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2007 Fiscal Year Final Research Report Summary

Development of Parallel Multiobjective Genetic algorithm for Designing Flexible Systems

Research Project

Project/Area Number 17500100
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Intelligent informatics
Research InstitutionDoshisha University

Principal Investigator

HIROYASU Tomoyuki  Doshisha University, Faculty of Engineering, Associate Professor (20298144)

Project Period (FY) 2005 – 2007
KeywordsFlexible System / Multi Obiective Optimization / Genetic Algorithm / Parallel Processing / PC Cluster / Grid
Research Abstract

In flexible system, values of target object can be changed with small number and little change of design variables. In this research, the concept of the flexibility of design variables to Pareto-optimal solutions in Multi-Objective Optimization problems was proposed. The following procedure is a method for evaluation of the flexibility of design variables to the Pareto-optimal solutions.
1) Formulate the multi-objective problem. This problem is solved using all the design variables. In this case, no design variable values are fixed.
2) The derived Pareto-optimal solutions are sorted along with the value of a certain object function.
3) Five points are determined from the sorted Pareto optimal solutions. The distances between the five points should be the same.
4) In each point, one of the design variables is changed. In this case, the values of the other solutions are fixed. The range of the design variable is assumed. In this condition, the multi-objective optimization is performed again and the new Pareto-optimal solutions are derived. These new Pareto-optimal solutions determined along with the changes in the parameter are equal to the flexibilities of this point.
5) The flexibilities of all design variables and all five points are derived.
From this procedure, the flexibility of the design variable to the Pareto-optimal solution is derived. The proposed method was applied to diesel engine fuel emission scheduling problems and it is confirmed that the Pareto-optimal solutions can be derived with only the design variables whose flexibilities are high.

  • Research Products

    (56 results)

All 2008 2007 2006 2005 Other

All Journal Article (24 results) (of which Peer Reviewed: 10 results) Presentation (28 results) Book (1 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results)

  • [Journal Article] 多目的遺伝的アルゴリズムにおける近傍交叉の効果2007

    • Author(s)
      吉井 健吾, 廣安 知之, 三木 光範
    • Journal Title

      情報処理学会 論文誌:数理モデル化と応用 Vol.48,No.SIG2(TOM16)

      Pages: 40-48

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Discussion of Parallel Model of Multi-Objective Genetic Algorithms on Heterogeneous Computational Resources2007

    • Author(s)
      Kengo Yoshii, Tomoyuki HIROYASU and Mitsunori MIKI
    • Journal Title

      4th International Conference, EMO 2007, Late Breaking Papers Proceedings

      Pages: 30-35

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] Mechanism of Multi-Objective Genetic Algorithm for maintaining the solution diversity using Neural Network2007

    • Author(s)
      Kobayashi Kenji, Tomoyuki HIROYASU and Mitsunori MIKI
    • Journal Title

      4th International Conference, EMO 2007 Proceedings

      Pages: 216-226

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Discussion of Clustering and Network Inversion for Multi-Objective Genetic Algorithms,(2007)2007

    • Author(s)
      Kenji Kobayashi, Tomoyuki Hiroyasu and Mitsunori Miki
    • Journal Title

      The 7th International Conference on Optimization:Techniques and Applications(ICOTA7) (CD-ROM)

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Flexibility of Design Variables to Pareto-Optimal Solutions in Multi Objective Optimization Problems2007

    • Author(s)
      Tomoyuki HIROYASU, Shinpei CHINO and Mitsunori MIKI
    • Journal Title

      IEEE Proceedings of 2007 Congress on Evolutionary Computation

      Pages: 4462-4468

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Discussion of Parallel Model of Multi-Objective Genetic Algorithm on Heterogeneous Computational Resources,(pp.904-904,2007)2007

    • Author(s)
      Tomoyuki HIROYASU, Kengo YOSHII and Mitsunori MIKI
    • Journal Title

      Proceedings of Genetic and Evolutionary Computation Conference Vol.2

      Pages: 904-904

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effectiveness of Neighborhood Crossover in EMO Algorithms2007

    • Author(s)
      Kengo YOSHII, Tomoyuki HIROYASU, Mitsunori MIKI
    • Journal Title

      ISPJ TOM Vol.48, No.SIG2(TOM 16)

      Pages: 40-48

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Journal Article] Discussion of Parallel Model of Multi-Objective Genetic Algorithms on Heterogeneous Computational Resources2007

    • Author(s)
      Kengo Yoshii, Tomoyuki HIROYASU, Mitsunori MIKI
    • Journal Title

      4th International Conference, EMO 2007, Late Breaking Papers Proceedings

      Pages: 30-35

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Journal Article] Mechanism of Multi-Objective Genetic Algorithm for maintaining solution diversity using Neural Network2007

    • Author(s)
      Kobayashi Kenji, Tomoyuki HIROYASU, Mitsunori MIKI
    • Journal Title

      4th International Conference, EMO 2007 Proceedings

      Pages: 216-226

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Journal Article] Discussion of Clustering and Network Inversion for Multi-Objective Genetic Algorithms2007

    • Author(s)
      Kenji Kobayashi, Tomoyuki Hiroyasu, Mitsunori Miki
    • Journal Title

      The 7th International Conference on Optimization : Techniques and Applications(ICOTA7) (CD-ROM)

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Journal Article] Flexibility of Design Variables to Pareto-Optimal Solutions in Multi Objective Optimization Problems2007

    • Author(s)
      Tomoyuki HIROYASU, Shinpei CHINO, Mitsunori MIKI
    • Journal Title

      IEEE Proceedings of 2007 Congress on Evolutionary Computation(CEC2007)

      Pages: 4462-4468

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Journal Article] Discussion of Parallel Model of Multi-Objective Genetic Algorithm on Heterogeneous Computational Resources2007

    • Author(s)
      Tomoyuki HIROYASU, Kengo YOSHII, Mitsunori MIKI
    • Journal Title

      Genetic and Evolutionary Computation Conference(GECCO 2007) Vol.2

      Pages: 904-904

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Journal Article] マスタースレーブGAおける最適プロセス数の導出2006

    • Author(s)
      廣安 知之, 吉井 健吾, 三木 光範
    • Journal Title

      同志社大学 理工学研究報告 Vol,47,No1

      Pages: 10-17

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] Effectiveness of Neighborhood Crossover in Multiobjective Genetic Algorithm2006

    • Author(s)
      Kengo YOSHII, Tomoyuki HIROYASU, Mitsunori MIKI
    • Journal Title

      IASTED Proceedings of the Second IASTED International Conference on Computational Intelligence(CI 2006)

      Pages: 218-223

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Journal Article] Discussions on the Optimum Number of processes for Master Slave GA2006

    • Author(s)
      Tomoyuki HIROYASU, Kengo YOSHII, Mitsunroi MIKI
    • Journal Title

      Doshisha University Engineering report Vol.47, No1

      Pages: 10-17

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Journal Article] Comparison Study of SPEA2+,SPEA2,and NSGA-II in Diesel Engine Emissions and Fuel Economy Problem2005

    • Author(s)
      Tomoyuki HIROYASU, Mitsunori MIKI and Seiichi NAKAYAMA
    • Journal Title

      IEEE, Proceedings of Congress on Evolutionary Computation 2005

      Pages: 236-242

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 目的関数空間と設計変数空間におけるパレート最適解の多様性を維持するアーカイブメカニズム2005

    • Author(s)
      金 美和, 廣安 知之, 三木 光範
    • Journal Title

      情報処理学会 論文誌:数理モデル化と応用 Vol.46,No.SIG 17(TOM13)

      Pages: 102-113

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Multi-Objective Optimization of Diesel Engine Emissions and Fuel Economy Using SPEA2+2005

    • Author(s)
      Tomoyuki HIROYASU, Mitsunori MIKI, Seiichi NAKAYAMA and Yoshiko HANADA
    • Journal Title

      ACM, Proceedings of 2005 Genetic and Evolutionary Computation Conference

      Pages: 2195-2196

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effectiveness of Neighborhood Crossover in Multiobjective Genetic Algorithm2005

    • Author(s)
      Kengo YOSHII, Tomoyuki HIROYASU and Mitsunori MIKI
    • Journal Title

      IASTED, Proceedings of the Second IASTED International Conference on Computational Intelligence

      Pages: 218-223

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Comparison Study of SPEA2+, SPEA2, and NSGA-II in Diesel Engine Emissions and Fuel Economy Problem2005

    • Author(s)
      Tomoyuki HIROYASU, Mitsunori MIKI, Seiichi NAKAYAMA
    • Journal Title

      IEEE Congress on Evolutionary Computation 2005(CEC 2005)

      Pages: 236-242

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Journal Article] The Dual-Archive scheme which maintains the diversity of the solutions in the objective space and decision variable space2005

    • Author(s)
      Mifa KIM, Tomoyuki Hiroyasu, Mitsunori MIKI
    • Journal Title

      ISPJ TOM Vol.46, No.SIG 17(TOM13)

      Pages: 102-113

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Journal Article] Multi-Objective Optimization of Diesel Engine Emissions and Fuel Economy Using SPEA2+2005

    • Author(s)
      Tomoyuki HIROYASU, Mitsunori MIKI, Seiichi NAKAYAMA, Yoshiko HANADA
    • Journal Title

      ACM Proceedings of 2005 Genetic and Evolutionary Computation Conference

      Pages: 2195-2196

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Journal Article] ネットワークインバージョンを利用した多目的遺伝的アルゴリズムのための多様性維持メカニズム

    • Author(s)
      小林 賢二, 廣安 知之, 三木 光範
    • Journal Title

      情報処理学会 論文誌:数理モデル化と応用(TOM), 採録決定

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Mechanism of Multi-Objective Genetic Algorithms for Maintaining Solution Diversity using Network Inversion

    • Author(s)
      Kenji KOBAYASHI, Tomoyuki HIROYASU, Mitsunori MIKI
    • Journal Title

      IPSJ TOM (in Printing)

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Presentation] 多目的遺伝的アルゴリズムのためのクラスタリングとネットワークインバージョンの検討2007

    • Author(s)
      小林 賢二, 廣安 知之, 三木 光範
    • Organizer
      日本機械学会 第20回計算力学講演会
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      2007-11-26
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] パレート解集合の精度と幅広さを考慮する多目的遺伝的アルゴリズムの探索戦略2007

    • Author(s)
      西岡 雅史, 廣安 知之, 三木 光範
    • Organizer
      日本機械学会・第20回計算力学講演会
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      2007-11-26
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] 多目的 GA を用いたクラスタリングの検討-大規模データのための初期化アルゴリズム-2007

    • Author(s)
      千田 智治, 廣安 知之, 三木 光範
    • Organizer
      日本機械学会・第20回計算力学講演会
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      2007-11-26
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] Discussion of Clustering and Network Inversion for Multi-Objective Genetic Algorithms2007

    • Author(s)
      Kobayashi, Hiroyasu, Miki
    • Organizer
      Keisan Rikigaku Koenkai
    • Place of Presentation
      Kyoto
    • Year and Date
      2007-11-26
    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Presentation] Discussion on Search Strategy for Multiobjective Genetic Algorithm with Consideration of Accuracy and Broadness of Pareto Optimal Solutions2007

    • Author(s)
      Nishioka, Hiroyasu, Miki
    • Organizer
      Keisan Rikigaku Koenkai
    • Place of Presentation
      Kyoto
    • Year and Date
      2007-11-26
    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Presentation] Discussion of Clustering using Multi-Objective Genetic Algorithm2007

    • Author(s)
      Senda, Hiroyasu, Miki
    • Organizer
      Keisan Rikigaku Koenkai
    • Place of Presentation
      Kyoto
    • Year and Date
      2007-11-26
    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Presentation] 「研究成果報告書概要(欧文)」より2007

    • Author(s)
      Nishioka, Hiroyasu, Miki
    • Organizer
      MPS Kenkyukai
    • Place of Presentation
      Miyagi
    • Year and Date
      2007-05-03
  • [Presentation] 意思決定者の選好情報を利用した多目的遺伝的アルゴリズム(〜高次元目的関数空間における効率的な探索手法の検討〜)2007

    • Author(s)
      廣安 知之, 三木 光範, 石田 裕幸
    • Organizer
      計測自動制御学会 第34回知能システムシンポジウム
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      2007-03-15
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] Objective Genetic Algorithm Using Decision Maker's Preferences2007

    • Author(s)
      Hiroyasu, Miki, Ishida, Multi
    • Organizer
      Chino System Symposium
    • Place of Presentation
      Kyoto
    • Year and Date
      2007-03-15
    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Presentation] 多目的最適化のための分散協力型スキームの検討2007

    • Author(s)
      西岡 雅史, 廣安 知之, 三木 光範
    • Organizer
      情報処理学会・第63回MPS研究会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2007-03-06
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] Discussion of Clustering using Multi-Objective Genetic Algorithm2007

    • Author(s)
      Hiroyasu, Miki, Senda
    • Organizer
      IPSJ Zenkoku Taikai
    • Place of Presentation
      Tokyo
    • Year and Date
      2007-03-06
    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Presentation] 多目的GAによるクラスタリングの検討-初期化アルゴリズムの検討-,講演論文集2007

    • Author(s)
      廣安 知之, 三木 光範, 千田 智治
    • Organizer
      情報処理学会 第69回全国大会
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      2007-03-03
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] グリッド環境における並列多目的遺伝的アルゴリズムの検討2006

    • Author(s)
      吉井 健吾, 廣安 知之, 三木 光範
    • Organizer
      情報処理学会・SWOPP
    • Place of Presentation
      大阪
    • Year and Date
      2006-09-14
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] Mechanism of Multi Objective Genetic Algorithm for maintaining the solution diversity using Neural Network2006

    • Author(s)
      Kobayashi, Hiroyasu, Miki
    • Organizer
      MPS Kenkyukai
    • Place of Presentation
      Osaka
    • Year and Date
      2006-09-14
    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Presentation] ニューラルネットワークの利用による多様性維持メカニズムを有する多目的遺伝的アルゴリズム2006

    • Author(s)
      小林 賢二, 廣安 知之, 三木 光範
    • Organizer
      情報処理学会・第61回MPS研究会
    • Place of Presentation
      高知
    • Year and Date
      2006-07-31
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] Discussion of Parallel Multi-Objective Genetic Algorithms on Heterogeneous Computational Resources2006

    • Author(s)
      Yoshii, Hiroyasu, Miki
    • Organizer
      Swopp Symposium
    • Place of Presentation
      Kochi
    • Year and Date
      2006-07-31
    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Presentation] ニューラルネットワークの利用による多様性維持メカニズムを有する遺伝的アルゴリズム2006

    • Author(s)
      小林 賢二, 廣安 知之, 三木 光範
    • Organizer
      情報処理学会・第59回MPS研究会
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      2006-05-25
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] Mechanism of Genetic Algorithm for maintaining the solution diversity using Neural Network2006

    • Author(s)
      Kobayashi, Hiroyasu, Miki
    • Organizer
      MPS Kenkyukai
    • Place of Presentation
      Nagoy
    • Year and Date
      2006-05-25
    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Presentation] Ninf-Gを用いたディーゼルエンジン燃料噴射スケジューリング問題の最適化システム2006

    • Author(s)
      千野 晋平, 廣安 知之, 三木 光範
    • Organizer
      情報処理学会・SACSIS
    • Place of Presentation
      大阪
    • Year and Date
      2006-05-22
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] Optimization System for Diesel Engine Scheduling Problems using Ninf-G2006

    • Author(s)
      Chino, Hiroyasu, Miki
    • Place of Presentation
      Osaka
    • Year and Date
      2006-05-22
    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Presentation] 多目的遺伝的アルゴリズムにおける応答曲面の利用の検討2006

    • Author(s)
      鈴木 和徳, 廣安 知之, 三木 光範
    • Organizer
      情報処理学会・第58回MPS研究会
    • Place of Presentation
      城之崎
    • Year and Date
      2006-03-17
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] Discussions on Multiobjective Genetic Algorithm Using Response Surface2006

    • Author(s)
      Suzuki, Hiroyasu, Miki
    • Organizer
      MPS kenkyuukai
    • Place of Presentation
      Kinosaki
    • Year and Date
      2006-03-17
    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Presentation] Investigation of Parallel Processing Model for MultiObjective Genetic Algorithms2005

    • Author(s)
      Yoshii, Hiroyasu, Miki
    • Organizer
      Sekkeikougaku Sistem bumon koenkai, 2nd
    • Place of Presentation
      Sapporo
    • Year and Date
      20050800
    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Presentation] 応答曲面を利用した多目的遺伝的アルゴリズムの検討2005

    • Author(s)
      廣安 知之, 三木 光範, 鈴木 和徳
    • Organizer
      日本機械学会 第18回計算力学講演会
    • Place of Presentation
      筑波
    • Year and Date
      2005-11-19
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] Discussions on Multiobjective Genetic Algorithm Using Response Surface2005

    • Author(s)
      Hiroyasu, Miki, Suzuki
    • Organizer
      Keisan Rikigaku Kouenkai
    • Place of Presentation
      Tsukuba
    • Year and Date
      2005-11-19
    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Presentation] 多並列計算環境における並列多目的遺伝的アルゴリズムの検討2005

    • Author(s)
      吉井 健吾, 廣安 知之, 三木 光範
    • Organizer
      情報処理学会・計算科学シンポジウム(MPSシンポジウム2005)
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      2005-10-11
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] Discussion on parallel multi-objective genetic algorithm for vast parallelism computational environment2005

    • Author(s)
      Yoshii, Hiroyasu, Miki
    • Organizer
      MPS Symposium 2005
    • Place of Presentation
      Nagoya
    • Year and Date
      2005-10-11
    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Presentation] 多目的遺伝的アルゴリズムにおける並列化モデルの検討2005

    • Author(s)
      吉井 健吾, 廣安 知之, 三木 光範
    • Organizer
      日本機械学会・第15回設計工学・システム部門講演会
    • Place of Presentation
      札幌
    • Year and Date
      2005-08-02
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Book] 並列・分散GA, GP(人工知能学辞典・人工知能学会編の一部, 全体976ページ)2005

    • Author(s)
      廣安 知之
    • Total Pages
      1
    • Publisher
      共立出版
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Remarks] 「研究成果報告書概要(和文)」より

    • URL

      http://www.is.doshisha.ac.jp/~tomo/projects/flexibility.html

  • [Patent(Industrial Property Rights)] エンジンの設計変数を計算する方法, コンピュータ, 及びプログラミング2008

    • Inventor(s)
      廣安 知之, 他
    • Industrial Property Rights Holder
      同志社大学・小野測器
    • Industrial Property Number
      特願2008-50108
    • Filing Date
      2008-02-29
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Patent(Industrial Property Rights)] エンジンの設計変数の最適解を計算する方法, コンピュータ, 及びプログラミング2007

    • Inventor(s)
      廣安 知之, 他
    • Industrial Property Rights Holder
      同志社大学・小野測器
    • Industrial Property Number
      特願2007-161819
    • Filing Date
      2007-06-19
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より

URL: 

Published: 2010-02-04  

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