• 제목/요약/키워드: NP-hard Problem

검색결과 367건 처리시간 0.025초

Model and Heuristics for the Heterogeneous Fixed Fleet Vehicle Routing Problem with Pick-Up and Delivery

  • Zhai, Shuai;Mao, Chao
    • 유통과학연구
    • /
    • 제10권12호
    • /
    • pp.19-24
    • /
    • 2012
  • Purpose - This paper discusses the heterogeneous fixed fleet vehicle routing problem with pick-up and delivery (HFFVRPPD), for vehicles with different capacities, fixed costs, and travel costs. Research Design, data, methodology - This paper made nine assumptions for establishing a mathematical model to describe HFFVRPPD. It established a practical mathematical model, and because of the non-deterministic polynomial-time hard (NP-hard), improved the traditional simulated annealing algorithm and tested a new algorithm using a certain scale model. Result - We calculated the minimum cost of the heterogeneous fixed fleet vehicle routing problem (HFFVRP) with a single task and, on comparing the results with the actual HFFVRP for the single task alone, observed that the total cost of HFFVRPPD reduced significantly by 46.7%. The results showed that the new algorithm provides better solutions and stability. Conclusions - This paper, by comparing the HFFVRP and HFFVRPPD results, highlights certain advantages of using HFFVRPPD in physical distribution enterprises, such as saving distribution vehicles, reducing logistics cost, and raising economic benefits.

  • PDF

인공위성 시스템의 신뢰도 최적 설계에 관한 연구(아리랑위성 2호의 MSC 시스템 구조를 중심으로) (A Study on Reliability Optimal Design of Satellite system(Based on MSC System's structure of KOMPSAT-2))

  • 김흥섭;전건욱
    • 한국항공우주학회지
    • /
    • 제39권12호
    • /
    • pp.1150-1159
    • /
    • 2011
  • 신뢰도란 임의 시스템이 주어진 운용환경 하에서 의도한 기간 동안 의도된 기능을 정상적으로 수행할 확률로 정의된다. 신뢰도-중복 최적화 문제(RROP)는 비용, 무게 등의 제약내에서 시스템의 신뢰도를 최대화할 수 있는 최적의 부품을 선택하고, 부품수와 중복전략(활성/대기중복)을 결정하는 문제이다. 본 연구에서는 아리랑위성 2호의 다채널광학카메라(MSC) 시스템의 설계 구조를 바탕으로 RROP의 수리모형을 제시하고, NP-hard인 RROP의 해법으로써 병렬 개체군집최적화(PPSO) 알고리즘을 제안하였다. RROP 예제의 수치실험 결과는 계획된 수명기간에서 신뢰도를 최대화하는 시스템의 설계 구조를 제시한다.

통신망의 신뢰도 계정을 위한 근사방법에 관한 연구 (A Study on the bounding method for computing the reliability of communication networks)

  • 김영헌;오영환
    • 한국통신학회논문지
    • /
    • 제17권6호
    • /
    • pp.595-603
    • /
    • 1992
  • 통신망의 신뢰도 계정을 하는데 있어서 대형망에서는 소자(component)들의 증가로 인한 계산상 어려움과 복잡성 때문에 NP,hard 문제가 발생한다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 논문에서는 통신망의 시점(source node)과 종점 (terminal node)간에 상한고 하한 근사 신뢰도를 구하는 알고리즘을 제시하였다. 계정 절차는 우선, 최소 경로 집합(minimal pathset)과 최소 컷셋(minimal cutest)을 구한다. 그 다음, 소자의 수가 동일한 사상(pathset, cutest)끼리 분리한 후 공통변수(common variable)를 추출한 부분함수를 구하여 근사 신뢰도를 계정하였다. 또한 본 논문에서 제시한 알고리즘의 성능을 평가하기 위하여 Esary-Proschan, Shogan과 Gopal의 대칭망 알고리즘고 비교 하였다.

  • PDF

라운드-로빈 홈 앤드 어웨이 스포츠 리그 대진표 작성 정규형 라틴 방진 알고리즘 (Canonical Latin Square Algorithm for Round-Robin Home-and-Away Sports Leagues Scheduling)

  • 이상운
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
    • /
    • 제18권4호
    • /
    • pp.177-182
    • /
    • 2018
  • 최소 제동 수를 갖는 홈 앤드 어웨이 라운드-로빈 경기일정 대진표를 작성하는 문제는 매우 어려워 NP-난제로 알려져 있다. 본 논문에서는 임의의 팀 수 n에 대해서도 항상 동일한 패턴으로 경기일정 대진표를 O(n) 수행 복잡도로 컴퓨터 프로그램 도움 없이 직접 손으로 작성할 수 있는 알고리즘을 제안하였다. 제안된 알고리즘은 n=even 팀에 대해 $n{\times}n$ 정규형 라틴 방진을 작성하여 대진표를 작성하고, 최소 제동 수가 n-2 가 되도록 홈-어웨이를 배정하였다. 또한, n=odd에 대해서는 n=even 결과에서 최대 제동 수를 갖는 n번째 팀을 삭제하는 방법으로 제동이 전혀 없는 대진표를 작성하였다.

Multiobjective Genetic Algorithm for Scheduling Problems in Manufacturing Systems

  • Gen, Mitsuo;Lin, Lin
    • Industrial Engineering and Management Systems
    • /
    • 제11권4호
    • /
    • pp.310-330
    • /
    • 2012
  • Scheduling is an important tool for a manufacturing system, where it can have a major impact on the productivity of a production process. In manufacturing systems, the purpose of scheduling is to minimize the production time and costs, by assigning a production facility when to make, with which staff, and on which equipment. Production scheduling aims to maximize the efficiency of the operation and reduce the costs. In order to find an optimal solution to manufacturing scheduling problems, it attempts to solve complex combinatorial optimization problems. Unfortunately, most of them fall into the class of NP-hard combinatorial problems. Genetic algorithm (GA) is one of the generic population-based metaheuristic optimization algorithms and the best one for finding a satisfactory solution in an acceptable time for the NP-hard scheduling problems. GA is the most popular type of evolutionary algorithm. In this survey paper, we address firstly multiobjective hybrid GA combined with adaptive fuzzy logic controller which gives fitness assignment mechanism and performance measures for solving multiple objective optimization problems, and four crucial issues in the manufacturing scheduling including a mathematical model, GA-based solution method and case study in flexible job-shop scheduling problem (fJSP), automatic guided vehicle (AGV) dispatching models in flexible manufacturing system (FMS) combined with priority-based GA, recent advanced planning and scheduling (APS) models and integrated systems for manufacturing.

혼합정수 선형계획법과 유전 알고리듬을 이용한 다수 무인항공기 임무할당 (Task Assignment of Multiple UAVs using MILP and GA)

  • 최현진;서중보;김유단
    • 한국항공우주학회지
    • /
    • 제38권5호
    • /
    • pp.427-436
    • /
    • 2010
  • 본 논문은 다수의 목표물과 다수의 임무가 존재하는 상황에서의 다수 무인항공기의 임무할당 문제를 다룬다. 다수 무인항공기의 임무할당 문제는 순회 세일즈맨 문제, 차량 라우팅 문제와 같은 조합최적화 문제의 일종으로 NP-hard의 계산 복잡도를 가지고 있다. 이런 성격의 문제는 문제의 크기가 커질수록 계산시간이 급격히 증가하는 특징을 지니기 때문에 문제를 효율적으로 풀기 위해서 근사화 방법 또는 발견적인 방법을 사용한다. 본 연구에서는 임무할당 문제를 혼합정수 선형계획 문제로 정식화하고, 혼합정수 선형계획법과 유전 알고리듬으로 해를 구하였다. 다수의 목표물, 다수의 임무, 장애물이 존재하는 환경에 대한 수치 시뮬레이션을 수행하여 각 방법의 최적성과 효율성에 대해 검토하였다.

지리정보시스템에서 고속도로 연결 문제의 가변적 근사기법 (An Adaptive Approximation Method for the Interconnecting Highways Problem in Geographic Information Systems)

  • 김준모;황병연
    • 한국공간정보시스템학회 논문지
    • /
    • 제7권2호
    • /
    • pp.57-66
    • /
    • 2005
  • 고속도로 연결문제(Interconnecting Highways problem)는 VLSI 설계, 광 또는 유선 네트워크의 설계, 도로 건설 계획 등의 분야에서 도출되는 여러 가지 배치문제들을 대표하는 추상화 된 문제이다. 도로 건설에 있어 기존의 지점들을 가장 짧은 거리로 상호 연결하는 도로망은 다른 도로망들에 비해 경제적인 면에서 많은 이익을 가져다준다. 즉, 기존의 도로나 도시들을 상호 연결하는 새로운 도로망을 찾는 문제는 중요한 이슈가 된다. 본 논문에서는 NP-hard 문제인 고속도로 연결문제에 대해 '최적에 점근하는 결과치'를 내는 근사방법을 제안한다. 이 방법은 컴퓨팅 자원이 지원되는 한 최적치에 점근하는 근사-결과치를 구할 수 있도록 한다. 따라서 실제 응용에서는 제안된 근사방법에서 산출되는 근사치를 사실상의 최적치로 간주할 수 있게 된다. 선행연구에서의 근사방법과 달리 본 논문에서 제안된 방법은 주어진 문제 인스턴스의 속성에 부합하는 알고리즘을 만들어 낼 수 있도록 하는 큰 장점을 가진다.

  • PDF

일반화된 배정 문제의 k-opt 교환 최적화 알고리즘 (Optimization Algorithm for k-opt Swap of Generalized Assignment Problem)

  • 이상운
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
    • /
    • 제23권5호
    • /
    • pp.151-158
    • /
    • 2023
  • NP-난제로 다항시간으로 최적 해를 찾는 알고리즘이 제안되지 않고 있는 일반화된 배정 문제에 대해 기존에는 전적으로 메타휴리스틱 기법들에 치중하여 연구가 진행되었다. 반면에, 본 논문에서는 해를 찾아가는 규칙을 가진 휴리스틱 탐욕 알고리즘을 제안한다. 첫 번째로, m대의 기계(용기)에 n개의 작업(물품)을 담을 수 있도록 l = n/m개가 되도록 각 기계의 용량 bi에 대해 가중치 wij ≤ bi/l 데이터로 축소시킨다. 축소된 데이터들을 대상으로 각 작업의 최대 이득 작업을 해당 기계에 배정하였다. 두 번째로, 각 기계에 배정된 가중치 합이 기계 용량을 초과하지 않도록 배정을 조정하였다. 마지막으로 이득을 최대화시키기 위해 k-opt 교환 최적화를 수행하였다. 제안된 알고리즘을 50개 벤치마킹 데이터들에 적용한 결과 약 1/3 데이터에 대해서는 알려진 최적 해를 찾을 수 있었으며, 나머지 2/3 데이터에 대해서는 메타휴리스틱 기법들과 견줄만한 결과를 보였다. 따라서 제안된 알고리즘은 GAP에 대해 다항시간으로 해를 찾아가는 규칙이 존재할 가능성을 보여 NP-난제에서 P-문제로 될 수 있음을 실험을 통해 증명하였다.

주문 집약 문제에 대한 휴리스틱 기법 (The Heuristic Approach to the Order Consolidation Problem)

  • 박종호;임경국;최봉하
    • 대한산업공학회지
    • /
    • 제34권4호
    • /
    • pp.408-413
    • /
    • 2008
  • We consider the batch processing of orders where either whole or part of a single order or a specific pair of different orders may be grouped in a batch within a fixed capacity. Our objective is to maximize the total number of batches filled up to the batch size. In this paper, we study the Level-2 problem where at most 2 kinds of orders can be grouped in a batch. This problem is known to be NP-hard and Max SNP-hard. So we develop heuristic algorithm and evaluate the performance of the algorithm.

링 네트워크에서의 최대 다품종정수흐름문제와 최소 다중절단면문제에 대한 해법 (Algorithms for Maximum Integer Multiflow and Multicut in a Ring Network)

  • 명영수
    • 한국경영과학회지
    • /
    • 제32권2호
    • /
    • pp.89-97
    • /
    • 2007
  • We study the maximum integer multiflow problem and the minimum multicut problem in a ring network. Both problems in a general network are known to be NP-hard. In this paper, we develop polynomial time algorithms to solve the problems. We also prove that even In a ring network, maximum multiflow is not always integral, which implies that the amount of maximum integer flow does not always reach the minimum capacity of multicut.