• 제목/요약/키워드: 메타휴리스틱

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개미 집단 시스템에서 TD-오류를 이용한 강화학습 기법 (A Reinforcement Loaming Method using TD-Error in Ant Colony System)

  • 이승관;정태충
    • 정보처리학회논문지B
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    • 제11B권1호
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    • pp.77-82
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    • 2004
  • 강화학습에서 temporal-credit 할당 문제 즉, 에이전트가 현재 상태에서 어떤 행동을 선택하여 상태전이를 하였을 때 에이전트가 선택한 행동에 대해 어떻게 보상(reward)할 것인가는 강화학습에서 중요한 과제라 할 수 있다. 본 논문에서는 조합최적화(hard combinational optimization) 문제를 해결하기 위한 새로운 메타 휴리스틱(meta heuristic) 방법으로, greedy search뿐만 아니라 긍정적 반응의 탐색을 사용한 모집단에 근거한 접근법으로 Traveling Salesman Problem(TSP)를 풀기 위해 제안된 Ant Colony System(ACS) Algorithms에 Q-학습을 적용한 기존의 Ant-Q 학습방범을 살펴보고 이 학습 기법에 다양화 전략을 통한 상태전이와 TD-오류를 적용한 학습방법인 Ant-TD 강화학습 방법을 제안한다. 제안한 강화학습은 기존의 ACS, Ant-Q학습보다 최적해에 더 빠르게 수렴할 수 있음을 실험을 통해 알 수 있었다.

개미 군집 최적화 알고리즘을 이용한 뇌 자기공명 영상의 영역분할 (Region Segmentation from MR Brain Image Using an Ant Colony Optimization Algorithm)

  • 이명은;김수형;임준식
    • 정보처리학회논문지B
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    • 제16B권3호
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    • pp.195-202
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    • 2009
  • 논문에서는 개미 군집 최적화 알고리즘을 이용하여 뇌 자기공명 영상의 백질 및 회백질 영역을 분할하는 방법을 제안한다. 확률적 조합 최적화에 적합한 알고리즘으로 알려진 개미 군집 최적화 알고리즘은 실제 개미들이 집에서 먹이를 찾아가는 동안의 방법을 기억하는 습성을 적용한 것이다. 논문에서 제안하는 방법은 개미가 먹이를 찾아가는 동안의 방법을 기억하는 습성처럼 영상에서 원하는 픽셀을 찾아갈 수 있다는 것이다. 원하는 픽셀을 찾은 개미들은 페로몬을 픽셀에 축적하게 되는데 이 페로몬은 이후에 지나가는 개미들이 다음 경로를 선택할 때 영향을 준다. 그리고 각각의 반복단계에서 상태전이 법칙에 따라 영상의 위치를 바꿔가면서 최종 목적지에 도달하게 되며, 마지막으로 페로몬 분포의 분석을 통해 영상에서 분할 된 결과를 얻는다. 제안한 알고리즘을 기존의 임계치 기반의 분할 알고리즘인 Otsu 방법, 메타휴리스틱 계열의 대표적인 방법인 유전자알고리즘, 퍼지방법, 원래의 개미 군집 최적화 알고리즘등과 비교하였다. 비교 실험을 통해 제안한 방법이 뇌의 특정 영역을 더 정확하게 분할함을 알 수 있었다.

무선 메쉬 네트워크에서 네트워크 설계 문제를 위한 타부 서치 알고리즘 (A Tabu Search Algorithm for Network Design Problem in Wireless Mesh Networks)

  • 장길웅
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제24권6호
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    • pp.778-785
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    • 2020
  • 무선 메쉬 네트워크는 메쉬 클라이언트와 메쉬 라우터, 메쉬 액세스 포인트로 구성된다. 메쉬 라우터는 메쉬 클라이언트에게 무선 네트워크 서비스를 연결해주며, 메쉬 액세스 포인트는 유선 링크를 사용하여 백본 네트워크에 연결하고 메쉬 클라이언트에게 인터넷 액세스 서비스를 제공한다. 본 논문에서는 제한된 수의 메쉬 라우터와 메쉬 액세스 포인트를 사용하여 무선 메쉬 네트워크에 대한 네트워크 설계를 위한 최적화 알고리즘을 제안한다. 본 논문에서 제안된 최적화 알고리즘은 메타휴리스틱방식의 하나인 타부서치 알고리즘을 적용하였으며, 라우터와 메쉬 액세스 포인트의 배치에 따른 전송지연을 최소화하고 적절한 수행 시간 안에 결과가 도출되도록 설계되었다. 제안된 타부서치 알고리즘은 메쉬 라우터와 메쉬 액세스 포인트의 배치를 위한 전송지연과 알고리즘 수행시간 관점에서 비교 평가되었으며, 성능평가에서 기존의 제안된 메타휴리스틱 방식에 비해 우수한 성능을 보였다.

MEC 기반 스마트 팩토리 환경에서 DRL를 이용한 태스크 스케줄링 (Task Scheduling Using Deep Reinforcement Learning in Mobile Edge Computing-based Smart Factory Environment)

  • 구설원;임유진
    • 한국정보처리학회:학술대회논문집
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    • 한국정보처리학회 2022년도 춘계학술발표대회
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    • pp.147-150
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    • 2022
  • 최근 들어 다양한 제약 조건이 있는 스마트 시티나 스마트 팩토리와 같은 도메인들 내에서 태스크들을 효과적으로 처리하기 위해서 MEC 기술이 많이 사용되고 있다. 그러나 이러한 도메인에서 발생하는 복잡하고 동적인 시나리오는 기존의 휴리스틱이나 메타 휴리스틱 기법을 이용하여 해결하기엔 계산 복잡도가 증가하는 문제점을 가지고 있다. 따라서 최근 들어 이러한 문제점을 해결하기 위한 방법 중 하나로 강화학습과 딥러닝이 결합된 DRL 기법이 주목을 받고 있다. 본 연구는 스마트 팩토리 환경에서 종속성을 가진 태스크들이 실행시간과 태스크가 처리되는 MEC 서버들의 로드 표준편차를 최소화하는 태스크 스케줄링 기법을 제안한다. 모의실험을 통하여 제안 기법은 태스크가 증가하는 동적인 환경에서도 좋은 성능을 보임을 증명하였다.

대기시간 최소화 문제를 위한 메타 휴리스틱 해법의 개발 (Developing Meta heuristics for the minimum latency problem)

  • 양병학
    • 대한안전경영과학회지
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    • 제11권4호
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    • pp.213-220
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    • 2009
  • The minimum latency problem, also known as the traveling repairman problem and the deliveryman problem is to minimize the overall waiting times of customers, not to minimize their routing times. In this research, a genetic algorithm, a clonal selection algorithm and a population management genetic algorithm are introduced. The computational experiment shows the objective value of the clonal selection algorithm is the best among the three algorithms and the calculating time of the population management genetic algorithm is the best among the three algorithms.

시간제약이 있는 외판원 문제를 위한 메타휴리스틱 기법 (An Iterative Insertion Algorithm and a Hybrid Meta Heuristic for the Traveling Salesman Problem with Time Windows)

  • 김병인
    • 대한산업공학회지
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    • 제33권1호
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    • pp.86-98
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    • 2007
  • This paper presents a heuristic algorithm for the traveling salesman problem with time windows (TSPTW). Aniterative insertion algorithm as a constructive search heuristic and a hybrid meta heuristic combining simulatedannealing and tabu search with the randomized selection of 2-interchange and a simple move operator as animproving search heuristic are proposed, Computational tests performed on 400 benchmark problem instancesshow that the proposed algorithm generates optimal or near-optimal solutions in most cases. New best knownheuristic values for many benchmark problem sets were obtained using the proposed approach.

세부공정으로 구성된 LCD 모듈 라인의 다중스테이지 메타휴리스틱 스케줄링 알고리즘 연구 (A Multistage Metaheuristic Scheduling Algorithm in LCD Module Lines Composed of Processes)

  • 서정대
    • 대한산업공학회지
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    • 제38권4호
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    • pp.262-275
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    • 2012
  • This paper develops a multistage scheduling algorithm for the module operation of the LCD(Liquid Crystal Display) production systems and tests the efficiency of the proposed algorithm. The module operation is a multistage form composed of multiple sub operations of processes, and each stage is consists of multiple lines with the same kinds of machines. This paper presents a mathematical modeling reflecting the constraints of the LCD module operation and develops a multistage scheduling algorithm based on tabu search metaheuristic approach. For this purpose, an production order is assigned to a line of the sub operations and a sequence of the assigned order is rearranged to draw an efficient schedule. Simulation experiments test performance measures and show the efficiency of the proposed algorithm.

시간대 제약이 있는 차량경로문제를 위한 Ant Colony Optimization의 변형들의 성능평가 (A Performance Evaluation of the Variations of Ant Colony Optimization for Vehicle Routing Problems with Time Windows)

  • 홍성철;박양병
    • 한국경영과학회:학술대회논문집
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    • 대한산업공학회/한국경영과학회 2004년도 춘계공동학술대회 논문집
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    • pp.319-322
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    • 2004
  • 물류/택배업계의 공급사슬관리에서 차량에 의한 고객의 요구 서비스 시간대 만족은 고객의 재고수준을 낮추고 또한 서비스 수준의 향상에 매우 중요한 제약조건이다. 최근에 소개된 메타휴리스틱인 개미해법(Ant Colony Optimization: ACO)은 NP-hard 문제의 해공간 탐색에 있어서 상당한 장점을 가지고 있으나, 시간대 제약이 있는 차량경로문제(Vehicle Routing Problems with Time Windows: VRPTW)에 대한 적용은 아주 미비한 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 ACO 를 VRPTW에 적용하여 최선의 차량경로 해를 구하기 위한 여러 변형을 제시하고, 이들의 영향을 다양한 실험문제를 이용하여 분석하고자 한다. 계산실험 결과, 기본 ACO 에 여러 설계 요소들을 추가함에 따라 계산시간이 다소 증가하지만 보다 우수한 차량경로 해를 구할 수 있었다.

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순차적 하드웨어/소프트웨어 파티셔닝 문제들을 해결하기위한 최적화 프레임워크 (An Optimization Framework for Solving Sequential HW/SW Partitioning Problems)

  • 이수정;장형수
    • 한국정보과학회:학술대회논문집
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    • 한국정보과학회 2011년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.38 No.1(B)
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    • pp.470-473
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    • 2011
  • 본 논문에서는 첫째, 기존 HW/SW partitioning문제의 접근 방식 모델에서 다루지 못하였던 시간 의존적인 개발 기간, 판매 가격, 판매량, time-to-market 등의 요소들을 반영하는 multi-objective 최적화문제 형태의 새로운 "Sequential HW/SW Partitioning Optimization Framework(SPOF)"를 제시하고 둘째, 그 모델로 형식화된 NP-hard 문제를 일반적으로 해결하기위한 해법으로 SPOF의 형태에 맞게끔 변형한 chromosome과 genetic operation을 사용하는 메타휴리스틱 "Fast and Elitist Multi-objective Genetic Algorithm(NSGA-II)"을 제시한다. 실험을 통하여 NSGA-II의 최적 솔루션에의 수렴성을 보인다.

컨테이너 터미널에서 장치장 현황정보를 고려한 안벽크레인 일정계획 방법 (A Quay Crane Scheduling Method Considering Congestions in the Yard of Container Terminals)

  • 정다훈;박영만;이병권;류광렬;김갑환
    • 한국경영과학회:학술대회논문집
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    • 대한산업공학회/한국경영과학회 2006년도 춘계공동학술대회 논문집
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    • pp.1178-1185
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    • 2006
  • 컨테이너 터미널에서의 생산성은 본선작업의 효율성과 밀접한 관련이 있다. 효율적인 본선작업을 위한 첫 번째 단계는 선석에서 컨테이너를 취급하는 장비인 안벽크레인(Quay Crane : QC)에 대하여 효율적인 작업일정계획을 수립하는 것이다. 일반적으로 안벽크레인의 작업일정계획은 선박내의 장치계획에 관한 정보와 장치장의 장치현황정보등 많은 정보를 활용해야 하며, 선박의 안정성과 크레인의 작업용이성 등 다양한 제약사항을 고려하여야 한다. 따라서 본 연구에서는 인공지능기법 중 최적에 가까운 해를 찾아주는 탐색기법인 GRASP(Greedy Randomized Adaptive Search Procedure)를 적용하여 실제 현장에서 적용 가능한 안벽크레인 작업일정계획기법을 제안하였다. 또한, 컨테이너 터미널의 실제 자료를 수집하여 제안된 메타휴리스틱 알고리즘의 성능을 분석하였다.

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