Cooperative coevolutionary algorithm (CCEA) has proven to be a very powerful means of solving optimization problems through problem decomposition. CCEA implies the use of several populations, each population having the aim of finding a partial solution for a component of the considered problem. Populations evolve separately and they interact only when individuals are evaluated. Interactions are made to obtain complete solutions by combining partial solutions, or collaborators, from each of the populations. In this respect, we can think of various interaction modes. The goal of this research is to develop a CCEA for a supply chain network design (SCND) problem and identify which interaction mode gives the best performance for this problem. We present general design principle of CCEA for the SCND problem, which require several co-evolving populations. We classify these populations into two groups and classify the collaborator selection scheme into two types, the random-based one and the best fitness-based one. By combining both two groups of population and two types of collaborator selection schemes, we consider four possible interaction modes. We also consider two modes of updating populations, the sequential mode and the parallel mode. Therefore, by combining both four possible interaction modes and two modes of updating populations, we investigate seven possible solution algorithms. Experiments for each of these solution algorithms are conducted on a few test problems. The results show that the mode of the best fitness-based collaborator applied to both groups of populations combined with the sequential update mode outperforms the other modes for all the test problems.
Kim, Yeo-Keun;Kim, Sun-Jin;Kim, Jae-Yun;Kwak, Jai-Seung
Journal of Korean Institute of Industrial Engineers
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v.25
no.4
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pp.411-420
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1999
A mixed model production line is a production line where a variety of product models are produced. In U-shaped production lines (called U-lines) used in just-in-time production system, the strategy of mixing product models is often used to provide various types of products to customers in time. Line balancing and model sequencing problems are important for an efficient use of mixed model U-lines. Although the two problems are tightly interrelated with each other, prior researches have considered them separately or sequentially. This paper presents a new method using a coevolutionary algorithm that can solve the two problems at the same time. To promote diversity and search efficiency, in this paper the evolutionary system is based on the localized interactions within and between populations. Methods of selecting environmental individuals and evaluating fitness are developed. Efficient genetic representations and operator schemes are also provided. When designing the schemes, we take into account the features specific to the problems. The experimental results demonstrate that the proposed algorithm is superior to existing approaches.
In this paper, we propose optimizing a remarshaling plan in an automated stacking yard using a cooperative coevolutionary algorithm (CCEA). Remarshaling is the preparation task of rearranging the containers in such a way that the delay are minimized at the time of loading. A plan for remarshaling can be obtained by the following steps: first determining the target slots to which the individual containers are to be moved and then determining the order of movement of those containers. Where a given problem can be decomposed into some subproblems, CCEA efficiently searches subproblems for a solution. In our CCEA, the remarshaling problem is decomposed into two subproblems: one is the subproblem of determining the target slots and the other is that of determining the movement priority. Simulation experiments show that our CCEA derives a plan which is better in the efficiency of both loading and remarshaling compared to other methods which are not based on the idea of problem decomposition.
Journal of Korean Institute of Industrial Engineers
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v.31
no.3
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pp.180-193
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2005
This paper deals with a multiobjective process planning problem of flexible assembly systems(FASs). The FAS planning problem addressed in this paper is an integrated one of the assignment of assembly tasks to stations and the determination of assembly routing, while satisfying precedence relations among the tasks and flexibility capacity for each station. In this research, we consider two objectives: minimizing transfer time of the products among stations and absolute deviation of workstation workload(ADWW). We place emphasis on finding a set of diverse near Pareto or true Pareto optimal solutions. To achieve this, we present a new multiobjective coevolutionary algorithm for the integrated problem here, named a multiobjective symbiotic evolutionary algorithm(MOSEA). The structure of the algorithm and the strategies of evolution are devised in this paper to enhance the search ability. Extensive computational experiments are carried out to demonstrate the performance of the proposed algorithm. The experimental results show that the proposed algorithm is a promising method for the integrated and multiobjective problem.
Journal of the Korean Operations Research and Management Science Society
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v.26
no.4
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pp.109-124
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2001
This paper presents a new method that can efficiently solve the integrated problem of line balancing and model sequencing in mixed model assembly lines (MMALs). Line balancing and model sequencing are important for an efficient use of MMALs. The two problems of balancing and sequencing MMALs are tightly related with each other. However, In almost all the existing researches on mixed-model production lines, the two problems have been considered separately. In this research, an endosymbiotic evolutionary a1gorithm, which is a kind of coevolutionary a1gorithm, is adopted as a methodology in order to solve the two problems simultaneously. This paper shows how to apply an endosymbiotic evolutionary a1gorithm to solving the integrated problem. Some evolutionary schemes are used In the a1gorithm to promote population diversity and search efficiency. The proposed a1gorithm is compared with the existing evolutionary algorithms in terms of solution quality and convergence speed. The experimental results confirm the effectiveness of our approach.
진화 알고리즘은 자원 관리, 스케줄링, 패턴 인식 등의 다양한 문제들에 적용되는, 일반적이고 효율적인 최적화 방법이다. 그러나 이러한 진화 알고리즘의 문제점은 탐색해야할 변수가 증가할수록 그에 따른 차원의 증가로 인하여 기하급수적으로 늘어나는 탐색공간에 약하다는 것이다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 Potter와 DeJong은 개개의 종족을 독립적으로 진화시킴으로써 탐색공간을 대폭 줄인, 협력 공진화 알고리즘을 제안하였다. 그러나 이것 또한 변수 의존성이 강한 문제들에 대해서는 비효율적인 탐색을 하는 문제점이 있다. 본 논문에서는 종족의 분할과 병합을 이용한 효율적인 공진화 알고리즘을 제안한다. 이 알고리즘은 최적화하려는 변수들이 서로 의존성이 없는 경우에는 종족의 분할을 통하여 탐색공간의 축소의 잇점을 얻고, 최적화하려는 변수들이 서로 의존성이 있는 경우에는 종족의 병합을 통하여 전역탐색을 하도록 한다. 제안하는 알고리즘을 몇 가지 벤치마크 함수 최적화 문제와, 상품 재고 제어문제로 실험하여 현존하는 어떤 공진화 알고리즘 보다도 효율적인 것을 보여준다.
Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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2000.04b
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pp.307-309
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2000
진화 알고리즘은 현재까지 다양한 최적화 문제들에 사용되어 왔고, 또한 이러한 최적화 문제들은 효율적으로 해결하기 위하여 많은 진화 알고리즘이 개발되어 왔다. 그러나 이러한 진화 알고리즘들의 공통적인 문제점은 탐색공간의 확대에 대하여 전반적으로 탐색시간이 오래 걸린다는 것이다. 실제로 최적화 해야 할 변수의 증가에 따라 탐색 차원이 증가하므로 탐색 시간도 기하급수적으로 늘어난다. 따라서 최근의 진화 알고리즘에 대한 연구는 탐색공간의 축소나, 진화 속도의 향상에 초점이 맞추어져 있었고, 이러한 경향에 따라 많은 연구성과가 있었다. Potter와 Dejong의 협력 공진화와, Weicker의 적응적 공진화가 바로 그것이다. 그러나 이 방법들도 최적화 해야 할 변수들이 서로 강한 의존성을 가지고 있는 경우나, 대부분의 변수가 서로 의존성을 가지고 있는 경우에는 그다지 좋은 결과를 보이지 못하는 문제점을 가지고 있다. 본 논문에서는 이러한 연구들을 기반으로 하여 각 방법의 단점들을 보완함으로써 효율을 향상시킨 새로운 진화 알고리즘을 제안한다.
Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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2000.10b
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pp.134-136
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2000
진화 알고리즘은 자원 관리, 스케줄링, 퍼지 논리 재어기의 설계 등의 다양한 문제들에 적용되는, 일반적이고 효율적인 최적화 방법이다. 그러나 이러한 진화 알고리즘의 문제점은 탐색해야할 변수의 증가에 따라 차원의 증가로 인하여 탐색공간이 기하급수적으로 늘어난다는 것이다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 Potter와 Dejong은 개개의 종족을 독립적으로 진화시킴으로써 탐색공간을 대폭 줄인, 협력 공진화 알고리즘을 제안하였다. 그러나 이것 또한 변수 의존성이 강한 문제들에 대해서는 비효율적인 탐색을 하는 문제점이 있다. 본 논문에서는 종족의 분할과 병합을 이용한 효율적인 공진화 알고리즘을 제안한다. 이 알고리즘은 최적화 하려는 변수들이 서로 의존성이 없는 경우에는 종족의 분할을 통하여 탐색공간의 축소의 이점을 얻고, 최적화 하려는 변수들이 서로 의존성이 있는 경우에는 종족의 병합을 통하여 전역탐색을 하도록 한다. 제안하는 알고리즘을 상품재고 제어 문제(ICP)로 실험하여 현존하는 어떤 공진화 알고리즘보다도 효율적인 결과를 보여준다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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