JP2000163393A - 組合せ最適化装置 - Google Patents
組合せ最適化装置Info
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- JP2000163393A JP2000163393A JP10337164A JP33716498A JP2000163393A JP 2000163393 A JP2000163393 A JP 2000163393A JP 10337164 A JP10337164 A JP 10337164A JP 33716498 A JP33716498 A JP 33716498A JP 2000163393 A JP2000163393 A JP 2000163393A
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- chromosomes
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来構成では、確率的な染色体の改善を期待
する構造となっているため、最適近似解近傍における収
束が甘くなってしまう場合があるという問題と、収束す
るために膨大な時間がかかる場合があるという問題があ
った。 【解決手段】 交叉手段６と突然変異手段７に加えて、
局所探索手段８を設けることにより現在の染色体列が含
む各変数値の近傍を探索することが可能となり、従来の
遺伝的アルゴリズムを用いた組合せ最適化装置に比べて
最適解への収束速度・精度ともに良いという作用を有す
る。
する構造となっているため、最適近似解近傍における収
束が甘くなってしまう場合があるという問題と、収束す
るために膨大な時間がかかる場合があるという問題があ
った。 【解決手段】 交叉手段６と突然変異手段７に加えて、
局所探索手段８を設けることにより現在の染色体列が含
む各変数値の近傍を探索することが可能となり、従来の
遺伝的アルゴリズムを用いた組合せ最適化装置に比べて
最適解への収束速度・精度ともに良いという作用を有す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、遺伝的アルゴリズ
ムを用いた組合せ最適化装置に関するものである。
ムを用いた組合せ最適化装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の遺伝的アルゴリズムを用いた組合
せ最適化装置について、以下に図１４の説明図を参照し
ながら説明する。
せ最適化装置について、以下に図１４の説明図を参照し
ながら説明する。
【０００３】図１４の遺伝的アルゴリズムを用いた組合
せ最適化装置は、初期染色体生成手段１と、染色体列保
持手段２と、新染色体評価手段３と、ソート手段４と、
新染色体発生手段５と、それを構成する交叉手段６と突
然変異手段７と、親染色体選択手段９と、選択手段１１
と、選択手段乱数発生手段１２と、から構成されてい
る。
せ最適化装置は、初期染色体生成手段１と、染色体列保
持手段２と、新染色体評価手段３と、ソート手段４と、
新染色体発生手段５と、それを構成する交叉手段６と突
然変異手段７と、親染色体選択手段９と、選択手段１１
と、選択手段乱数発生手段１２と、から構成されてい
る。
【０００４】組合せ最適化装置が動作開始すると、先
ず、初期染色体生成手段１において乱数によりランダム
に初期の染色体列が作成される。
ず、初期染色体生成手段１において乱数によりランダム
に初期の染色体列が作成される。
【０００５】発生された初期染色体列は、逐次、予定さ
れている染色体数が満たされるまで、染色体列保持手段
２上のメモリに格納される。
れている染色体数が満たされるまで、染色体列保持手段
２上のメモリに格納される。
【０００６】格納された各々の染色体について、染色体
評価手段３によりユーザーが定義する何らかの基準で評
価値を割り当てる。
評価手段３によりユーザーが定義する何らかの基準で評
価値を割り当てる。
【０００７】次に、ソート手段４はこの各染色体列を各
々の評価値に従い並べ替える。並べ替えの方針は、最適
化する問題によって異なり、ユーザーが定義する昇順や
降順等の基準により並べ替える。
々の評価値に従い並べ替える。並べ替えの方針は、最適
化する問題によって異なり、ユーザーが定義する昇順や
降順等の基準により並べ替える。
【０００８】このようにして新規作成され並べ替えられ
た初期染色体列について、以下のステップで改善を図っ
ていく。
た初期染色体列について、以下のステップで改善を図っ
ていく。
【０００９】先ず、親染色体選択手段９により染色体列
保持手段２中の染色体の中から親となる染色体を選択す
る。この時の選択基準は基本的にはランダムであるが、
出来るだけ評価値の高い染色体を選択するように選択の
重み付けを行う方がより良い染色体が生成される可能性
が高い。
保持手段２中の染色体の中から親となる染色体を選択す
る。この時の選択基準は基本的にはランダムであるが、
出来るだけ評価値の高い染色体を選択するように選択の
重み付けを行う方がより良い染色体が生成される可能性
が高い。
【００１０】ここで選択された染色体を親染色体とし
て、新染色体発生手段５において子染色体を作成する。
この新染色体発生手段５は交叉手段６と突然変異手段７
から構成されている。交叉手段６は通常二つの親染色体
から二つの子染色体を生成し、突然変異手段７は一つの
親染色体から一つの子染色体をする。
て、新染色体発生手段５において子染色体を作成する。
この新染色体発生手段５は交叉手段６と突然変異手段７
から構成されている。交叉手段６は通常二つの親染色体
から二つの子染色体を生成し、突然変異手段７は一つの
親染色体から一つの子染色体をする。
【００１１】交叉手段６は、図２に示すように親染色体
選択手段９により選択された２つの染色体を親として、
ランダムに設定された複数の切断位置（本例では位置A
と位置Bの２箇所）において、双方の染色体を切断し、
その各断片を交互に交換して、２つの新しい子染色体を
作成する。
選択手段９により選択された２つの染色体を親として、
ランダムに設定された複数の切断位置（本例では位置A
と位置Bの２箇所）において、双方の染色体を切断し、
その各断片を交互に交換して、２つの新しい子染色体を
作成する。
【００１２】突然変異手段７は、図３に示すように、親
染色体選択手段９により選択された１つの染色体を親と
して、ランダムに設定された１つの着目位置において、
ビット反転し１つの新しい子染色体を作成する。
染色体選択手段９により選択された１つの染色体を親と
して、ランダムに設定された１つの着目位置において、
ビット反転し１つの新しい子染色体を作成する。
【００１３】次に、選択手段１１において上記新染色体
発生手段５を構成する２つの手段のうち、どの出力をそ
の時の出力とするか決定する。その選択基準は、手段選
択乱数発生手段１２によって発生される乱数によって決
定される。通常、突然変異手段が選択される率は、５％
から２０％が適当であると言われている。
発生手段５を構成する２つの手段のうち、どの出力をそ
の時の出力とするか決定する。その選択基準は、手段選
択乱数発生手段１２によって発生される乱数によって決
定される。通常、突然変異手段が選択される率は、５％
から２０％が適当であると言われている。
【００１４】ここで作成された新しい染色体を染色体評
価手段３により評価し、ソート手段４により染色体列保
持手段２の内容を並べ替える。
価手段３により評価し、ソート手段４により染色体列保
持手段２の内容を並べ替える。
【００１５】この改善ステップを、繰り返すことにより
染色体列保持手段２内に格納されている染色体の評価値
の最善値、及び平均値は改善されていくという効果があ
り、最終的には最適近似解を発見することが出来る。
染色体列保持手段２内に格納されている染色体の評価値
の最善値、及び平均値は改善されていくという効果があ
り、最終的には最適近似解を発見することが出来る。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来構成では、確率的な染色体の改善を期待するだけの構
造となっているため、最適近似解近傍における収束が甘
くなってしまう場合があるという問題と、収束するため
に膨大な時間がかかる場合があるという問題があった。
来構成では、確率的な染色体の改善を期待するだけの構
造となっているため、最適近似解近傍における収束が甘
くなってしまう場合があるという問題と、収束するため
に膨大な時間がかかる場合があるという問題があった。
【００１７】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、本発明の請求項１に記載の組合せ最適化装置は、初
期染色体列をランダムに生成する初期染色体生成手段
と、生成された染色体を格納する染色体列保持手段と、
各染色体を評価する染色体評価手段と、その評価値に従
って染色体列保持手段中の染色体を並べ替えるソート手
段と、新しい染色体を生成する新染色体発生手段と、そ
れを構成する交叉手段と突然変異手段と局所探索手段
と、親となる染色体を選択する親染色体選択手段と、局
所探索手段が着目する変数を選択する着目変数選択手段
と、新染色体発生手段を構成する３つの手段の出力のう
ち一つを選択する選択手段と、その選択基準を決定する
選択手段乱数発生手段を有する構成とした。
に、本発明の請求項１に記載の組合せ最適化装置は、初
期染色体列をランダムに生成する初期染色体生成手段
と、生成された染色体を格納する染色体列保持手段と、
各染色体を評価する染色体評価手段と、その評価値に従
って染色体列保持手段中の染色体を並べ替えるソート手
段と、新しい染色体を生成する新染色体発生手段と、そ
れを構成する交叉手段と突然変異手段と局所探索手段
と、親となる染色体を選択する親染色体選択手段と、局
所探索手段が着目する変数を選択する着目変数選択手段
と、新染色体発生手段を構成する３つの手段の出力のう
ち一つを選択する選択手段と、その選択基準を決定する
選択手段乱数発生手段を有する構成とした。
【００１８】本発明の請求項２に記載の発明は、請求項
１に記載の組合せ最適化装置であって、前記局所探索手
段として、着目染色体中の着目変数の前後の値（固定
幅）の２通りを子染色体として発生する局所探索手段A
である構成とした。
１に記載の組合せ最適化装置であって、前記局所探索手
段として、着目染色体中の着目変数の前後の値（固定
幅）の２通りを子染色体として発生する局所探索手段A
である構成とした。
【００１９】本発明の請求項３に記載の発明は、請求項
１に記載の組合せ最適化装置であって、前記局所探索手
段として、着目染色体中の着目変数の前後の値（ユーザ
ー指定による可変幅）の２通りを子染色体として発生す
る局所探索手段Bを有する構成とした。
１に記載の組合せ最適化装置であって、前記局所探索手
段として、着目染色体中の着目変数の前後の値（ユーザ
ー指定による可変幅）の２通りを子染色体として発生す
る局所探索手段Bを有する構成とした。
【００２０】本発明の請求項４に記載の発明は、請求項
１に記載の組合せ最適化装置であって、前記局所探索手
段として、着目染色体中の着目変数の前後の値（演算回
数からシステムが算出する可変幅）の２通りを子染色体
として発生する局所探索手段Cを有する構成とした。
１に記載の組合せ最適化装置であって、前記局所探索手
段として、着目染色体中の着目変数の前後の値（演算回
数からシステムが算出する可変幅）の２通りを子染色体
として発生する局所探索手段Cを有する構成とした。
【００２１】本発明の請求項５に記載の発明は、請求項
１に記載の組合せ最適化装置であって、前記着目変数選
択手段として、着目染色体中の着目する変数を、乱数で
ランダムに一つだけ決定する着目変数選択手段Aを有す
る構成とした。
１に記載の組合せ最適化装置であって、前記着目変数選
択手段として、着目染色体中の着目する変数を、乱数で
ランダムに一つだけ決定する着目変数選択手段Aを有す
る構成とした。
【００２２】本発明の請求項６に記載の発明は、請求項
１に記載の組合せ最適化装置であって、前記着目変数選
択手段として、着目染色体中の着目する変数を、子染色
体発生時に全ての変数について順番に一つだけ決定する
着目変数選択手段Bを有する構成とした。
１に記載の組合せ最適化装置であって、前記着目変数選
択手段として、着目染色体中の着目する変数を、子染色
体発生時に全ての変数について順番に一つだけ決定する
着目変数選択手段Bを有する構成とした。
【００２３】本発明の請求項７に記載の発明は、請求項
１に記載の組合せ最適化装置であって、前記着目変数選
択手段として、着目染色体中の着目する変数を、染色体
配列の上位にある染色体の各変数の共通性を考慮し、そ
の共通性の高さに応じて一つだけ決定する着目変数選択
手段Cを有する構成とした。
１に記載の組合せ最適化装置であって、前記着目変数選
択手段として、着目染色体中の着目する変数を、染色体
配列の上位にある染色体の各変数の共通性を考慮し、そ
の共通性の高さに応じて一つだけ決定する着目変数選択
手段Cを有する構成とした。
【００２４】本発明の請求項８に記載の発明は、請求項
１に記載の組合せ最適化装置であって、前記手段選択乱
数発生手段として、新染色体発生手段を構成する３つの
手段の出力のうち一つを選択する基準を、乱数により決
定する手段選択乱数発生手段Aを有する構成とした。
１に記載の組合せ最適化装置であって、前記手段選択乱
数発生手段として、新染色体発生手段を構成する３つの
手段の出力のうち一つを選択する基準を、乱数により決
定する手段選択乱数発生手段Aを有する構成とした。
【００２５】本発明の請求項９に記載の発明は、請求項
１に記載の組合せ最適化装置であって、前記手段選択乱
数発生手段として、新染色体発生手段を構成する３つの
手段の出力のうち一つを選択する基準を、所定の設定し
た精度に収束するまで、局所探索手段の出力の選択確率
を低くする手段選択乱数発生手段Bを有する構成とし
た。
１に記載の組合せ最適化装置であって、前記手段選択乱
数発生手段として、新染色体発生手段を構成する３つの
手段の出力のうち一つを選択する基準を、所定の設定し
た精度に収束するまで、局所探索手段の出力の選択確率
を低くする手段選択乱数発生手段Bを有する構成とし
た。
【００２６】本発明の請求項１０に記載の発明は、請求
項１に記載の組合せ最適化装置であって、前記手段選択
乱数発生手段は、新染色体発生手段を構成する３つの手
段の出力のうち一つを選択するにあたって、解の収束勾
配に基づいて勾配が０に近いほど局所探索手段の出力の
選択確率を高くする手段選択乱数発生手段Cを有する構
成とした。
項１に記載の組合せ最適化装置であって、前記手段選択
乱数発生手段は、新染色体発生手段を構成する３つの手
段の出力のうち一つを選択するにあたって、解の収束勾
配に基づいて勾配が０に近いほど局所探索手段の出力の
選択確率を高くする手段選択乱数発生手段Cを有する構
成とした。
【００２７】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、初期染色体列をランダムに生成する初期染色体生成
手段と、生成された染色体を格納する染色体列保持手段
と、各染色体を評価する染色体評価手段と、その評価値
に従って染色体列保持手段中の染色体を並べ替えるソー
ト手段と、新しい染色体を生成する新染色体発生手段
と、それを構成する交叉手段と、突然変異手段と、局所
探索手段と、親となる染色体を選択する親染色体選択手
段と、局所探索手段が着目する変数を選択する着目変数
選択手段と、新染色体発生手段を構成する３つの手段の
出力のうち一つを選択する選択手段と、その選択基準を
決定する選択手段乱数発生手段を有したものであり、従
来の遺伝的アルゴリズムを用いた組合せ最適化装置に比
べて最適解への収束速度・精度ともに良いという作用を
有する。
は、初期染色体列をランダムに生成する初期染色体生成
手段と、生成された染色体を格納する染色体列保持手段
と、各染色体を評価する染色体評価手段と、その評価値
に従って染色体列保持手段中の染色体を並べ替えるソー
ト手段と、新しい染色体を生成する新染色体発生手段
と、それを構成する交叉手段と、突然変異手段と、局所
探索手段と、親となる染色体を選択する親染色体選択手
段と、局所探索手段が着目する変数を選択する着目変数
選択手段と、新染色体発生手段を構成する３つの手段の
出力のうち一つを選択する選択手段と、その選択基準を
決定する選択手段乱数発生手段を有したものであり、従
来の遺伝的アルゴリズムを用いた組合せ最適化装置に比
べて最適解への収束速度・精度ともに良いという作用を
有する。
【００２８】本発明の請求項２に記載の発明は、請求項
１に記載の組合せ最適化装置であって、前記局所探索手
段として、着目染色体中の着目変数の前後の値（固定
幅）の２通りを子染色体として発生する局所探索手段A
を有したものであり、従来の遺伝的アルゴリズムを用い
た組合せ最適化装置に比べて最適解への収束速度・精度
ともに良いという作用を有する。
１に記載の組合せ最適化装置であって、前記局所探索手
段として、着目染色体中の着目変数の前後の値（固定
幅）の２通りを子染色体として発生する局所探索手段A
を有したものであり、従来の遺伝的アルゴリズムを用い
た組合せ最適化装置に比べて最適解への収束速度・精度
ともに良いという作用を有する。
【００２９】本発明の請求項３に記載の発明は、請求項
１に記載の組合せ最適化装置であって、前記局所探索手
段として、着目染色体中の着目変数の前後の値（ユーザ
ー指定による可変幅）の２通りを子染色体として発生す
る局所探索手段Bを有したものであり、従来の遺伝的ア
ルゴリズムを用いた組合せ最適化装置に比べて最適解へ
の収束速度・精度ともに良いという作用を有する。
１に記載の組合せ最適化装置であって、前記局所探索手
段として、着目染色体中の着目変数の前後の値（ユーザ
ー指定による可変幅）の２通りを子染色体として発生す
る局所探索手段Bを有したものであり、従来の遺伝的ア
ルゴリズムを用いた組合せ最適化装置に比べて最適解へ
の収束速度・精度ともに良いという作用を有する。
【００３０】本発明の請求項４に記載の発明は、請求項
１に記載の組合せ最適化装置であって、前記局所探索手
段として、着目染色体中の着目変数の前後の値（演算回
数からシステムが算出する可変幅）の２通りを子染色体
として発生する局所探索手段Cを有したものであり、従
来の遺伝的アルゴリズムを用いた組合せ最適化装置に比
べて最適解への収束速度・精度ともに良いという作用を
有する。
１に記載の組合せ最適化装置であって、前記局所探索手
段として、着目染色体中の着目変数の前後の値（演算回
数からシステムが算出する可変幅）の２通りを子染色体
として発生する局所探索手段Cを有したものであり、従
来の遺伝的アルゴリズムを用いた組合せ最適化装置に比
べて最適解への収束速度・精度ともに良いという作用を
有する。
【００３１】本発明の請求項５に記載の発明は、請求項
１に記載の組合せ最適化装置であって、前記着目変数選
択手段として、着目染色体中の着目する変数を、乱数で
ランダムに一つだけ決定する着目変数選択手段Aを有し
たものであり、従来の遺伝的アルゴリズムを用いた組合
せ最適化装置に比べて最適解への収束速度・精度ともに
良いという作用を有する。
１に記載の組合せ最適化装置であって、前記着目変数選
択手段として、着目染色体中の着目する変数を、乱数で
ランダムに一つだけ決定する着目変数選択手段Aを有し
たものであり、従来の遺伝的アルゴリズムを用いた組合
せ最適化装置に比べて最適解への収束速度・精度ともに
良いという作用を有する。
【００３２】本発明の請求項６に記載の発明は、請求項
１に記載の組合せ最適化装置であって、前記着目変数選
択手段として、着目染色体中の着目する変数を、子染色
体発生時に全ての変数について順番に一つだけ決定する
着目変数選択手段Bを有したものであり、従来の遺伝的
アルゴリズムを用いた組合せ最適化装置に比べて最適解
への収束速度・精度ともに良いという作用を有する。
１に記載の組合せ最適化装置であって、前記着目変数選
択手段として、着目染色体中の着目する変数を、子染色
体発生時に全ての変数について順番に一つだけ決定する
着目変数選択手段Bを有したものであり、従来の遺伝的
アルゴリズムを用いた組合せ最適化装置に比べて最適解
への収束速度・精度ともに良いという作用を有する。
【００３３】本発明の請求項７に記載の発明は、請求項
１に記載の組合せ最適化装置であって、前記着目変数選
択手段として、着目染色体中の着目する変数を、染色体
配列の上位にある染色体の各変数の共通性を考慮し、そ
の共通性の高さに応じて一つだけ決定する着目変数選択
手段Cを有したものであり、従来の遺伝的アルゴリズム
を用いた組合せ最適化装置に比べて最適解への収束速度
・精度ともに良いという作用を有する。
１に記載の組合せ最適化装置であって、前記着目変数選
択手段として、着目染色体中の着目する変数を、染色体
配列の上位にある染色体の各変数の共通性を考慮し、そ
の共通性の高さに応じて一つだけ決定する着目変数選択
手段Cを有したものであり、従来の遺伝的アルゴリズム
を用いた組合せ最適化装置に比べて最適解への収束速度
・精度ともに良いという作用を有する。
【００３４】本発明の請求項８に記載の発明は、請求項
１に記載の組合せ最適化装置であって、前記手段選択乱
数発生手段として、新染色体発生手段を構成する３つの
手段の出力のうち一つを選択する基準を、乱数により決
定する手段選択乱数発生手段Aを有したものであり、従
来の遺伝的アルゴリズムを用いた組合せ最適化装置に比
べて最適解への収束速度・精度ともに良いという作用を
有する。
１に記載の組合せ最適化装置であって、前記手段選択乱
数発生手段として、新染色体発生手段を構成する３つの
手段の出力のうち一つを選択する基準を、乱数により決
定する手段選択乱数発生手段Aを有したものであり、従
来の遺伝的アルゴリズムを用いた組合せ最適化装置に比
べて最適解への収束速度・精度ともに良いという作用を
有する。
【００３５】本発明の請求項９に記載の発明は、請求項
１に記載の組合せ最適化装置であって、前記手段選択乱
数発生手段として、新染色体発生手段を構成する３つの
手段の出力のうち一つを選択する基準を、所定の設定し
た精度に収束するまで、局所探索手段の出力の選択確率
を低くする手段選択乱数発生手段Bを有したものであ
り、従来の遺伝的アルゴリズムを用いた組合せ最適化装
置に比べて最適解への収束速度・精度ともに良いという
作用を有する。
１に記載の組合せ最適化装置であって、前記手段選択乱
数発生手段として、新染色体発生手段を構成する３つの
手段の出力のうち一つを選択する基準を、所定の設定し
た精度に収束するまで、局所探索手段の出力の選択確率
を低くする手段選択乱数発生手段Bを有したものであ
り、従来の遺伝的アルゴリズムを用いた組合せ最適化装
置に比べて最適解への収束速度・精度ともに良いという
作用を有する。
【００３６】本発明の請求項１０に記載の発明は、請求
項１に記載の組合せ最適化装置であって、前記手段選択
乱数発生手段として、新染色体発生手段を構成する３つ
の手段の出力のうち一つを選択する基準を、解の収束勾
配を考慮して勾配が０に近いほど局所探索手段の出力の
選択確率を高くする手段選択乱数発生手段Cを有したも
のであり、従来の遺伝的アルゴリズムを用いた組合せ最
適化装置に比べて最適解への収束速度・精度ともに良い
という作用を有する。
項１に記載の組合せ最適化装置であって、前記手段選択
乱数発生手段として、新染色体発生手段を構成する３つ
の手段の出力のうち一つを選択する基準を、解の収束勾
配を考慮して勾配が０に近いほど局所探索手段の出力の
選択確率を高くする手段選択乱数発生手段Cを有したも
のであり、従来の遺伝的アルゴリズムを用いた組合せ最
適化装置に比べて最適解への収束速度・精度ともに良い
という作用を有する。
【００３７】（実施の形態１）以下、本発明の実施の形
態１について図面を参照しながら説明する。図１は本発
明における実施の形態１の組合せ最適化装置の構成図を
示したものである。
態１について図面を参照しながら説明する。図１は本発
明における実施の形態１の組合せ最適化装置の構成図を
示したものである。
【００３８】図１において、初期染色体列をランダムに
生成する初期染色体生成手段１と、生成された染色体を
格納する染色体列保持手段２と、各染色体を評価する染
色体評価手段３と、その評価値に従って染色体列保持手
段中の染色体を並べ替えるソート手段４と、新しい染色
体を生成する新染色体発生手段５と、それを構成する交
叉手段６と突然変異手段７と局所探索手段８と、親とな
る染色体を選択する親染色体選択手段９と、局所探索手
段８が着目する変数を選択する着目変数選択手段１０
と、新染色体発生手段５を構成する３つの手段の出力の
うち一つを選択する選択手段１１と、その選択基準を決
定する選択手段乱数発生手段１２で構成されている。
生成する初期染色体生成手段１と、生成された染色体を
格納する染色体列保持手段２と、各染色体を評価する染
色体評価手段３と、その評価値に従って染色体列保持手
段中の染色体を並べ替えるソート手段４と、新しい染色
体を生成する新染色体発生手段５と、それを構成する交
叉手段６と突然変異手段７と局所探索手段８と、親とな
る染色体を選択する親染色体選択手段９と、局所探索手
段８が着目する変数を選択する着目変数選択手段１０
と、新染色体発生手段５を構成する３つの手段の出力の
うち一つを選択する選択手段１１と、その選択基準を決
定する選択手段乱数発生手段１２で構成されている。
【００３９】以上のように構成された組合せ最適化装置
において、本発明の組合せ最適化装置が動作開始する
と、先ず、初期染色体生成手段１において乱数によりラ
ンダムに初期の染色体列が作成される。
において、本発明の組合せ最適化装置が動作開始する
と、先ず、初期染色体生成手段１において乱数によりラ
ンダムに初期の染色体列が作成される。
【００４０】発生された初期染色体列は、逐次、予定さ
れている染色体数が満たされるまで、染色体列保持手段
２上のメモリに格納される。
れている染色体数が満たされるまで、染色体列保持手段
２上のメモリに格納される。
【００４１】格納された各々の染色体について、染色体
評価手段３によりユーザーが定義する何らかの基準で評
価値を割り当てる。
評価手段３によりユーザーが定義する何らかの基準で評
価値を割り当てる。
【００４２】次に、ソート手段４はこの各染色体列を各
々の評価値に従い並べ替える。並べ替えの方針は、最適
化する問題によって異なり、ユーザーの定義により昇順
や降順等が考えられる。
々の評価値に従い並べ替える。並べ替えの方針は、最適
化する問題によって異なり、ユーザーの定義により昇順
や降順等が考えられる。
【００４３】このようにして作成され並べ替えられた初
期染色体列について、以下のステップで改善を図ってい
く。
期染色体列について、以下のステップで改善を図ってい
く。
【００４４】先ず、親染色体選択手段９により染色体列
保持手段２中の染色体の中から親となる染色体を選択す
る。この時の選択基準は基本的にはランダムであるが、
出来るだけ評価値の高い染色体を選択するように選択の
重み付けを行う方がより良い染色体が生成される可能性
が高い。
保持手段２中の染色体の中から親となる染色体を選択す
る。この時の選択基準は基本的にはランダムであるが、
出来るだけ評価値の高い染色体を選択するように選択の
重み付けを行う方がより良い染色体が生成される可能性
が高い。
【００４５】ここで選択された染色体を親染色体とし
て、新染色体発生手段５において子染色体を作成する。
この新染色体発生手段５は交叉手段６と突然変異手段７
と局所探索手段８から構成されている。交叉手段６は通
常二つの親染色体から二つの子染色体を生成し、突然変
異手段７は一つの親染色体から一つの子染色体を生成
し、局所探索手段８は一つの親染色体から二つの子染色
体を発生する。
て、新染色体発生手段５において子染色体を作成する。
この新染色体発生手段５は交叉手段６と突然変異手段７
と局所探索手段８から構成されている。交叉手段６は通
常二つの親染色体から二つの子染色体を生成し、突然変
異手段７は一つの親染色体から一つの子染色体を生成
し、局所探索手段８は一つの親染色体から二つの子染色
体を発生する。
【００４６】交叉手段６は、図２に示すように親染色体
選択手段９により選択された２つの染色体を親として、
ランダムに設定される複数の切断位置（本例では位置A
と位置Bの２箇所）において、双方の染色体を切断し、
その各断片を交互に交換して、２つの新しい子染色体を
作成する。
選択手段９により選択された２つの染色体を親として、
ランダムに設定される複数の切断位置（本例では位置A
と位置Bの２箇所）において、双方の染色体を切断し、
その各断片を交互に交換して、２つの新しい子染色体を
作成する。
【００４７】突然変異手段７は、図３に示すように、親
染色体選択手段９により選択された１つの染色体を親と
して、ランダムに設定された１つの着目位置において、
ビット反転し１つの新しい子染色体を作成する。
染色体選択手段９により選択された１つの染色体を親と
して、ランダムに設定された１つの着目位置において、
ビット反転し１つの新しい子染色体を作成する。
【００４８】局所探索手段８は、図４に示すように、親
染色体選択手段９により選択された１つの染色体を親と
して、着目変数選択手段１０により選択された着目する
変数について現状の値から正と負の両方向に変化させる
ことにより、２つの新しい染色体を生成する。
染色体選択手段９により選択された１つの染色体を親と
して、着目変数選択手段１０により選択された着目する
変数について現状の値から正と負の両方向に変化させる
ことにより、２つの新しい染色体を生成する。
【００４９】次に、選択手段１１において上記新染色体
発生手段５を構成する３つの手段のうち、どの出力をそ
の時の出力とするか決定する。その選択基準は、選択手
段乱数発生手段１２によって発生される乱数によって決
定される。
発生手段５を構成する３つの手段のうち、どの出力をそ
の時の出力とするか決定する。その選択基準は、選択手
段乱数発生手段１２によって発生される乱数によって決
定される。
【００５０】ここで作成された新しい染色体を染色体評
価手段３により評価し染色体保持手段２に保存し、ソー
ト手段４により染色体列保持手段２の内容を並べ替え
る。
価手段３により評価し染色体保持手段２に保存し、ソー
ト手段４により染色体列保持手段２の内容を並べ替え
る。
【００５１】以後、この改善ステップを繰り返す。本発
明は、従来の遺伝的アルゴリズムを用いた組合せ最適化
装置に比べて最適解への収束速度・精度ともに良いとい
う効果がある。
明は、従来の遺伝的アルゴリズムを用いた組合せ最適化
装置に比べて最適解への収束速度・精度ともに良いとい
う効果がある。
【００５２】（実施の形態２）以下、本発明の実施の形
態２について図面を参照しながら説明する。図５は本発
明における実施の形態２の組合せ最適化装置の構成図を
示したものであり、図１に示す本発明の実施の形態１の
組合せ最適化装置と同一の構成要素については、同一の
符号を付与し、その説明は省略する。
態２について図面を参照しながら説明する。図５は本発
明における実施の形態２の組合せ最適化装置の構成図を
示したものであり、図１に示す本発明の実施の形態１の
組合せ最適化装置と同一の構成要素については、同一の
符号を付与し、その説明は省略する。
【００５３】図５において、１３は親染色体中のある変
数の現状値から固定幅の近傍の染色体を生成する局所探
索手段Aである。
数の現状値から固定幅の近傍の染色体を生成する局所探
索手段Aである。
【００５４】以上のように構成された組合せ最適化装置
において、本発明の組合せ最適化装置が動作開始する
と、先ず、初期染色体生成手段１において乱数によりラ
ンダムに初期の染色体列が作成される。
において、本発明の組合せ最適化装置が動作開始する
と、先ず、初期染色体生成手段１において乱数によりラ
ンダムに初期の染色体列が作成される。
【００５５】発生された初期染色体列は、逐次、予定さ
れている染色体数が満たされるまで、染色体列保持手段
２上のメモリに格納される。
れている染色体数が満たされるまで、染色体列保持手段
２上のメモリに格納される。
【００５６】格納された各々の染色体について、染色体
評価手段３により何らかの基準で評価値を割り当てる。
評価手段３により何らかの基準で評価値を割り当てる。
【００５７】次に、ソート手段４はこの各染色体列を各
々の評価値に従い並べ替える。並べ替えの方針は、最適
化する問題によって異なり、昇順や降順等が考えられ
る。
々の評価値に従い並べ替える。並べ替えの方針は、最適
化する問題によって異なり、昇順や降順等が考えられ
る。
【００５８】このようにして作成され並べ替えられた初
期染色体列について、以下のステップで改善を図ってい
く。
期染色体列について、以下のステップで改善を図ってい
く。
【００５９】先ず、親染色体選択手段９により染色体列
保持手段２中の染色体の中から親となる染色体を選択す
る。この時の選択基準は基本的にはランダムであるが、
出来るだけ評価値の高い染色体を選択するように選択の
重み付けを行う方がより良い染色体が生成される可能性
が高い。
保持手段２中の染色体の中から親となる染色体を選択す
る。この時の選択基準は基本的にはランダムであるが、
出来るだけ評価値の高い染色体を選択するように選択の
重み付けを行う方がより良い染色体が生成される可能性
が高い。
【００６０】ここで選択された染色体を親染色体とし
て、新染色体発生手段５において子染色体を作成する。
この新染色体発生手段５は交叉手段６と突然変異手段７
と局所探索手段８から構成されている。交叉手段６は通
常二つの親染色体から二つの子染色体を生成し、突然変
異手段７は一つの親染色体から一つの子染色体を生成
し、局所探索手段８は一つの親染色体から二つの子染色
体を発生する。
て、新染色体発生手段５において子染色体を作成する。
この新染色体発生手段５は交叉手段６と突然変異手段７
と局所探索手段８から構成されている。交叉手段６は通
常二つの親染色体から二つの子染色体を生成し、突然変
異手段７は一つの親染色体から一つの子染色体を生成
し、局所探索手段８は一つの親染色体から二つの子染色
体を発生する。
【００６１】交叉手段６は、図２に示すように親染色体
選択手段９により選択された２つの染色体を親として、
ランダムに設定される複数の切断位置（本例では位置A
と位置Bの２箇所）において、双方の染色体を切断し、
その各断片を交互に交換して、２つの新しい子染色体を
作成する。
選択手段９により選択された２つの染色体を親として、
ランダムに設定される複数の切断位置（本例では位置A
と位置Bの２箇所）において、双方の染色体を切断し、
その各断片を交互に交換して、２つの新しい子染色体を
作成する。
【００６２】突然変異手段７は、図３に示すように、親
染色体選択手段９により選択された１つの染色体を親と
して、ランダムに設定された１つの着目位置において、
ビット反転し１つの新しい子染色体を作成する。
染色体選択手段９により選択された１つの染色体を親と
して、ランダムに設定された１つの着目位置において、
ビット反転し１つの新しい子染色体を作成する。
【００６３】局所探索手段８は、図４に示すように、親
染色体選択手段９により選択された１つの染色体を親と
して、着目変数選択手段１０により乱数により選択され
た着目する変数について、現状の値から、予め設定され
ている値（固定値）の分、正と負の両方向に離れた２つ
の新しい染色体を生成する。
染色体選択手段９により選択された１つの染色体を親と
して、着目変数選択手段１０により乱数により選択され
た着目する変数について、現状の値から、予め設定され
ている値（固定値）の分、正と負の両方向に離れた２つ
の新しい染色体を生成する。
【００６４】次に、選択手段１１において上記新染色体
発生手段５を構成する３つの手段のうち、どの出力をそ
の時の出力とするか決定する。その選択基準は、手段選
択乱数発生手段１２によって発生される乱数によって決
定される。
発生手段５を構成する３つの手段のうち、どの出力をそ
の時の出力とするか決定する。その選択基準は、手段選
択乱数発生手段１２によって発生される乱数によって決
定される。
【００６５】ここで作成された新しい染色体を染色体評
価手段３により評価し染色体保持手段２に保存し、ソー
ト手段４により染色体列保持手段２の内容を並べ替え
る。
価手段３により評価し染色体保持手段２に保存し、ソー
ト手段４により染色体列保持手段２の内容を並べ替え
る。
【００６６】以後、この改善ステップを繰り返す。本発
明は、従来の遺伝的アルゴリズムを用いた組合せ最適化
装置に比べて最適解への収束速度・精度ともに良いとい
う効果がある。
明は、従来の遺伝的アルゴリズムを用いた組合せ最適化
装置に比べて最適解への収束速度・精度ともに良いとい
う効果がある。
【００６７】（実施の形態３）以下、本発明の実施の形
態３について図面を参照しながら説明する。図６は本発
明における実施の形態３の組合せ最適化装置の構成図を
示したものであり、図１に示す本発明の実施の形態１の
組合せ最適化装置と同一の構成要素については、同一の
符号を付与し、その説明は省略する。
態３について図面を参照しながら説明する。図６は本発
明における実施の形態３の組合せ最適化装置の構成図を
示したものであり、図１に示す本発明の実施の形態１の
組合せ最適化装置と同一の構成要素については、同一の
符号を付与し、その説明は省略する。
【００６８】図６において、１４は親染色体中のある変
数の現状値から可変幅の近傍の染色体を生成する局所探
索手段Bである。
数の現状値から可変幅の近傍の染色体を生成する局所探
索手段Bである。
【００６９】以上のように構成された組合せ最適化装置
において、本発明の組合せ最適化装置が動作開始する
と、先ず、初期染色体生成手段１において乱数によりラ
ンダムに初期の染色体列が作成される。
において、本発明の組合せ最適化装置が動作開始する
と、先ず、初期染色体生成手段１において乱数によりラ
ンダムに初期の染色体列が作成される。
【００７０】発生された初期染色体列は、逐次、予定さ
れている染色体数が満たされるまで、染色体列保持手段
２上のメモリに格納される。
れている染色体数が満たされるまで、染色体列保持手段
２上のメモリに格納される。
【００７１】格納された各々の染色体について、染色体
評価手段３により何らかの基準で評価値を割り当てる。
評価手段３により何らかの基準で評価値を割り当てる。
【００７２】次に、ソート手段４はこの各染色体列を各
々の評価値に従い並べ替える。並べ替えの方針は、最適
化する問題によって異なり、昇順や降順等が考えられ
る。
々の評価値に従い並べ替える。並べ替えの方針は、最適
化する問題によって異なり、昇順や降順等が考えられ
る。
【００７３】このようにして作成され並べ替えられた初
期染色体列について、以下のステップで改善を図ってい
く。
期染色体列について、以下のステップで改善を図ってい
く。
【００７４】先ず、親染色体選択手段９により染色体列
保持手段２中の染色体の中から親となる染色体を選択す
る。この時の選択基準は基本的にはランダムであるが、
出来るだけ評価値の高い染色体を選択するように選択の
重み付けを行う方がより良い染色体が生成される可能性
が高い。
保持手段２中の染色体の中から親となる染色体を選択す
る。この時の選択基準は基本的にはランダムであるが、
出来るだけ評価値の高い染色体を選択するように選択の
重み付けを行う方がより良い染色体が生成される可能性
が高い。
【００７５】ここで選択された染色体を親染色体とし
て、新染色体発生手段５において子染色体を作成する。
この新染色体発生手段５は交叉手段６と突然変異手段７
と局所探索手段８から構成されている。交叉手段６は通
常二つの親染色体から二つの子染色体を生成し、突然変
異手段７は一つの親染色体から一つの子染色体を生成
し、局所探索手段８は一つの親染色体から二つの子染色
体を発生する。
て、新染色体発生手段５において子染色体を作成する。
この新染色体発生手段５は交叉手段６と突然変異手段７
と局所探索手段８から構成されている。交叉手段６は通
常二つの親染色体から二つの子染色体を生成し、突然変
異手段７は一つの親染色体から一つの子染色体を生成
し、局所探索手段８は一つの親染色体から二つの子染色
体を発生する。
【００７６】交叉手段６は、図２に示すように親染色体
選択手段９により選択された２つの染色体を親として、
ランダムに設定される複数の切断位置（本例では位置A
と位置Bの２箇所）において、双方の染色体を切断し、
その各断片を交互に交換して、２つの新しい子染色体を
作成する。
選択手段９により選択された２つの染色体を親として、
ランダムに設定される複数の切断位置（本例では位置A
と位置Bの２箇所）において、双方の染色体を切断し、
その各断片を交互に交換して、２つの新しい子染色体を
作成する。
【００７７】突然変異手段７は、図３に示すように、親
染色体選択手段９により選択された１つの染色体を親と
して、ランダムに設定された１つの着目位置において、
ビット反転し１つの新しい子染色体を作成する。
染色体選択手段９により選択された１つの染色体を親と
して、ランダムに設定された１つの着目位置において、
ビット反転し１つの新しい子染色体を作成する。
【００７８】局所探索手段８は、図４に示すように、親
染色体選択手段９により選択された１つの染色体を親と
して、着目変数選択手段１０により乱数により選択され
た着目する変数について、現状の値からシステムが発生
する値（可変値）の分、正と負の両方向に離れた２つの
新しい染色体を生成する。このシステムが発生する値
は、ユーザにより予め設定されている値から０(ゼロ)ま
での間の値を、えんざんが進むにつれて小さくなるよう
に装置側で自動設定する。
染色体選択手段９により選択された１つの染色体を親と
して、着目変数選択手段１０により乱数により選択され
た着目する変数について、現状の値からシステムが発生
する値（可変値）の分、正と負の両方向に離れた２つの
新しい染色体を生成する。このシステムが発生する値
は、ユーザにより予め設定されている値から０(ゼロ)ま
での間の値を、えんざんが進むにつれて小さくなるよう
に装置側で自動設定する。
【００７９】次に、選択手段１１において上記新染色体
発生手段５を構成する３つの手段のうち、どの出力をそ
の時の出力とするか決定する。その選択基準は、手段選
択乱数発生手段１２によって発生される乱数によって決
定される。
発生手段５を構成する３つの手段のうち、どの出力をそ
の時の出力とするか決定する。その選択基準は、手段選
択乱数発生手段１２によって発生される乱数によって決
定される。
【００８０】ここで作成された新しい染色体を染色体評
価手段３により評価し染色体保持手段２に保存し、ソー
ト手段４により染色体列保持手段２の内容を並べ替え
る。
価手段３により評価し染色体保持手段２に保存し、ソー
ト手段４により染色体列保持手段２の内容を並べ替え
る。
【００８１】以後、この改善ステップを繰り返す。本発
明は、従来の遺伝的アルゴリズムを用いた組合せ最適化
装置に比べて最適解への収束速度・精度ともに良いとい
う効果がある。
明は、従来の遺伝的アルゴリズムを用いた組合せ最適化
装置に比べて最適解への収束速度・精度ともに良いとい
う効果がある。
【００８２】（実施の形態４）以下、本発明の実施の形
態４について図面を参照しながら説明する。図７は本発
明における実施の形態４の組合せ最適化装置の構成図を
示したものであり、図１に示す本発明の実施の形態１の
組合せ最適化装置と同一の構成要素については、同一の
符号を付与し、その説明は省略する。
態４について図面を参照しながら説明する。図７は本発
明における実施の形態４の組合せ最適化装置の構成図を
示したものであり、図１に示す本発明の実施の形態１の
組合せ最適化装置と同一の構成要素については、同一の
符号を付与し、その説明は省略する。
【００８３】図７において、１５は親染色体中のある変
数の現状値から装置が算出する可変幅の近傍の染色体を
生成する局所探索手段Cである。
数の現状値から装置が算出する可変幅の近傍の染色体を
生成する局所探索手段Cである。
【００８４】以上のように構成された組合せ最適化装置
において、本発明の組合せ最適化装置が動作開始する
と、先ず、初期染色体生成手段１において乱数によりラ
ンダムに初期の染色体列が作成される。
において、本発明の組合せ最適化装置が動作開始する
と、先ず、初期染色体生成手段１において乱数によりラ
ンダムに初期の染色体列が作成される。
【００８５】発生された初期染色体列は、逐次、予定さ
れている染色体数が満たされるまで、染色体列保持手段
２上のメモリに格納される。
れている染色体数が満たされるまで、染色体列保持手段
２上のメモリに格納される。
【００８６】格納された各々の染色体について、染色体
評価手段３により何らかの基準で評価値を割り当てる。
評価手段３により何らかの基準で評価値を割り当てる。
【００８７】次に、ソート手段４はこの各染色体列を各
々の評価値に従い並べ替える。並べ替えの方針は、最適
化する問題によって異なり、昇順や降順等が考えられ
る。
々の評価値に従い並べ替える。並べ替えの方針は、最適
化する問題によって異なり、昇順や降順等が考えられ
る。
【００８８】このようにして作成され並べ替えられた初
期染色体列について、以下のステップで改善を図ってい
く。
期染色体列について、以下のステップで改善を図ってい
く。
【００８９】先ず、親染色体選択手段９により染色体列
保持手段２中の染色体の中から親となる染色体を選択す
る。この時の選択基準は基本的にはランダムであるが、
出来るだけ評価値の高い染色体を選択するように選択の
重み付けを行う方がより良い染色体が生成される可能性
が高い。
保持手段２中の染色体の中から親となる染色体を選択す
る。この時の選択基準は基本的にはランダムであるが、
出来るだけ評価値の高い染色体を選択するように選択の
重み付けを行う方がより良い染色体が生成される可能性
が高い。
【００９０】ここで選択された染色体を親染色体とし
て、新染色体発生手段５において子染色体を作成する。
この新染色体発生手段５は交叉手段６と突然変異手段７
と局所探索手段８から構成されている。交叉手段６は通
常二つの親染色体から二つの子染色体を生成し、突然変
異手段７は一つの親染色体から一つの子染色体を生成
し、局所探索手段８は一つの親染色体から二つの子染色
体を発生する。
て、新染色体発生手段５において子染色体を作成する。
この新染色体発生手段５は交叉手段６と突然変異手段７
と局所探索手段８から構成されている。交叉手段６は通
常二つの親染色体から二つの子染色体を生成し、突然変
異手段７は一つの親染色体から一つの子染色体を生成
し、局所探索手段８は一つの親染色体から二つの子染色
体を発生する。
【００９１】交叉手段６は、図２に示すように親染色体
選択手段９により選択された２つの染色体を親として、
ランダムに設定される複数の切断位置（本例では位置A
と位置Bの２箇所）において、双方の染色体を切断し、
その各断片を交互に交換して、２つの新しい子染色体を
作成する。
選択手段９により選択された２つの染色体を親として、
ランダムに設定される複数の切断位置（本例では位置A
と位置Bの２箇所）において、双方の染色体を切断し、
その各断片を交互に交換して、２つの新しい子染色体を
作成する。
【００９２】突然変異手段７は、図３に示すように、親
染色体選択手段９により選択された１つの染色体を親と
して、ランダムに設定された１つの着目位置において、
ビット反転し１つの新しい子染色体を作成する。
染色体選択手段９により選択された１つの染色体を親と
して、ランダムに設定された１つの着目位置において、
ビット反転し１つの新しい子染色体を作成する。
【００９３】局所探索手段８は、図４に示すように、親
染色体選択手段９により選択された１つの染色体を親と
して、着目変数選択手段１０により乱数により選択され
た着目する変数について、現状の値からシステムが発生
する値（可変値）の分、正と負の両方向に離れた２つの
新しい染色体を生成する。このシステムが発生する値
は、着目変数のビット幅とそれまでの演算回数から自動
的に装置側で自動設定する。
染色体選択手段９により選択された１つの染色体を親と
して、着目変数選択手段１０により乱数により選択され
た着目する変数について、現状の値からシステムが発生
する値（可変値）の分、正と負の両方向に離れた２つの
新しい染色体を生成する。このシステムが発生する値
は、着目変数のビット幅とそれまでの演算回数から自動
的に装置側で自動設定する。
【００９４】次に、選択手段１１において上記新染色体
発生手段５を構成する３つの手段のうち、どの出力をそ
の時の出力とするか決定する。その選択基準は、手段選
択乱数発生手段１２によって発生される乱数によって決
定される。
発生手段５を構成する３つの手段のうち、どの出力をそ
の時の出力とするか決定する。その選択基準は、手段選
択乱数発生手段１２によって発生される乱数によって決
定される。
【００９５】ここで作成された新しい染色体を染色体評
価手段３により評価し染色体保持手段２に保存し、ソー
ト手段４により染色体列保持手段２の内容を並べ替え
る。
価手段３により評価し染色体保持手段２に保存し、ソー
ト手段４により染色体列保持手段２の内容を並べ替え
る。
【００９６】以後、この改善ステップを繰り返す。本発
明は、従来の遺伝的アルゴリズムを用いた組合せ最適化
装置に比べて最適解への収束速度・精度ともに良いとい
う効果がある。
明は、従来の遺伝的アルゴリズムを用いた組合せ最適化
装置に比べて最適解への収束速度・精度ともに良いとい
う効果がある。
【００９７】（実施の形態５）以下、本発明の実施の形
態５について図面を参照しながら説明する。図８は本発
明における実施の形態５の組合せ最適化装置の構成図を
示したものであり、図１に示す本発明の実施の形態１の
組合せ最適化装置と同一の構成要素については、同一の
符号を付与し、その説明は省略する。
態５について図面を参照しながら説明する。図８は本発
明における実施の形態５の組合せ最適化装置の構成図を
示したものであり、図１に示す本発明の実施の形態１の
組合せ最適化装置と同一の構成要素については、同一の
符号を付与し、その説明は省略する。
【００９８】図８において、１６は親染色体中のどの変
数に着目するかを乱数で決定する着目変数選択手段Aで
ある。
数に着目するかを乱数で決定する着目変数選択手段Aで
ある。
【００９９】以上のように構成された組合せ最適化装置
において、本発明の組合せ最適化装置が動作開始する
と、先ず、初期染色体生成手段１において乱数によりラ
ンダムに初期の染色体列が作成される。
において、本発明の組合せ最適化装置が動作開始する
と、先ず、初期染色体生成手段１において乱数によりラ
ンダムに初期の染色体列が作成される。
【０１００】発生された初期染色体列は、逐次、予定さ
れている染色体数が満たされるまで、染色体列保持手段
２上のメモリに格納される。
れている染色体数が満たされるまで、染色体列保持手段
２上のメモリに格納される。
【０１０１】格納された各々の染色体について、染色体
評価手段３により何らかの基準で評価値を割り当てる。
評価手段３により何らかの基準で評価値を割り当てる。
【０１０２】次に、ソート手段４はこの各染色体列を各
々の評価値に従い並べ替える。並べ替えの方針は、最適
化する問題によって異なり、昇順や降順等が考えられ
る。
々の評価値に従い並べ替える。並べ替えの方針は、最適
化する問題によって異なり、昇順や降順等が考えられ
る。
【０１０３】このようにして作成され並べ替えられた初
期染色体列について、以下のステップで改善を図ってい
く。
期染色体列について、以下のステップで改善を図ってい
く。
【０１０４】先ず、親染色体選択手段９により染色体列
保持手段２中の染色体の中から親となる染色体を選択す
る。この時の選択基準は基本的にはランダムであるが、
出来るだけ評価値の高い染色体を選択するように選択の
重み付けを行う方がより良い染色体が生成される可能性
が高い。
保持手段２中の染色体の中から親となる染色体を選択す
る。この時の選択基準は基本的にはランダムであるが、
出来るだけ評価値の高い染色体を選択するように選択の
重み付けを行う方がより良い染色体が生成される可能性
が高い。
【０１０５】ここで選択された染色体を親染色体とし
て、新染色体発生手段５において子染色体を作成する。
この新染色体発生手段５は交叉手段６と突然変異手段７
と局所探索手段８から構成されている。交叉手段６は通
常二つの親染色体から二つの子染色体を生成し、突然変
異手段７は一つの親染色体から一つの子染色体を生成
し、局所探索手段８は一つの親染色体から二つの子染色
体を発生する。
て、新染色体発生手段５において子染色体を作成する。
この新染色体発生手段５は交叉手段６と突然変異手段７
と局所探索手段８から構成されている。交叉手段６は通
常二つの親染色体から二つの子染色体を生成し、突然変
異手段７は一つの親染色体から一つの子染色体を生成
し、局所探索手段８は一つの親染色体から二つの子染色
体を発生する。
【０１０６】交叉手段６は、図２に示すように親染色体
選択手段９により選択された２つの染色体を親として、
ランダムに設定される複数の切断位置（本例では位置A
と位置Bの２箇所）において、双方の染色体を切断し、
その各断片を交互に交換して、２つの新しい子染色体を
作成する。
選択手段９により選択された２つの染色体を親として、
ランダムに設定される複数の切断位置（本例では位置A
と位置Bの２箇所）において、双方の染色体を切断し、
その各断片を交互に交換して、２つの新しい子染色体を
作成する。
【０１０７】突然変異手段７は、図３に示すように、親
染色体選択手段９により選択された１つの染色体を親と
して、ランダムに設定された１つの着目位置において、
ビット反転し１つの新しい子染色体を作成する。
染色体選択手段９により選択された１つの染色体を親と
して、ランダムに設定された１つの着目位置において、
ビット反転し１つの新しい子染色体を作成する。
【０１０８】局所探索手段８は、図４に示すように、親
染色体選択手段９により選択された１つの染色体を親と
して、着目変数選択手段１０により選択された着目する
変数について現状の値から正と負の両方向に変化させる
ことにより、２つの新しい染色体を生成する。ここで、
着目変数選択手段１０において着目する変数を決定する
には、完全乱数を用いる構成とする。
染色体選択手段９により選択された１つの染色体を親と
して、着目変数選択手段１０により選択された着目する
変数について現状の値から正と負の両方向に変化させる
ことにより、２つの新しい染色体を生成する。ここで、
着目変数選択手段１０において着目する変数を決定する
には、完全乱数を用いる構成とする。
【０１０９】次に、選択手段１１において上記新染色体
発生手段５を構成する３つの手段のうち、どの出力をそ
の時の出力とするか決定する。その選択基準は、手段選
択乱数発生手段１２によって発生される乱数によって決
定される。
発生手段５を構成する３つの手段のうち、どの出力をそ
の時の出力とするか決定する。その選択基準は、手段選
択乱数発生手段１２によって発生される乱数によって決
定される。
【０１１０】ここで作成された新しい染色体を染色体評
価手段３により評価し染色体保持手段２に保存し、ソー
ト手段４により染色体列保持手段２の内容を並べ替え
る。
価手段３により評価し染色体保持手段２に保存し、ソー
ト手段４により染色体列保持手段２の内容を並べ替え
る。
【０１１１】以後、この改善ステップを繰り返す。本発
明は、従来の遺伝的アルゴリズムを用いた組合せ最適化
装置に比べて最適解への収束速度・精度ともに良いとい
う効果がある。
明は、従来の遺伝的アルゴリズムを用いた組合せ最適化
装置に比べて最適解への収束速度・精度ともに良いとい
う効果がある。
【０１１２】（実施の形態６）以下、本発明の実施の形
態６について図面を参照しながら説明する。図９は本発
明における実施の形態６の組合せ最適化装置の構成図を
示したものであり、図１に示す本発明の実施の形態１の
組合せ最適化装置と同一の構成要素については、同一の
符号を付与し、その説明は省略する。
態６について図面を参照しながら説明する。図９は本発
明における実施の形態６の組合せ最適化装置の構成図を
示したものであり、図１に示す本発明の実施の形態１の
組合せ最適化装置と同一の構成要素については、同一の
符号を付与し、その説明は省略する。
【０１１３】図９において、１７は親染色体中のどの変
数に着目するかを順次選択する方法で決定する着目変数
選択手段Bである。
数に着目するかを順次選択する方法で決定する着目変数
選択手段Bである。
【０１１４】以上のように構成された組合せ最適化装置
において、本発明の組合せ最適化装置が動作開始する
と、先ず、初期染色体生成手段１において乱数によりラ
ンダムに初期の染色体列が作成される。
において、本発明の組合せ最適化装置が動作開始する
と、先ず、初期染色体生成手段１において乱数によりラ
ンダムに初期の染色体列が作成される。
【０１１５】発生された初期染色体列は、逐次、予定さ
れている染色体数が満たされるまで、染色体列保持手段
２上のメモリに格納される。
れている染色体数が満たされるまで、染色体列保持手段
２上のメモリに格納される。
【０１１６】格納された各々の染色体について、染色体
評価手段３により何らかの基準で評価値を割り当てる。
評価手段３により何らかの基準で評価値を割り当てる。
【０１１７】次に、ソート手段４はこの各染色体列を各
々の評価値に従い並べ替える。並べ替えの方針は、最適
化する問題によって異なり、昇順や降順等が考えられ
る。
々の評価値に従い並べ替える。並べ替えの方針は、最適
化する問題によって異なり、昇順や降順等が考えられ
る。
【０１１８】このようにして作成され並べ替えられた初
期染色体列について、以下のステップで改善を図ってい
く。
期染色体列について、以下のステップで改善を図ってい
く。
【０１１９】先ず、親染色体選択手段９により染色体列
保持手段２中の染色体の中から親となる染色体を選択す
る。この時の選択基準は基本的にはランダムであるが、
出来るだけ評価値の高い染色体を選択するように選択の
重み付けを行う方がより良い染色体が生成される可能性
が高い。
保持手段２中の染色体の中から親となる染色体を選択す
る。この時の選択基準は基本的にはランダムであるが、
出来るだけ評価値の高い染色体を選択するように選択の
重み付けを行う方がより良い染色体が生成される可能性
が高い。
【０１２０】ここで選択された染色体を親染色体とし
て、新染色体発生手段５において子染色体を作成する。
この新染色体発生手段５は交叉手段６と突然変異手段７
と局所探索手段８から構成されている。交叉手段６は通
常二つの親染色体から二つの子染色体を生成し、突然変
異手段７は一つの親染色体から一つの子染色体を生成
し、局所探索手段８は一つの親染色体から二つの子染色
体を発生する。
て、新染色体発生手段５において子染色体を作成する。
この新染色体発生手段５は交叉手段６と突然変異手段７
と局所探索手段８から構成されている。交叉手段６は通
常二つの親染色体から二つの子染色体を生成し、突然変
異手段７は一つの親染色体から一つの子染色体を生成
し、局所探索手段８は一つの親染色体から二つの子染色
体を発生する。
【０１２１】交叉手段６は、図２に示すように親染色体
選択手段９により選択された２つの染色体を親として、
ランダムに設定される複数の切断位置（本例では位置A
と位置Bの２箇所）において、双方の染色体を切断し、
その各断片を交互に交換して、２つの新しい子染色体を
作成する。
選択手段９により選択された２つの染色体を親として、
ランダムに設定される複数の切断位置（本例では位置A
と位置Bの２箇所）において、双方の染色体を切断し、
その各断片を交互に交換して、２つの新しい子染色体を
作成する。
【０１２２】突然変異手段７は、図３に示すように、親
染色体選択手段９により選択された１つの染色体を親と
して、ランダムに設定された１つの着目位置において、
ビット反転し１つの新しい子染色体を作成する。
染色体選択手段９により選択された１つの染色体を親と
して、ランダムに設定された１つの着目位置において、
ビット反転し１つの新しい子染色体を作成する。
【０１２３】局所探索手段８は、図４に示すように、親
染色体選択手段９により選択された１つの染色体を親と
して、着目変数選択手段１０により選択された着目する
変数について現状の値から正と負の両方向に変化させる
ことにより、２つの新しい染色体を生成する。ここで、
着目変数選択手段１０において着目する変数を決定する
には、各変数を順次選択する方法を採る。
染色体選択手段９により選択された１つの染色体を親と
して、着目変数選択手段１０により選択された着目する
変数について現状の値から正と負の両方向に変化させる
ことにより、２つの新しい染色体を生成する。ここで、
着目変数選択手段１０において着目する変数を決定する
には、各変数を順次選択する方法を採る。
【０１２４】次に、選択手段１１において上記新染色体
発生手段５を構成する３つの手段のうち、どの出力をそ
の時の出力とするか決定する。その選択基準は、手段選
択乱数発生手段１２によって発生される乱数によって決
定される。
発生手段５を構成する３つの手段のうち、どの出力をそ
の時の出力とするか決定する。その選択基準は、手段選
択乱数発生手段１２によって発生される乱数によって決
定される。
【０１２５】ここで作成された新しい染色体を染色体評
価手段３により評価し染色体保持手段２に保存し、ソー
ト手段４により染色体列保持手段２の内容を並べ替え
る。
価手段３により評価し染色体保持手段２に保存し、ソー
ト手段４により染色体列保持手段２の内容を並べ替え
る。
【０１２６】以後、この改善ステップを繰り返す。本発
明は、従来の遺伝的アルゴリズムを用いた組合せ最適化
装置に比べて最適解への収束速度・精度ともに良いとい
う効果がある。
明は、従来の遺伝的アルゴリズムを用いた組合せ最適化
装置に比べて最適解への収束速度・精度ともに良いとい
う効果がある。
【０１２７】（実施の形態７）以下、本発明の実施の形
態７について図面を参照しながら説明する。図１０は本
発明における実施の形態７の組合せ最適化装置の構成図
を示したものであり、図１に示す本発明の実施の形態１
の組合せ最適化装置と同一の構成要素については、同一
の符号を付与し、その説明は省略する。
態７について図面を参照しながら説明する。図１０は本
発明における実施の形態７の組合せ最適化装置の構成図
を示したものであり、図１に示す本発明の実施の形態１
の組合せ最適化装置と同一の構成要素については、同一
の符号を付与し、その説明は省略する。
【０１２８】図１０において、１８は親染色体中のどの
変数に着目するかを染色体配列の上位にある染色体の変
数の共通性を考慮して決定する着目変数選択手段Cであ
る。
変数に着目するかを染色体配列の上位にある染色体の変
数の共通性を考慮して決定する着目変数選択手段Cであ
る。
【０１２９】以上のように構成された組合せ最適化装置
において、本発明の組合せ最適化装置が動作開始する
と、先ず、初期染色体生成手段１において乱数によりラ
ンダムに初期の染色体列が作成される。
において、本発明の組合せ最適化装置が動作開始する
と、先ず、初期染色体生成手段１において乱数によりラ
ンダムに初期の染色体列が作成される。
【０１３０】発生された初期染色体列は、逐次、予定さ
れている染色体数が満たされるまで、染色体列保持手段
２上のメモリに格納される。
れている染色体数が満たされるまで、染色体列保持手段
２上のメモリに格納される。
【０１３１】格納された各々の染色体について、染色体
評価手段３により何らかの基準で評価値を割り当てる。
評価手段３により何らかの基準で評価値を割り当てる。
【０１３２】次に、ソート手段４はこの各染色体列を各
々の評価値に従い並べ替える。並べ替えの方針は、最適
化する問題によって異なり、昇順や降順等が考えられ
る。
々の評価値に従い並べ替える。並べ替えの方針は、最適
化する問題によって異なり、昇順や降順等が考えられ
る。
【０１３３】このようにして作成され並べ替えられた初
期染色体列について、以下のステップで改善を図ってい
く。
期染色体列について、以下のステップで改善を図ってい
く。
【０１３４】先ず、親染色体選択手段９により染色体列
保持手段２中の染色体の中から親となる染色体を選択す
る。この時の選択基準は基本的にはランダムであるが、
出来るだけ評価値の高い染色体を選択するように選択の
重み付けを行う方がより良い染色体が生成される可能性
が高い。
保持手段２中の染色体の中から親となる染色体を選択す
る。この時の選択基準は基本的にはランダムであるが、
出来るだけ評価値の高い染色体を選択するように選択の
重み付けを行う方がより良い染色体が生成される可能性
が高い。
【０１３５】ここで選択された染色体を親染色体とし
て、新染色体発生手段５において子染色体を作成する。
この新染色体発生手段５は交叉手段６と突然変異手段７
と局所探索手段８から構成されている。交叉手段６は通
常二つの親染色体から二つの子染色体を生成し、突然変
異手段７は一つの親染色体から一つの子染色体を生成
し、局所探索手段８は一つの親染色体から二つの子染色
体を発生する。
て、新染色体発生手段５において子染色体を作成する。
この新染色体発生手段５は交叉手段６と突然変異手段７
と局所探索手段８から構成されている。交叉手段６は通
常二つの親染色体から二つの子染色体を生成し、突然変
異手段７は一つの親染色体から一つの子染色体を生成
し、局所探索手段８は一つの親染色体から二つの子染色
体を発生する。
【０１３６】交叉手段６は、図２に示すように親染色体
選択手段９により選択された２つの染色体を親として、
ランダムに設定される複数の切断位置（本例では位置A
と位置Bの２箇所）において、双方の染色体を切断し、
その各断片を交互に交換して、２つの新しい子染色体を
作成する。
選択手段９により選択された２つの染色体を親として、
ランダムに設定される複数の切断位置（本例では位置A
と位置Bの２箇所）において、双方の染色体を切断し、
その各断片を交互に交換して、２つの新しい子染色体を
作成する。
【０１３７】突然変異手段７は、図３に示すように、親
染色体選択手段９により選択された１つの染色体を親と
して、ランダムに設定された１つの着目位置において、
ビット反転し１つの新しい子染色体を作成する。
染色体選択手段９により選択された１つの染色体を親と
して、ランダムに設定された１つの着目位置において、
ビット反転し１つの新しい子染色体を作成する。
【０１３８】局所探索手段８は、図４に示すように、親
染色体選択手段９により選択された１つの染色体を親と
して、着目変数選択手段１０により選択された着目する
変数について現状の値から正と負の両方向に変化させる
ことにより、２つの新しい染色体を生成する。ここで、
着目変数選択手段１０において着目する変数を決定する
には、染色体列保持手段２中の上位にある染色体の変数
の共通性を検査し、その共通性の高さを考慮した上で乱
数を発生し着目する変数を決める。
染色体選択手段９により選択された１つの染色体を親と
して、着目変数選択手段１０により選択された着目する
変数について現状の値から正と負の両方向に変化させる
ことにより、２つの新しい染色体を生成する。ここで、
着目変数選択手段１０において着目する変数を決定する
には、染色体列保持手段２中の上位にある染色体の変数
の共通性を検査し、その共通性の高さを考慮した上で乱
数を発生し着目する変数を決める。
【０１３９】次に、選択手段１１において上記新染色体
発生手段５を構成する３つの手段のうち、どの出力をそ
の時の出力とするか決定する。その選択基準は、手段選
択乱数発生手段１２によって発生される乱数によって決
定される。
発生手段５を構成する３つの手段のうち、どの出力をそ
の時の出力とするか決定する。その選択基準は、手段選
択乱数発生手段１２によって発生される乱数によって決
定される。
【０１４０】ここで作成された新しい染色体を染色体評
価手段３により評価し染色体保持手段２に保存し、ソー
ト手段４により染色体列保持手段２の内容を並べ替え
る。
価手段３により評価し染色体保持手段２に保存し、ソー
ト手段４により染色体列保持手段２の内容を並べ替え
る。
【０１４１】以後、この改善ステップを繰り返す。本発
明は、従来の遺伝的アルゴリズムを用いた組合せ最適化
装置に比べて最適解への収束速度・精度ともに良いとい
う効果がある。
明は、従来の遺伝的アルゴリズムを用いた組合せ最適化
装置に比べて最適解への収束速度・精度ともに良いとい
う効果がある。
【０１４２】（実施の形態８）以下、本発明の実施の形
態８について図面を参照しながら説明する。図１１は本
発明における実施の形態８の組合せ最適化装置の構成図
を示したものであり、図１に示す本発明の実施の形態１
の組合せ最適化装置と同一の構成要素については、同一
の符号を付与し、その説明は省略する。
態８について図面を参照しながら説明する。図１１は本
発明における実施の形態８の組合せ最適化装置の構成図
を示したものであり、図１に示す本発明の実施の形態１
の組合せ最適化装置と同一の構成要素については、同一
の符号を付与し、その説明は省略する。
【０１４３】図１１において、１９は局所探索手段にお
いて染色体中のどの変数について計算を行うのか決定す
る着目変数選択手段Aである。
いて染色体中のどの変数について計算を行うのか決定す
る着目変数選択手段Aである。
【０１４４】以上のように構成された組合せ最適化装置
において、本発明の組合せ最適化装置が動作開始する
と、先ず、初期染色体生成手段１において乱数によりラ
ンダムに初期の染色体列が作成される。
において、本発明の組合せ最適化装置が動作開始する
と、先ず、初期染色体生成手段１において乱数によりラ
ンダムに初期の染色体列が作成される。
【０１４５】発生された初期染色体列は、逐次、予定さ
れている染色体数が満たされるまで、染色体列保持手段
２上のメモリに格納される。
れている染色体数が満たされるまで、染色体列保持手段
２上のメモリに格納される。
【０１４６】格納された各々の染色体について、染色体
評価手段３により何らかの基準で評価値を割り当てる。
評価手段３により何らかの基準で評価値を割り当てる。
【０１４７】次に、ソート手段４はこの各染色体列を各
々の評価値に従い並べ替える。並べ替えの方針は、最適
化する問題によって異なり、昇順や降順等が考えられ
る。
々の評価値に従い並べ替える。並べ替えの方針は、最適
化する問題によって異なり、昇順や降順等が考えられ
る。
【０１４８】このようにして作成され並べ替えられた初
期染色体列について、以下のステップで改善を図ってい
く。
期染色体列について、以下のステップで改善を図ってい
く。
【０１４９】先ず、親染色体選択手段９により染色体列
保持手段２中の染色体の中から親となる染色体を選択す
る。この時の選択基準は基本的にはランダムであるが、
出来るだけ評価値の高い染色体を選択するように選択の
重み付けを行う方がより良い染色体が生成される可能性
が高い。
保持手段２中の染色体の中から親となる染色体を選択す
る。この時の選択基準は基本的にはランダムであるが、
出来るだけ評価値の高い染色体を選択するように選択の
重み付けを行う方がより良い染色体が生成される可能性
が高い。
【０１５０】ここで選択された染色体を親染色体とし
て、新染色体発生手段５において子染色体を作成する。
この新染色体発生手段５は交叉手段６と突然変異手段７
と局所探索手段８から構成されている。交叉手段６は通
常二つの親染色体から二つの子染色体を生成し、突然変
異手段７は一つの親染色体から一つの子染色体を生成
し、局所探索手段８は一つの親染色体から二つの子染色
体を発生する。
て、新染色体発生手段５において子染色体を作成する。
この新染色体発生手段５は交叉手段６と突然変異手段７
と局所探索手段８から構成されている。交叉手段６は通
常二つの親染色体から二つの子染色体を生成し、突然変
異手段７は一つの親染色体から一つの子染色体を生成
し、局所探索手段８は一つの親染色体から二つの子染色
体を発生する。
【０１５１】交叉手段６は、図２に示すように親染色体
選択手段９により選択された２つの染色体を親として、
ランダムに設定される複数の切断位置（本例では位置A
と位置Bの２箇所）において、双方の染色体を切断し、
その各断片を交互に交換して、２つの新しい子染色体を
作成する。
選択手段９により選択された２つの染色体を親として、
ランダムに設定される複数の切断位置（本例では位置A
と位置Bの２箇所）において、双方の染色体を切断し、
その各断片を交互に交換して、２つの新しい子染色体を
作成する。
【０１５２】突然変異手段７は、図３に示すように、親
染色体選択手段９により選択された１つの染色体を親と
して、ランダムに設定された１つの着目位置において、
ビット反転し１つの新しい子染色体を作成する。
染色体選択手段９により選択された１つの染色体を親と
して、ランダムに設定された１つの着目位置において、
ビット反転し１つの新しい子染色体を作成する。
【０１５３】局所探索手段８は、図４に示すように、親
染色体選択手段９により選択された１つの染色体を親と
して、着目変数選択手段１０により選択された着目する
変数について現状の値から正と負の両方向に変化させる
ことにより、２つの新しい染色体を生成する。
染色体選択手段９により選択された１つの染色体を親と
して、着目変数選択手段１０により選択された着目する
変数について現状の値から正と負の両方向に変化させる
ことにより、２つの新しい染色体を生成する。
【０１５４】次に、選択手段１１において上記新染色体
発生手段５を構成する３つの手段のうち、どの出力をそ
の時の出力とするか決定する。その選択基準は、手段選
択乱数発生手段１２によって発生される純粋乱数によっ
て決定される。
発生手段５を構成する３つの手段のうち、どの出力をそ
の時の出力とするか決定する。その選択基準は、手段選
択乱数発生手段１２によって発生される純粋乱数によっ
て決定される。
【０１５５】ここで作成された新しい染色体を染色体評
価手段３により評価し染色体保持手段２に保存し、ソー
ト手段４により染色体列保持手段２の内容を並べ替え
る。
価手段３により評価し染色体保持手段２に保存し、ソー
ト手段４により染色体列保持手段２の内容を並べ替え
る。
【０１５６】以後、この改善ステップを繰り返す。本発
明は、従来の遺伝的アルゴリズムを用いた組合せ最適化
装置に比べて最適解への収束速度・精度ともに良いとい
う効果がある。
明は、従来の遺伝的アルゴリズムを用いた組合せ最適化
装置に比べて最適解への収束速度・精度ともに良いとい
う効果がある。
【０１５７】（実施の形態９）以下、本発明の実施の形
態９について図面を参照しながら説明する。図１２は本
発明における実施の形態９の組合せ最適化装置の構成図
を示したものであり、図１に示す本発明の実施の形態１
の組合せ最適化装置と同一の構成要素については、同一
の符号を付与し、その説明は省略する。
態９について図面を参照しながら説明する。図１２は本
発明における実施の形態９の組合せ最適化装置の構成図
を示したものであり、図１に示す本発明の実施の形態１
の組合せ最適化装置と同一の構成要素については、同一
の符号を付与し、その説明は省略する。
【０１５８】図１２において、２０は局所探索手段にお
いて染色体中のどの変数について計算を行うのか決定す
る着目変数選択手段Bである。
いて染色体中のどの変数について計算を行うのか決定す
る着目変数選択手段Bである。
【０１５９】以上のように構成された組合せ最適化装置
において、本発明の組合せ最適化装置が動作開始する
と、先ず、初期染色体生成手段１において乱数によりラ
ンダムに初期の染色体列が作成される。
において、本発明の組合せ最適化装置が動作開始する
と、先ず、初期染色体生成手段１において乱数によりラ
ンダムに初期の染色体列が作成される。
【０１６０】発生された初期染色体列は、逐次、予定さ
れている染色体数が満たされるまで、染色体列保持手段
２上のメモリに格納される。
れている染色体数が満たされるまで、染色体列保持手段
２上のメモリに格納される。
【０１６１】格納された各々の染色体について、染色体
評価手段３により何らかの基準で評価値を割り当てる。
評価手段３により何らかの基準で評価値を割り当てる。
【０１６２】次に、ソート手段４はこの各染色体列を各
々の評価値に従い並べ替える。並べ替えの方針は、最適
化する問題によって異なり、昇順や降順等が考えられ
る。
々の評価値に従い並べ替える。並べ替えの方針は、最適
化する問題によって異なり、昇順や降順等が考えられ
る。
【０１６３】このようにして作成され並べ替えられた初
期染色体列について、以下のステップで改善を図ってい
く。
期染色体列について、以下のステップで改善を図ってい
く。
【０１６４】先ず、親染色体選択手段９により染色体列
保持手段２中の染色体の中から親となる染色体を選択す
る。この時の選択基準は基本的にはランダムであるが、
出来るだけ評価値の高い染色体を選択するように選択の
重み付けを行う方がより良い染色体が生成される可能性
が高い。
保持手段２中の染色体の中から親となる染色体を選択す
る。この時の選択基準は基本的にはランダムであるが、
出来るだけ評価値の高い染色体を選択するように選択の
重み付けを行う方がより良い染色体が生成される可能性
が高い。
【０１６５】ここで選択された染色体を親染色体とし
て、新染色体発生手段５において子染色体を作成する。
この新染色体発生手段５は交叉手段６と突然変異手段７
と局所探索手段８から構成されている。交叉手段６は通
常二つの親染色体から二つの子染色体を生成し、突然変
異手段７は一つの親染色体から一つの子染色体を生成
し、局所探索手段８は一つの親染色体から二つの子染色
体を発生する。
て、新染色体発生手段５において子染色体を作成する。
この新染色体発生手段５は交叉手段６と突然変異手段７
と局所探索手段８から構成されている。交叉手段６は通
常二つの親染色体から二つの子染色体を生成し、突然変
異手段７は一つの親染色体から一つの子染色体を生成
し、局所探索手段８は一つの親染色体から二つの子染色
体を発生する。
【０１６６】交叉手段６は、図２に示すように親染色体
選択手段９により選択された２つの染色体を親として、
ランダムに設定される複数の切断位置（本例では位置A
と位置Bの２箇所）において、双方の染色体を切断し、
その各断片を交互に交換して、２つの新しい子染色体を
作成する。
選択手段９により選択された２つの染色体を親として、
ランダムに設定される複数の切断位置（本例では位置A
と位置Bの２箇所）において、双方の染色体を切断し、
その各断片を交互に交換して、２つの新しい子染色体を
作成する。
【０１６７】突然変異手段７は、図３に示すように、親
染色体選択手段９により選択された１つの染色体を親と
して、ランダムに設定された１つの着目位置において、
ビット反転し１つの新しい子染色体を作成する。
染色体選択手段９により選択された１つの染色体を親と
して、ランダムに設定された１つの着目位置において、
ビット反転し１つの新しい子染色体を作成する。
【０１６８】局所探索手段８は、図４に示すように、親
染色体選択手段９により選択された１つの染色体を親と
して、着目変数選択手段１０により選択された着目する
変数について現状の値から正と負の両方向に変化させる
ことにより、２つの新しい染色体を生成する。
染色体選択手段９により選択された１つの染色体を親と
して、着目変数選択手段１０により選択された着目する
変数について現状の値から正と負の両方向に変化させる
ことにより、２つの新しい染色体を生成する。
【０１６９】次に、選択手段１１において上記新染色体
発生手段５を構成する３つの手段のうち、どの出力をそ
の時の出力とするか決定する。その選択基準は、手段選
択乱数発生手段１２によって発生される乱数によって決
定される。この乱数発生においては、ユーザ又は装置が
予め設定した評価値以上になるまで、局所探索手段を選
択しないようにする疑似乱数を発生する。
発生手段５を構成する３つの手段のうち、どの出力をそ
の時の出力とするか決定する。その選択基準は、手段選
択乱数発生手段１２によって発生される乱数によって決
定される。この乱数発生においては、ユーザ又は装置が
予め設定した評価値以上になるまで、局所探索手段を選
択しないようにする疑似乱数を発生する。
【０１７０】ここで作成された新しい染色体を染色体評
価手段３により評価し染色体保持手段２に保存し、ソー
ト手段４により染色体列保持手段２の内容を並べ替え
る。
価手段３により評価し染色体保持手段２に保存し、ソー
ト手段４により染色体列保持手段２の内容を並べ替え
る。
【０１７１】以後、この改善ステップを繰り返す。本発
明は、従来の遺伝的アルゴリズムを用いた組合せ最適化
装置に比べて最適解への収束速度・精度ともに良いとい
う効果がある。
明は、従来の遺伝的アルゴリズムを用いた組合せ最適化
装置に比べて最適解への収束速度・精度ともに良いとい
う効果がある。
【０１７２】（実施の形態１０）以下、本発明の実施の
形態１０について図面を参照しながら説明する。図１３
は本発明における実施の形態１０の組合せ最適化装置の
構成図を示したものであり、図１に示す本発明の実施の
形態１の組合せ最適化装置と同一の構成要素について
は、同一の符号を付与し、その説明は省略する。
形態１０について図面を参照しながら説明する。図１３
は本発明における実施の形態１０の組合せ最適化装置の
構成図を示したものであり、図１に示す本発明の実施の
形態１の組合せ最適化装置と同一の構成要素について
は、同一の符号を付与し、その説明は省略する。
【０１７３】図１３において、２１は局所探索手段にお
いて染色体中のどの変数について計算を行うのか決定す
る着目変数選択手段Cである。
いて染色体中のどの変数について計算を行うのか決定す
る着目変数選択手段Cである。
【０１７４】以上のように構成された組合せ最適化装置
において、本発明の組合せ最適化装置が動作開始する
と、先ず、初期染色体生成手段１において乱数によりラ
ンダムに初期の染色体列が作成される。
において、本発明の組合せ最適化装置が動作開始する
と、先ず、初期染色体生成手段１において乱数によりラ
ンダムに初期の染色体列が作成される。
【０１７５】発生された初期染色体列は、逐次、予定さ
れている染色体数が満たされるまで、染色体列保持手段
２上のメモリに格納される。
れている染色体数が満たされるまで、染色体列保持手段
２上のメモリに格納される。
【０１７６】格納された各々の染色体について、染色体
評価手段３により何らかの基準で評価値を割り当てる。
評価手段３により何らかの基準で評価値を割り当てる。
【０１７７】次に、ソート手段４はこの各染色体列を各
々の評価値に従い並べ替える。並べ替えの方針は、最適
化する問題によって異なり、昇順や降順等が考えられ
る。
々の評価値に従い並べ替える。並べ替えの方針は、最適
化する問題によって異なり、昇順や降順等が考えられ
る。
【０１７８】このようにして作成され並べ替えられた初
期染色体列について、以下のステップで改善を図ってい
く。
期染色体列について、以下のステップで改善を図ってい
く。
【０１７９】先ず、親染色体選択手段９により染色体列
保持手段２中の染色体の中から親となる染色体を選択す
る。この時の選択基準は基本的にはランダムであるが、
出来るだけ評価値の高い染色体を選択するように選択の
重み付けを行う方がより良い染色体が生成される可能性
が高い。
保持手段２中の染色体の中から親となる染色体を選択す
る。この時の選択基準は基本的にはランダムであるが、
出来るだけ評価値の高い染色体を選択するように選択の
重み付けを行う方がより良い染色体が生成される可能性
が高い。
【０１８０】ここで選択された染色体を親染色体とし
て、新染色体発生手段５において子染色体を作成する。
この新染色体発生手段５は交叉手段６と突然変異手段７
と局所探索手段８から構成されている。交叉手段６は通
常二つの親染色体から二つの子染色体を生成し、突然変
異手段７は一つの親染色体から一つの子染色体を生成
し、局所探索手段８は一つの親染色体から二つの子染色
体を発生する。
て、新染色体発生手段５において子染色体を作成する。
この新染色体発生手段５は交叉手段６と突然変異手段７
と局所探索手段８から構成されている。交叉手段６は通
常二つの親染色体から二つの子染色体を生成し、突然変
異手段７は一つの親染色体から一つの子染色体を生成
し、局所探索手段８は一つの親染色体から二つの子染色
体を発生する。
【０１８１】交叉手段６は、図２に示すように親染色体
選択手段９により選択された２つの染色体を親として、
ランダムに設定される複数の切断位置（本例では位置A
と位置Bの２箇所）において、双方の染色体を切断し、
その各断片を交互に交換して、２つの新しい子染色体を
作成する。
選択手段９により選択された２つの染色体を親として、
ランダムに設定される複数の切断位置（本例では位置A
と位置Bの２箇所）において、双方の染色体を切断し、
その各断片を交互に交換して、２つの新しい子染色体を
作成する。
【０１８２】突然変異手段７は、図３に示すように、親
染色体選択手段９により選択された１つの染色体を親と
して、ランダムに設定された１つの着目位置において、
ビット反転し１つの新しい子染色体を作成する。
染色体選択手段９により選択された１つの染色体を親と
して、ランダムに設定された１つの着目位置において、
ビット反転し１つの新しい子染色体を作成する。
【０１８３】局所探索手段８は、図４に示すように、親
染色体選択手段９により選択された１つの染色体を親と
して、着目変数選択手段１０により選択された着目する
変数について現状の値から正と負の両方向に変化させる
ことにより、２つの新しい染色体を生成する。
染色体選択手段９により選択された１つの染色体を親と
して、着目変数選択手段１０により選択された着目する
変数について現状の値から正と負の両方向に変化させる
ことにより、２つの新しい染色体を生成する。
【０１８４】次に、選択手段１１において上記新染色体
発生手段５を構成する３つの手段のうち、どの出力をそ
の時の出力とするか決定する。その選択基準は、手段選
択乱数発生手段１２によって発生される乱数によって決
定される。この乱数発生においては、演算中の収束勾配
を考慮してユーザ又は装置が予め設定した期間改善が見
られない場合局所探索手段を選択する率が高くなるよう
に疑似乱数を発生する。
発生手段５を構成する３つの手段のうち、どの出力をそ
の時の出力とするか決定する。その選択基準は、手段選
択乱数発生手段１２によって発生される乱数によって決
定される。この乱数発生においては、演算中の収束勾配
を考慮してユーザ又は装置が予め設定した期間改善が見
られない場合局所探索手段を選択する率が高くなるよう
に疑似乱数を発生する。
【０１８５】ここで作成された新しい染色体を染色体評
価手段３により評価し染色体保持手段２に保存し、ソー
ト手段４により染色体列保持手段２の内容を並べ替え
る。
価手段３により評価し染色体保持手段２に保存し、ソー
ト手段４により染色体列保持手段２の内容を並べ替え
る。
【０１８６】以後、この改善ステップを繰り返す。本発
明は、従来の遺伝的アルゴリズムを用いた組合せ最適化
装置に比べて最適解への収束速度・精度ともに良いとい
う効果がある。
明は、従来の遺伝的アルゴリズムを用いた組合せ最適化
装置に比べて最適解への収束速度・精度ともに良いとい
う効果がある。
【０１８７】
【発明の効果】以上のように、請求項１に記載の発明に
よれば、新しい染色体の発生手段として、従来の交叉手
段と突然変異手段による発見的方法に加えて、現在の染
色体列が含む各変数の近傍部分を含む新しい染色体を発
生する局所探索手段を加えることにより、従来の遺伝的
アルゴリズムを用いた組合せ最適化装置に比べて最適解
への収束速度・精度ともに良いという効果を有する。
よれば、新しい染色体の発生手段として、従来の交叉手
段と突然変異手段による発見的方法に加えて、現在の染
色体列が含む各変数の近傍部分を含む新しい染色体を発
生する局所探索手段を加えることにより、従来の遺伝的
アルゴリズムを用いた組合せ最適化装置に比べて最適解
への収束速度・精度ともに良いという効果を有する。
【図１】本発明請求項１の組合せ最適化装置の構成図
【図２】交叉手段の動作説明図
【図３】突然変異手段の動作説明図
【図４】局所探索手段の動作説明図
【図５】本発明請求項２の組合せ最適化装置の構成図
【図６】本発明請求項３の組合せ最適化装置の構成図
【図７】本発明請求項４の組合せ最適化装置の構成図
【図８】本発明請求項５の組合せ最適化装置の構成図
【図９】本発明請求項６の組合せ最適化装置の構成図
【図１０】本発明請求項７の組合せ最適化装置の構成図
【図１１】本発明請求項８の組合せ最適化装置の構成図
【図１２】本発明請求項９の組合せ最適化装置の構成図
【図１３】本発明請求項１０の組合せ最適化装置の構成
図
図
【図１４】従来の組合せ最適化装置の構成図
１ 初期染色体生成手段 ２ 染色体列保持手段 ３ 染色体評価手段 ４ ソート手段 ５ 新染色体発生手段 ６ 交叉手段 ７ 突然変異手段 ８ 局所探索手段 ９ 親染色体選択手段 １０ 着目変数選択手段 １１ 選択手段 １２ 選択手段乱数発生手段 １３ 局所探索手段A １４ 局所探索手段B １５ 局所探索手段C １６ 親染色体選択手段A １７ 親染色体選択手段B １８ 親染色体選択手段C １９ 着目変数選択手段A ２０ 着目変数選択手段B ２１ 着目変数選択手段C
Claims (10)
- 【請求項１】初期染色体列をランダムに生成する初期染
色体生成手段と、生成された染色体を格納する染色体列
保持手段と、各染色体を評価する染色体評価手段と、そ
の評価値に従って染色体列保持手段中の染色体を並べ替
えるソート手段と、新しい染色体を生成する新染色体発
生手段と、それを構成する交叉手段と、突然変異手段
と、局所探索手段と、親となる染色体を選択する親染色
体選択手段と、局所探索手段が着目する変数を選択する
着目変数選択手段と、新染色体発生手段を構成する３つ
の手段の出力のうち一つを選択する選択手段と、その選
択基準を決定する選択手段乱数発生手段を備えた事を特
徴とする組合せ最適化装置。 - 【請求項２】前記局所探索手段は、着目染色体中の着目
変数の前後の値（固定幅）の２通りを子染色体として発
生することを特徴とする請求項１記載の組合せ最適化装
置。 - 【請求項３】前記局所探索手段は、着目染色体中の着目
変数の前後の値（ユーザー指定による可変幅）の２通り
を子染色体として発生することを特徴とする請求項１記
載の組合せ最適化装置。 - 【請求項４】前記局所探索手段は、着目染色体中の着目
変数の前後の値（演算回数からシステムが算出する可変
幅）の２通りを子染色体として発生することを特徴とす
る請求項１記載の組合せ最適化装置。 - 【請求項５】前記着目変数選択手段は、着目染色体中の
着目する変数を、乱数でランダムに一つだけ決定するこ
とを特徴とする請求項１記載の組合せ最適化装置。 - 【請求項６】前記着目変数選択手段は、着目染色体中の
着目する変数を、子染色体発生時に全ての変数について
順番に一つだけ決定することを特徴とする請求項１記載
の組合せ最適化装置。 - 【請求項７】前記着目変数選択手段は、着目染色体中の
着目する変数を、染色体配列の上位にある染色体の各変
数の共通性を考慮し、その共通性の高さに応じて一つだ
け決定することを特徴とする請求項１記載の組合せ最適
化装置。 - 【請求項８】前記手段選択乱数発生手段は、新染色体発
生手段を構成する３つの手段の出力のうち一つを選択す
る基準を、乱数により決定することを特徴とする請求項
１記載の組合せ最適化装置。 - 【請求項９】前記手段選択乱数発生手段は、新染色体発
生手段を構成する３つの手段の出力のうち一つを選択す
る基準を、所定の精度に収束するまで、局所探索手段の
出力の選択確率を低くすることを特徴とする請求項１記
載の組合せ最適化装置。 - 【請求項１０】前記手段選択乱数発生手段は、新染色体
発生手段を構成する３つの手段の出力のうち一つを選択
するにあたって、解の収束勾配に基づいて勾配が０に近
いほど局所探索手段の出力の選択確率を高くすることを
特徴とする請求項１記載の組合せ最適化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10337164A JP2000163393A (ja) | 1998-11-27 | 1998-11-27 | 組合せ最適化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10337164A JP2000163393A (ja) | 1998-11-27 | 1998-11-27 | 組合せ最適化装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000163393A true JP2000163393A (ja) | 2000-06-16 |
Family
ID=18306056
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10337164A Pending JP2000163393A (ja) | 1998-11-27 | 1998-11-27 | 組合せ最適化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000163393A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005064534A1 (ja) * | 2003-12-26 | 2005-07-14 | Evolvable Systems Research Institute Inc. | パラメータ調整装置 |
| JP2014015746A (ja) * | 2012-06-13 | 2014-01-30 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | ショベルの管理装置及びショベルの異常検出方法 |
-
1998
- 1998-11-27 JP JP10337164A patent/JP2000163393A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005064534A1 (ja) * | 2003-12-26 | 2005-07-14 | Evolvable Systems Research Institute Inc. | パラメータ調整装置 |
| JP2014015746A (ja) * | 2012-06-13 | 2014-01-30 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | ショベルの管理装置及びショベルの異常検出方法 |
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