School Meal Menu Planning and Cooking Scheduling Based on Mathematical Optimization Under Uncertainty

不确定性下基于数学优化的学校膳食菜单规划与烹饪调度

• 批准号: 21K04538
• 负责人: 片桐 英樹
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Kanagawa University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K04538/
• 关键词: 数理最適化; 給食献立作成; 調理スケジューリング; 不確実性; 献立作成; 学校給食; スケジューリング

数理最適化を用いて，多機能な調理機器における並行作業と同時作業を考慮した調理スケジュールの自動作成を行う数理モデルを提案した．各機械には同時作業可能な最大の工程数を設定した．ここで，同時作業とは，1つの機械が2つ以上の同じ工程を同時刻に処理している状態を指す．フレキシブルジョブショップスケジューリングの考え方を応用し，各ジョブの工程を処理可能な機械の中の1つに割り当てるモデルを考えた．また，料理レシピとDAGを活用することで，工程間の不要な順序制約を除き，並行作業と同時作業を可能とするジョブの割り当てを行った．具体的な定式化においては，0-1決定変数と離接制約を用いて各工程を処理する機械を割当に関する制約を与えた．また，目的を「メイクスパンの最小化」と「『メイクスパン』と『各調理人の総処理時間と平均総処理時間の差分の絶対値の和を足し合わせた値』の最小化」とした．4品の料理を100人分作成する調理スケジューリング問題に対しては，実用レベルの時間で厳密解を求めることができた．4品の料理を200人分作成する調理スケジューリング問題に対しては，求解に多くの時間を要したが厳密解を求めることができた．これらの数値実験から得られた最適な調理スケジュールでは，各ジョブ内の先行関係や同じ料理内の工程間の先行関係を満たしながら，メイクスパンを最小化するように並行作業や同時作業が行われていることを確認することができた．

Mathematical optimization is used in parallel operation and simultaneous operation in multifunctional conditioning machines. Set the maximum number of projects possible for each machine to work simultaneously. 1. The machine works at the same time. 2. The same engineering works at the same time. The design of the machine can be divided into two parts: one part is designed to be used for the design of the machine, and the other part is designed to be used for the design of the machine. In addition to the above, there is no need to restrict the sequence of work. The specific formula is 0-1. The number of connections is determined by the number of connections. The number of connections is determined by the number of connections. The goal is to minimize the total processing time of each conditioner and the sum of the differences between the total processing time and the average total processing time. The goal is to minimize the total processing time of each conditioner and the sum of the differences between the total processing time and the average total processing time. The time required to solve the problem was 200 minutes. The number of times the optimal adjustment is made, the precedence relationship between projects in each project is minimized, and the concurrent operation is confirmed.

项目成果

日替わり弁当の献立最適化問題に対するタブー探索に基づく近似解法

基于禁忌搜索的日常盒饭菜单优化问题近似求解方法

• 发表时间: 2022
• 作者: Okuno Hideo;Arai Satoru;Suzuki Motoi;Kikkawa Toshiko;菅原一将，太田和希，片桐英樹
• 通讯作者: 菅原一将，太田和希，片桐英樹

A Heuristic Solution Method For School Lunch Menu Optimization Problem Considering the Frequency of Ingredients and Dishes

考虑食材和菜肴频率的学校午餐菜单优化问题的启发式求解方法

• 发表时间: 2022
• 期刊: Proceedings of First Australian Conference on Industrial Engineering and Operations Management (IEOM 2022)
• 作者: Himawari Takeuchi，Takeshi Uno;Kazuki Ota;Hideki Katagiri
• 通讯作者: Hideki Katagiri

Predicting Demand for Catering Lunchboxes Using Machine Learning to Respond to Rapid Changes in Bento Sales

使用机器学习预测餐饮午餐盒的需求，以应对便当销售的快速变化

• 发表时间: 2022
• 期刊: Proceedings of 5th International Conference on Industrial and Mechanical Engineering and Operations Management (IMEOM 2022)
• 作者: Yasunari Iwata，Kazuki Ota;Hideki Katagiri
• 通讯作者: Hideki Katagiri

組合せ最適化に基づく学校給食現場の様々な制約を考慮した自動献立作成

基于组合优化，自动创建菜单，考虑学校午餐地点的各种限制

• 发表时间: 2021
• 作者: GBD 2019 Tuberculosis Collaborators: Shigematsu Mika;Christopher J L Murray;Hmwe Hmwe Kyu et al;前田康成;髙橋淳，片桐英樹;髙橋淳，片桐英樹，風見公子
• 通讯作者: 髙橋淳，片桐英樹，風見公子

A Heuristic Solution Method for Solving Job Shop Scheduling Problems Considering Crane Interference

考虑起重机干扰的车间调度问题启发式求解方法

• 发表时间: 2022
• 期刊: Proceedings of First Australian Conference on Industrial Engineering and Operations Management (IEOM), Industrial Engineering, IMEOM 2022
• 作者: Kosuke Kobayashi，Hideki Katagiri;Takashi Tanizaki
• 通讯作者: Takashi Tanizaki