2019 Fiscal Year Annual Research Report
Multi-Objective Optimization of Design and Planning by Environmental Adaptive Approach
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17K06077
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| Research Institution | Toyohashi University of Technology |
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Principal Investigator |
阪口 龍彦 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (00403303)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 進化型手法 / 多目的最適化 / ネスティング / スケジューリング / 精密板金加工 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
精密板金加工の生産システムにおいては，原材料である金属板の廃棄物の削減と，納期を順守した高効率生産を同時に実現することが求められる．廃棄物削減には金属板の加工レイアウトの最適化(ネスティング問題)，納期遵守生産にはスケジュールの最適化(スケジューリング問題)が不可欠となる．本研究では，これら2つの異なる最適化問題に対し，意思決定者が多目的環境下で所望の解を効率よく得られるよう，複数の進化型手法を提案するとともに，手法選択の指針を与えるため解の特徴分析を行った．
研究1年目には，2つの最適化問題を異なる環境とみなし，加工する部品名の配列から成る個体が2つの環境を渡り歩きながら進化していく過程を模擬した異環境適応型遺伝的アルゴリズムを提案した．
研究2年目には，異環境適応型GAを拡張し，スケジューリングおよびネスティング問題に対して別々の遺伝子構造を持つ個体が共存し，影響しあいながら進化する共進化遺伝的アルゴリズムを提案した．
2つの提案手法を用いた予備実験より，本研究が対象とするネスティング・スケジューリング問題は，問題設定により解の特徴が大きく異なることが分かった．そこで最終年度となる3年目には，2つの提案手法に，いくつかの代表的な多目的進化手法を加え，様々な条件下で解の特性を分析する実験検証を行った．具体的には，解のトレードオフ関係の強弱が異なる複数の問題に対し，提案手法を加えた5つの手法について，解の精度および多様性の観点から性能を比較することで，問題設定による適切な解法の選択の指針を与えた．
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