• 제목/요약/키워드: simulated annealing algorithm

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순서에 종속된 준비 시간과 준비 비용을 고려한 로트사이징 문제의 시뮬레이티드 어닐링 해법 (A Simulated Annealing Algorithm for the Capacitated Lot-sizing and Scheduling problem under Sequence-Dependent Setup Costs and Setup Times)

  • 정지영;박성수
    • 대한산업공학회지
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    • 제32권2호
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    • pp.98-103
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    • 2006
  • In this research, the single machine capacitated lot-sizing and scheduling problem with sequence- dependent setup costs and setup times (CLSPSD) is considered. This problem is the extension of capacitated lot-sizing and scheduling problem (CLSP) with an additional assumption on sequence-dependent setup costs and setup times. The objective of the problem is minimizing the sum of production costs, inventory holding costs and setup costs satisfying customers' demands. It is known that the CLSPSD is NP-hard. In this paper, the MIP formulation is presented. To handle the problem more efficiently, a conceptual model is suggested, and one of the well-known meta-heuristics, the simulated annealing approach is applied. To illustrate the performance of this approach, various instances are tested and the results of this algorithm are compared with those of the CLPEX. Computational results show that this approach generates optimal or nearly optimal solutions.

(m, n)중 연속(r, s) : F 시스템의 정비모형에 대한 개미군집 최적화 해법 (Ant Colony Optimization Approach to the Utility Maintenance Model for Connected-(r, s)-out of-(m, n) : F System)

  • 이상헌;신동열
    • 산업공학
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    • 제21권3호
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    • pp.254-261
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    • 2008
  • Connected-(r,s)-out of-(m,n) : F system is an important topic in redundancy design of the complex system reliability and it's maintenance policy. Previous studies applied Monte Carlo simulation and genetic, simulated annealing algorithms to tackle the difficulty of maintenance policy problem. These algorithms suggested most suitable maintenance cycle to optimize maintenance pattern of connected-(r,s)-out of-(m,n) : F system. However, genetic algorithm is required long execution time relatively and simulated annealing has improved computational time but rather poor solutions. In this paper, we propose the ant colony optimization approach for connected-(r,s)-out of-(m,n) : F system that determines maintenance cycle and minimum unit cost. Computational results prove that ant colony optimization algorithm is superior to genetic algorithm, simulated annealing and tabu search in both execution time and quality of solution.

최적 배치를 위한 유전자 알고리즘의 설계와 구현 (Design and Implementation of a Genetic Algorithm for Optimal Placement)

  • 송호정;이범근
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제7권3호
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    • pp.42-48
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    • 2002
  • 배치(Placement)는 VLSI 회로의 physical design에서 중요한 단계로서 회로의 성능을 최대로 하기 위하여 회로 모듈의 집합을 배치시키는 문제이며, 배치 문제에서 최적의 해를 얻기 위해 클러스터 성장(cluster growth), 시뮬레이티드 어닐링(simulated annealing; SA), ILP(integer linear programming)등의 방식이 이용된다. 본 논문에서는 배치 문제에 대하여 유전자 알고리즘(genetic algorithm; GA)을 이용한 해 공간 탐색(solution space search) 방식을 제안하였으며, 제안한 방식을 시뮬레이티드 어닐링 방식과 비교, 분석하였다.

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An enhanced simulated annealing algorithm for topology optimization of steel double-layer grid structures

  • Mostafa Mashayekhi;Hamzeh Ghasemi
    • Advances in Computational Design
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    • 제9권2호
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    • pp.115-136
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    • 2024
  • Stochastic optimization methods have been extensively studied for structural optimization in recent decades. In this study, a novel algorithm named the CA-SA method, is proposed for topology optimization of steel double-layer grid structures. The CA-SA method is a hybridized algorithm combining the Simulated Annealing (SA) algorithm and the Cellular Automata (CA) method. In the CA-SA method, during the initial iterations of the SA algorithm, some of the preliminary designs obtained by SA are placed in the cells of the CA. In each successive iteration, a cell is randomly chosen from the CA. Then, the "local leader" (LL) is determined by selecting the best design from the chosen cell and its neighboring ones. This LL then serves as the leader for modifying the SA algorithm. To evaluate the performance of the proposed CA-SA algorithm, two square-on-square steel double-layer grid structures are considered, with discrete cross-sectional areas. These numerical examples demonstrate the superiority of the CA-SA method over SA, and other meta-heuristic algorithms reported in the literature in the topology optimization of large-scale skeletal structures.

유전해법에서 시뮬레이티드 어닐링을 이용한 개체선택의 효과에 관한 연구 (A study on the effectiveness of individual selection using simulated annealing in genetic algorithm)

  • 황인수;한재민
    • 경영과학
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    • 제14권1호
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    • pp.77-85
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    • 1997
  • This paper proposes an approach for individual selection in genetic algorithms to improve problem solving efficiency and effectiveness. To investigate the utility of combining simulated annealing with genetic algorithm, two experiment are conducted that compare both the conventional genetic algorithm and suggested approach. Result indicated that suggested approach significantly reduced the required time to find optimal solution in moderate-sized problems under the conditions studied. It is also found that quality of the solutions generated by suggested approach in large- sized problems is greatly improved.

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유전 알고리즘을 이용한 두 가지 목적을 가지는 스케줄링의 최적화 (Optimization of Bi-criteria Scheduling using Genetic Algorithms)

  • 김현철
    • 인터넷정보학회논문지
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    • 제6권6호
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    • pp.99-106
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    • 2005
  • 멀티프로세서 시스템에서 스케줄링은 매우 중요한 부분이지만, 최적의 해를 구하는 것이 복잡하여 다양한 휴리스틱 방법들에 의한 스케줄링 알고리즘들이 제안되고 있다. 최근 유전 알고리즘을 사용한 멀티프로세서 스케줄링 알고리즘들이 제시되고 있지만, 제시된 알고리즘 대부분은 한가지만의 목적을 가지는 단순한 알고리즘이다. 본 논문에서는 유전 알고리즘을 이용한 새로운 스케줄링 알고리즘을 제시한다. 또한, 해를 구하는 과정에서 시뮬레이티드 어닐링 (simulated annealing)의 확률을 이용하여 유전 알고리즘의 성능을 개선시킨다. 제시된 알고리즘은 태스크들의 최종 수행 완료 시간 (makespan)을 최소화하는 것과 사용된 프로세서의 수를 최소화하는 두 가지의 목표를 가진다. 모의 실험을 통하여 제시된 알고리즘이 다른 알고리즘보다 최종 수행 완료 시간과 사용된 프로세서의 수에서 더 나은 결과를 보임을 확인할 수 있었다.

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A Novel and Effective University Course Scheduler Using Adaptive Parallel Tabu Search and Simulated Annealing

  • Xiaorui Shao;Su Yeon Lee;Chang Soo Kim
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제18권4호
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    • pp.843-859
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    • 2024
  • The university course scheduling problem (UCSP) aims at optimally arranging courses to corresponding rooms, faculties, students, and timeslots with constraints. Previously, the university staff solved this thorny problem by hand, which is very time-consuming and makes it easy to fall into chaos. Even some meta-heuristic algorithms are proposed to solve UCSP automatically, while most only utilize one single algorithm, so the scheduling results still need improvement. Besides, they lack an in-depth analysis of the inner algorithms. Therefore, this paper presents a novel and practical approach based on Tabu search and simulated annealing algorithms for solving USCP. Firstly, the initial solution of the UCSP instance is generated by one construction heuristic algorithm, the first fit algorithm. Secondly, we defined one union move selector to control the moves and provide diverse solutions from initial solutions, consisting of two changing move selectors. Thirdly, Tabu search and simulated annealing (SA) are combined to filter out unacceptable moves in a parallel mode. Then, the acceptable moves are selected by one adaptive decision algorithm, which is used as the next step to construct the final solving path. Benefits from the excellent design of the union move selector, parallel tabu search and SA, and adaptive decision algorithm, the proposed method could effectively solve UCSP since it fully uses Tabu and SA. We designed and tested the proposed algorithm in one real-world (PKNU-UCSP) and ten random UCSP instances. The experimental results confirmed its effectiveness. Besides, the in-depth analysis confirmed each component's effectiveness for solving UCSP.

무선 센서 네트워크에서 최대 수명 데이터 수집 문제를 위한 시뮬레이티드 어닐링 알고리즘 (A Simulated Annealing Algorithm for Maximum Lifetime Data Aggregation Problem in Wireless Sensor Networks)

  • 장길웅
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제17권7호
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    • pp.1715-1724
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    • 2013
  • 무선 센서 네트워크에서 최대 수명 데이터 수집 문제는 네트워크에 배치된 모든 노드의 데이터 전송 에너지를 최소화함으로써 네트워크의 수명을 최대화하는 문제이다. 본 논문은 무선 센서 네트워크에서 최대 수명 데이터 수집문제를 효과적으로 해결하기 위한 메타휴리스틱 기법 중 하나인 시뮬레이티드 어닐링 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘에서는 보다 효과적인 해를 찾기 위해 새로운 이웃해 생성방식과 복구함수를 적용한다. 제안된 알고리즘의 성능은 네트워크 수명과 알고리즘 실행시간 관점에서 기존의 알고리즘과 비교평가 하였으며, 실험 결과에서 제안된 알고리즘이 최대 수명 데이터 수집 문제에 효과적으로 적용됨을 보여준다.

Simulated Annealing을 이용한 추계적 레이더 빔 스케줄링 알고리즘 (Stochastic Radar Beam Scheduling Using Simulated Annealing)

  • 노지은;안창수;김선주;장대성;최한림
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제23권2호
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    • pp.196-206
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    • 2012
  • 능동 위상 배열 레이더(AESA Radar: Active Electronically Scanned Array radar)는 전자적으로 빔을 조향함으로써 빔 조향 시간이 비약적으로 빨라져 기존의 기계식 빔 조향 레이더에 비해 레이더에서 수행할 수 있는 다중 임무 처리 능력이 크게 향상되었다. 이러한 이유로 레이더에 주어진 시간, 에너지, 처리 능력 등의 한정된 자원을 실시간으로 효율적으로 관리, 운용할 수 있는 레이더 자원 관리 기술의 중요성이 크게 대두되었다. 그 중 레이더 빔 스케줄링 기술은 레이더 자원 관리의 핵심적인 요소라 할 수 있다. 본 논문에서는 simulated annealing을 이용한 추계적 레이더 빔 스케줄링 알고리즘을 제안하고, 이를 기존의 dispatching rule에 기반한 빔 스케줄링 기법과 비교하였다. 빔 처리 지연도(latency)와 주어진 시간 내에서 처리할 수 있는 빔의 개수 측면에서 스케줄링 결과를 비교하여 성능의 우월성을 입증하였으며, 또한 실시간성을 보장하면서도 기존의 규칙 기반 알고리즘보다 성능이 우수함을 보였다.

유전자 알고리즘과 시뮬레이티드 어닐링을 이용한 활성외곽선모델의 에너지 최소화 기법 비교 (Comparison of Genetic Algorithm and Simulated Annealing Optimization Technique to Minimize the Energy of Active Contour Model)

  • 박선영;박주영;김명희
    • 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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    • 제4권1호
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    • pp.31-40
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    • 1998
  • 활성외곽선모델(active contour model)은 물체의 경계를 분할하기 위한 효과적인 방법으로 사용되고 있다. 그런데, 기존 활성외곽선모텔에서는 초기곡선을 분할하고자하는 물체의 경계면에 위치시키고 지역적으로 에너지를 최소화 함에 따라 결과가 초기 곡선의 위치와 형태에 따라 달라지는 단점이 있었다. 본 논문에서는 활성외곽선모델을 B-Spline 곡선에 의해 표현하고, 에너지 최소화 과정에 유전자 알고리즘(Genetic Algorithm: GA)과 시뮬레이티드 어닐링 (Simulated Annealing : SA)을 적용함으로써 기존 활성외곽선모델이 갖는 초기 곡선에 대한 제약성을 개선하고자 했으며, 두가지 방법에 따른 분할 결과와 문제점을 비교하고자 하였다. 제안한 방법의 성능비교를 위하여 이진 합성 영상과 CT 영상, MR 영상을 대상으로 실험을 수행하였다.

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