大規模かつ多様な問題に対応可能な3次元パッキング問題解法

可处理大规模、多样化问题的3D打包问题求解方法

• 批准号: 21K12030
• 负责人: 間下 以大
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Osaka 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 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K12030/
• 关键词: Bin Packing 問題; 深層強化学習; 3次元パッキング; 強化学習; 遺伝的アルゴリズム

Bin Packing問題とは，いくつかの荷物をContainerの中に詰め込む時，Container内の稠密度を最大とするためにはどのような詰め込み方をするとよいかを求める問題のことである．現実問題におけるPackingを考えた時，3次元のBin Packing問題は非常に複雑であり，現実的な時間内に厳密解を求めることができない.そのため，ヒューリスティックな手法をはじめとし，遺伝的アルゴリズムや深層強化学習を用いた手法など様々な近似解法が提案されている．特に深層強化学習を用いた手法は高い精度を示しており，人手による詰め込みを上回る精度の詰め込みが期待されている．しかし深層強化学習によるBin Packing問題の学習は，その問題の複雑さから非常に大きな計算コストを必要とし，様々な条件が求められるBin Packing問題において小さなインスタンスのみによる研究が主となっている．深層強化学習の学習過程の効率化はより大きなインスタンス，または複雑な制約にもとづくBin Packing問題への適用を簡単にし，より現実問題に則したBin Packing問題への深層強化学習の適用を可能とする．本研究では深層強化学習を用いたBin Packing問題の解法においてヒューリスティックな手法による探索範囲の制限を取り入れる手法の提案を行った．Container内のすべての空間について探索を行わず，Bottom-Left法やBest-Fit法といった考えを適用することにより解の候補を事前に提示する．これにより解の精度を保ちつつ，探索空間が大幅に減少し，効率的な学習及び計算コストの削減の効果があることを示した．この研究成果は国際会議，International Symposium on Grids & Clouds (ISGC) 2023にて発表を行なった．

When the Bin Packing problem is not correct, when the load is in the Container, the maximum density in the Container is the maximum density in the Container. The Bin Packing problem is very complex during the Packing test, and the solution to the Bin Packing problem is very complex during the Bin Packing test. I don't know how to use the technique to strengthen the chemistry. I don't know how to use the technique to solve the problem. I don't know how to use the technique to strengthen the chemistry. We need to know how to do this by hand. We are looking forward to a better understanding of the accuracy. We are looking forward to further strengthening the study of Bin Packing problems in chemical engineering. The complexity of these problems is very large. The main purpose of this paper is to study the problem of Bin Packing. The main purpose of this paper is to strengthen the process of chemical engineering. In order to improve the quality of the students, we need to make a copy of the problem of Bin Packing in the process of chemistry. The purpose of this study is to strengthen the application of Bin Packing problems in chemical engineering. In this study, we deeply strengthen the exploration of the method of using the method of solving the problem of Bin Packing in chemical engineering. In this study, we use the method of solving the problem of chemical problems to explore the limits of the method of loading into the machine. The Bottom-Left method is used to determine the accuracy of the Bottom-Left method. The Best-Fit method is used to provide a warning in advance of the accuracy of the solution, the exploration of space accuracy, and the calculation of the rate. The results show that the results of the study are available at the International Conference, International Symposium on Grids & Clouds (ISGC) 2023.

项目成果

Efficient Deep Reinforcement Learning with Probability Mask in Online 3D Bin Packing Problem

在线 3D 装箱问题中使用概率掩模的高效深度强化学习

• 发表时间: 2023
• 作者: Takumi Nakajima;Chonho Lee;Tomohiro Mashita
• 通讯作者: Tomohiro Mashita

Solving 3D Container Loading Problems Using Physics Simulation for Genetic Algorithm Evaluation

• DOI: 10.1587/transinf.2020edp7239
• 发表时间: 2021-11
• 期刊: IEICE Trans. Inf. Syst.
• 作者: Shuhei Nishiyama;Chonho Lee;T. Mashita