• 한국컴퓨터정보학회논문지
• /
• 제23권12호
• /
• pp.1-9
• /
• 2018

The multiple-choice multidimensional knapsack problem (MMKP) is a variant of the well known 0-1 knapsack problem, which is known as an NP-hard problem. This paper proposes a method for solving the MMKP using the integer programming-based local search (IPbLS). IPbLS is a kind of a local search and uses integer programming to generate a neighbor solution. The most important thing in IPbLS is the way to select items participating in the next integer programming step. In this paper, three ways to select items are introduced and compared on 37 well-known benchmark data instances. Experimental results shows that the method using linear programming is the best for the MMKP. It also shows that the proposed method can find the equal or better solutions than the best known solutions in 23 data instances, and the new better solutions in 13 instances.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
• /
• 제20권9호
• /
• pp.21-29
• /
• 2015

The set partitioning problem is a well-known NP-hard combinatorial optimization problem, and it is formulated as an integer programming model. This paper proposes an Integer Programming-based Local Search for solving the set partitioning problem. The key point is to solve the set partitioning problem as the set covering problem. First, an initial solution is generated by a simple heuristic for the set covering problem, and then the solution is set as the current solution. Next, the following process is repeated. The original set covering problem is reduced based on the current solution, and the reduced problem is solved by Integer Programming which includes a specific element in the objective function to derive the solution for the set partitioning problem. Experimental results on a set of OR-Library instances show that the proposed algorithm outperforms pure integer programming as well as the existing heuristic algorithms both in solution quality and time.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
• /
• 제17권6호
• /
• pp.13-27
• /
• 2012

정수계획법 기반 지역 탐색은 단순 언덕오르기 탐색을 기반으로 하는 지역 탐색의 일종으로서 기존의 지역 탐색과는 달리 이웃해 생성 시 정수계획법을 활용한다. 기존 연구 [1]에 의하면 정수계획법 기반 지역 탐색은 경영과학 및 인공지능 분야에서 많은 관심을 받아 온 다차원 배낭 문제를 해결하는 데 매우 효과적인 것으로 알려져 있다. 그러나 해당 연구에서는 OR-Library에 있는 다차원 배낭 문제들 중 규모가 가장 큰 문제들만을 대상으로 하여 정수계획법 기반 지역 탐색의 우수성을 검증하였다는 단점이 있다. 본 논문에서는 그 외의 문제들을 대상으로 정수계획법 기반 지역 탐색을 적용함으로써 보다 객관적으로 정수계획법 기반 지역 탐색의 우수성을 검증한다. 아울러 본 논문에서는 기존의 정수계획법 기반 지역 탐색이 단순 언덕오르기 탐색과 정수계획법을 결합한 것과는 달리 언덕오르기 탐색, 타부 탐색, 시뮬레이티드 어닐링과 같은 다른 지역 탐색 기법과 정수계획법을 결합하는 방안을 제시한다. 실험 결과, 정수계획법 기반 지역 탐색은 중소 규모의 다차원 배낭 문제들에 있어서도 기존의 가장 좋은 휴리스틱 탐색 기법에 비해 유사하거나 더 우수한 성능을 발휘함을 확인하였다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
• /
• 제19권10호
• /
• pp.13-21
• /
• 2014

집합 커버링 문제는 대표적인 조합 최적화 문제들 중 하나로서 n개의 열로부터 일부를 선택하여 m개의 행을 커버하되 비용을 최소화하는 문제로 정의된다. 본 논문에서는 집합 커버링 문제를 해결하기 위한 정수 계획법 기반 지역 탐색의 적용 방안을 제시하고 있다. 정수계획법 기반 지역 탐색은 이웃해를 탐색하여 현재해를 반복적으로 개선하는 지역 탐색 기법의 일종으로서 이웃해를 생성하기 위한 알고리즘으로 정수계획법을 사용한다. 본 논문에서 제시한 기법의 효과를 검증하기 위해 OR-Library의 테스트 데이터를 대상으로 실험을 수행하였다. 실험 결과, 모든 테스트 데이터에 있어서 정수계획법 기반 지역 탐색을 통해 지금까지 알려진 가장 좋은 해를 탐색할 수 있었다. 특히 4개의 테스트 데이터에 대해서는 지금까지 알려진 가장 좋은 해보다 더 좋은 해를 도출할 수 있음을 확인할 수 있었다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
• /
• 제15권9호
• /
• pp.47-55
• /
• 2010

선형 제약 만족 최적화 문제는 선형식으로 표현 가능한 목적함수 및 복잡한 제약조건을 포함하는 조합 최적화 문제를 의미한다. 정수계획법은 이와 같은 문제를 해결하는 데 매우 효과적인 기법으로 알려져 있지만 문제의 규모가 커질 경우 준최적해를 도출하기까지 매우 많은 시간과 메모리를 요구한다. 본 논문에서는 지역 탐색과 정수계획법을 결합하여 탐색 성능을 향상할 수 있는 방안을 제시한다. 기본적으로 대상 문제의 해결을 위해 지역 탐색의 가장 단순한 형태인 단순 언덕오르기 탐색을 사용하되 이웃해 생성 시 정수계획법을 적용한다. 또한 부가적으로 초기해 생성을 위해 제약 프로그래밍을 활용한다. N-Queens 최대화 문제를 대상으로 한 실험 결과, 본 논문에서 제시한 기법을 통해 다른 탐색 기법들보다 훨씬 더 좋은 해를 도출할 수 있음을 확인할 수 있었다.

• 한국정보과학회논문지:소프트웨어및응용
• /
• 제31권6호
• /
• pp.829-839
• /
• 2004

정수계획법에 기반 한 기법들은 다양한 승무일정계획 최적화 문제를 해결하는 데 매우 효과적인 것으로 알려져 있다. 그러나 정수계획법은 대상 문제의 제약조건 및 목적함수가 모두 선형적으로 표현되어야만 적용이 가능하다는 단점이 있으며 문제의 규모가 클 경우 과도한 수행 시간과 메모리 자원을 요구하게 된다. 반면 이웃해 탐색 기법과 같은 휴리스틱 탐색 기법은 대상 문제의 제약조건이나 목적함수의 형태에 관계없이 쉽게 적응이 가능하다. 그러나 이웃해 탐색 기법은 복잡한 탐색 공간을 탐색할 경우 국소 최적해에 도달한 후 국소 최적해로부터 쉽게 빠져나오지 못하는 경우가 많다. 본 논문에서는 이웃해 탐색 기법과 정수계획법의 장점을 효과적으로 결합하기 위한 방안을 제시하고 있으며 실제 운행중인 지하철 승무일정계획 문제에 적용해 봄으로써 대규모 승무일정계획 최적화 문제에 성공적으로 적용될 수 있음을 확인하였다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
• /
• 제22권9호
• /
• pp.9-16
• /
• 2017

The course timetabling problem is a problem assigning a set of subjects to the given classrooms and different timeslots, while satisfying various hard constraints and soft constraints. This problem is defined as a constraint satisfaction optimization problem and is known as an NP-complete problem. Various methods has been proposed such as integer programming, constraint programming and local search methods to solve a variety of course timetabling problems. In this paper, we propose an iterative improvement search method to solve the problem based on constraint programming. First, an initial solution satisfying all the hard constraints is obtained by constraint programming, and then the solution is repeatedly improved using constraint programming again by adding new constraints to improve the quality of the soft constraints. Through experimental results, we confirmed that the proposed method can find far better solutions in a shorter time than the manual method.

• Advances in aircraft and spacecraft science
• /
• 제10권5호
• /
• pp.393-418
• /
• 2023

Drones are increasingly used in logistics delivery due to their low cost, high-speed and straight-line flight. Considering the small cargo capacity, limited endurance and other factors, this paper optimized the pickup and delivery vehicle routing problem with time windows in the mode of "truck+drone". A mixed integer programming model with the objective of minimizing transportation cost was proposed and an improved adaptive large neighborhood search algorithm is designed to solve the problem. In this algorithm, the performance of the algorithm is improved by designing various efficient destroy operators and repair operators based on the characteristics of the model and introducing a simulated annealing strategy to avoid falling into local optimum solutions. The effectiveness of the model and the algorithm is verified through the numerical experiments, and the impact of the "truck+drone" on the route cost is analyzed, the result of this study provides a decision basis for the route planning of "truck+drone" mode delivery.

• 대한산업공학회지
• /
• 제33권3호
• /
• pp.373-380
• /
• 2007

In this paper, we consider a new lot-sizing and scheduling problem (LSSP) that minimizes the sum of production cost, setup cost and inventory cost. Setup carry-over and overlapping as well as demand splitting are considered. Also, maximum number of setups for each time period is not limited. For this LSSP, we have formulated a mixed integer programming (MIP) model, of which the size does not increase even if we divide a time period into a number of micro time periods. Also, we have developed an efficient heuristic algorithm by combining decomposition scheme with local search procedure. Test results show that the developed heuristic algorithm finds good quality (in practice, even better) feasible solutions using far less computation time compared with the CPLEX, a competitive MIP solver.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
• /
• 제5권4호
• /
• pp.626-648
• /
• 2011

Energy consumption of wireless access networks is in permanent increase, which necessitates development of more energy-efficient network management approaches. Such management schemes must result with adaptation of network energy consumption in accordance with daily variations in user activity. In this paper, we consider possible energy savings of wireless local area networks (WLANs) through development of a few integer linear programming (ILP) models. Effectiveness of ILP models providing energy-efficient management of network resources have been tested on several WLAN instances of different sizes. To cope with the problem of high computational time characteristic for some ILP models, we further develop several heuristic algorithms that are based on greedy methods and local search. Although heuristics obtains somewhat higher results of energy consumption in comparison with the ones of corresponding ILP models, heuristic algorithms ensures minimization of network energy consumption in an amount of time that is acceptable for practical implementations. This confirms that network management algorithms will play a significant role in practical realization of future energy-efficient network management systems.