM

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optimal electric power management in a residential building using photovoltaic and storage battery2012

    • 著者名/発表者名
      T.Demizu, S.Umetani and H.Morita
    • 雑誌名

      Proceedings of the ASME 2012 International Symposium on Flexible Automation

      巻: 0 ページ: CD-ROM

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A two-probe routing model and an algorithm for MCM substrates testing2011

    • 著者名/発表者名
      K.Murakami, S.Umetani and H.Morita
    • 雑誌名

      Proceedings of International Symposium on Scheduling 2011

      巻: 0 ページ: 241-246

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Robust energy management system with electric vehicles2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Fukushima, S.Umetani, H.Morita, S.Iida and M.Kobayashi
    • 雑誌名

      Proceedings of International Symposium on Scheduling 2011

      巻: 0 ページ: 117-122

    • 査読あり
  • [雑誌論文] On a robust cost-importance ratio shortest path problem2011

    • 著者名/発表者名
      T. Hasuike
    • 雑誌名

      International Journal of Innovative Management, Information & Production

      巻: Vol.2, No. 4 ページ: 93-98

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Interactive decision making for a shortest path problem with interval arc lengths2011

    • 著者名/発表者名
      T. Hasuike and H. Katagiri
    • 雑誌名

      Proceedings of IEEE International Conference on Granular Computing

      巻: 0 ページ: 237-241

    • 査読あり
  • [学会発表] CPMを利用した不確実・不確定状況下におけるリスク回避型プロジェクト計画

    • 著者名/発表者名
      蓮池隆
    • 学会等名
      日本経営工学会『若手研究者によるIE探求』研究会
    • 発表場所
      岡山(日本)
  • [学会発表] ネットワークの信頼性・不確実状況下でのロバスト性を考慮したボトルネック型スパニングツリー問題

    • 著者名/発表者名
      蓮池隆,片桐英樹,津田博史
    • 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
    • 発表場所
      横須賀(日本)
  • [学会発表] ルートの重要性を考慮した不確実・不確定状況下での最短路問題

    • 著者名/発表者名
      蓮池隆,片桐英樹
    • 学会等名
      京都大学数理解析研究所研究集会『不確実・不確定環境下における数理的意思決定とその周辺』
    • 発表場所
      京都(日本)
  • [学会発表] 時空間ネットワークを用いた無人搬送車の搬送計画最適化

    • 著者名/発表者名
      原勇太,梅谷俊治,森田浩
    • 学会等名
      スケジューリング・シンポジウム2011
    • 発表場所
      大阪(日本)
  • [学会発表] こんなに使える最適化手法

    • 著者名/発表者名
      梅谷俊治
    • 学会等名
      第10回情報科学技術フォーラム
    • 発表場所
      函館(日本)
    • 招待講演
  • [学会発表] ロバスト性を考慮した不確実・不確定状況下での最小スパニングツリー問題

    • 著者名/発表者名
      蓮池隆
    • 学会等名
      日本オペレーションズ・リサーチ学会『不確実性環境での意思決定科学』研究部会
    • 発表場所
      大阪(日本)
  • [学会発表] ユーザー入力情報の不確実性を考慮した電気自動車の最適充電スケジューリング

    • 著者名/発表者名
      出水宰,福嶋悠大,梅谷俊治,森田浩,飯田享,小林美佐世
    • 学会等名
      第55回システム制御情報学会研究発表講演会
    • 発表場所
      大阪(日本)
  • [学会発表] 時空間ネットワークを用いた無人搬送車の搬送計画最適化

    • 著者名/発表者名
      原勇太,梅谷俊治,森田浩
    • 学会等名
      日本オペレーションズ・リサーチ学会 OR横断若手の会
    • 発表場所
      京都(日本)

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公開日: 2014-07-24  

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