JP7486161B2 - 情報処理システム、情報処理方法及びプログラム - Google Patents
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Description
できる。
上記、課題に加えて、第1の実施形態では、量子アニーリングマシンは制約条件を持つような組合せ最適化問題を必ずしも適切に解くことができなかったという課題を解決する。
入力インタフェース11は、ユーザからの入力を受け付け、受け付けた入力に応じた入力信号をプロセッサ16へ出力する。
通信回路12は、通信回路網CNに接続されて、通信回路網CNに接続されているアニーリングマシン2と通信する。この通信は有線であっても無線であってもよい。
メモリ14は、データ及びプログラムを一時的に保持する。メモリ14は、揮発性メモリであり、例えばRAM(Random Access Memory)である。
選択された処理を実行する対象の候補を、アニーリングマシン2へ送信する。
続いて第2の実施形態について説明する。第1の実施形態では、複数種類の製品について複数の生産ラインで生産する場合に、生産スケジュールの最適化を目的とした。第2の実施形態では、巡回セールスマン問題を解くことを目的とする。巡回セールスマン問題は、都市の集合と各2都市間の移動コスト(ここでは例えば距離)が与えられたとき、全ての都市をちょうど一度ずつ巡り出発地に戻る巡回路のうちで総移動コストが最小のものを求める(セールスマンが所定の複数の都市を1回だけ巡回する場合の最短経路を求める)組合せ最適化問題である。
また、特定の都市に特定のタイミングで訪問しなくてはならないという制約条件を付してもよい。この制約条件については、端末1のプロセッサ16側で考慮することで、アニーリングマシン2では考慮する必要がない。
カット&フリップを含めたデジタルコンピュータの処理内容について、以下、三つの利用例について説明する。
巡回セールスマン問題では、訪問都市の番号を1,2,3,4,5と振った時にその番号の順列組み合わせで答えが出る。例えば、「5,2,3,1,4」などが答えとなる。この場合、5,2,3,1,4の順に都市を回ると、総移動距離が最短になることを意味する。ここで「1」、「2」などの1都市をカットしてカットした都市同士を入れ替え(フリップ)てもよいし、「5,2」、「1,4」などの連続する複数の都市をカットして、カットした複数都市同士を入れ替え(フリップ)してもよい。このカットは、偶数個用意する。すなわち入れ替える都市候補は複数個用意する。フリップは、これらのカットした都市同士を入れ替えることである。
デジタルコンピュータの一例である端末1では、このカットする候補(すなわち入れ替える都市候補)を提案する処理を実行する。そして、端末1は、このカットする候補(すなわち入れ替える都市の候補)を入れ替えた場合の、目的のコスト関数の増減の比較を行う。
上記の利用例では独立にカットする候補(すなわち入れ替える都市候補)を考慮して、採用するかどうかを判定することでも処理を行うことができる。
しかしながら、本手法では、より柔軟に、入れ替える都市候補に対してコスト関数をデザインする任意性があり、連続するカットを避けた上記の例から踏み込み、入れ替える都市候補間の相互作用、例えばカットが隣り合うために入替において、独立にコスト関数が決定されず、ΔEiとして書くことができず、ΔEijΣiΣjという二次の項を持つ場合(片方を採用する(Σi=+1)がもう片方は採用しない(Σj=0)場合、両者を採用した場合(Σi=Σj=+1)など)を考慮したコスト関数を用意することも可能である。
同様に「8,2,5,3,6,4,7,1」などの経路があった時に、入れ替える都市候補として、「5,3,6,4」などの4箇所の連続する都市を抜き取ってもよい。このカット内部の都市の入れ替えは4!通りであるが、この4!通りのうち最適なものへ都市の並びを入れ替える(フリップする)というやり方でもよい。その場合、4!通りの中から最適なものを出すためのコスト関数(これは従前の巡回セールスマン問題で、巡回するという条件を外したコスト関数)でよい。
その際、従前の巡回セールスマン問題から巡回する条件を外して、次のようなコスト関数E(x)を利用する。
続いて第3の実施形態について説明する。第2の実施形態では、巡回セールスマン問題を解くことを目的としたが、第3の実施形態では、WEBページにおいて、ビジネスホテル群の掲載と、リゾートホテル群の掲載とが、ミックスされることを目的とする。
11 入力インタフェース
12 通信回路
13 ストレージ
14 メモリ
15 ディスプレイ
16 プロセッサ
17 カメラ
2 アニーリングマシン
S 情報処理システム
Claims (9)
- 複数の対象物について、ある対象物の一部もしくは全部を別の順番に挿入する処理、ある対象物の一部もしくは全部を別の対象物の一部もしくは全部と入れ替える処理、対象物を別の対象物と入れ替え及び/または順番の並び替えのうちの少なくとも一つの処理から選択された処理を実行する対象物の候補それぞれと、アニーリングマシン用のコスト関数を、アニーリングマシンに入力する手段と、
アニーリングマシンがアニーリングマシン用のコスト関数に基づいて決定した、前記対象物の候補それぞれについて処理を実行するか否かの情報を、当該アニーリングマシンから取得する手段と、
前記対象物の候補それぞれについて処理を実行するか否かを示す情報に基づいて、目的のコスト関数を決定し、当該目的のコスト関数の値に応じて、対象物の候補それぞれについて処理を実行するか否かを決定する手段と、
を備え、
前記入力する手段と、前記取得する手段と、前記決定する手段の処理を繰り返す
情報処理システム。 - 前記アニーリングマシンに入力する手段は、複数種類の製品について複数の生産ラインで生産する場合に、一つの生産ラインのタイムスロットをカットして別の生産ラインに挿入する処理、一つの生産ラインのある製品のタイムスロットの一部もしくは全部を別の生産ラインのタイムスロットに挿入する処理、一つの生産ラインの製品のタイムスロットの一部もしくは全部を別の生産ラインの製品のタイムスロットの一部もしくは全部と入れ替える処理、一つの生産ラインの各製品のタイムスロットと別の生産ラインの各製品のタイムスロットと入れ替え及び/または順番の並び替えのうちの少なくとも一つの処理から選択された処理を実行する対象物の候補それぞれと、アニーリングマシン用のコスト関数を、アニーリングマシンに入力する
請求項1に記載の情報処理システム。 - 前記選択された処理の実行の際には、前の工程での処理が終了しているという制約を満たすタイムスロットに対して実行される
請求項2に記載の情報処理システム。 - 前記目的のコスト関数には、生産ライン毎の終了時刻の差が小さいほど評価が高くなる項が含まれる
請求項2または3に記載の情報処理システム。 - 前記アニーリングマシンに入力する手段は、複数の都市について、都市を別の順番に挿入する処理、都市を別の都市と入れ替える処理、都市を別の都市と入れ替え及び/または順番の並び替えのうちの少なくとも一つの処理から選択された処理を実行する都市の候補それぞれと、アニーリングマシン用のコスト関数を、アニーリングマシンに入力する
請求項1に記載の情報処理システム。 - 前記アニーリングマシンに入力する手段は、性質の異なる複数の宿泊施設群について、宿泊施設群の一部もしくは全部を別の順番に挿入する処理、ある性質の宿泊施設群の一部もしくは全部を別の性質の宿泊施設群の一部もしくは全部と入れ替える処理、ある性質の宿泊施設群を別の性質の宿泊施設群と入れ替え及び/または順番の並び替えのうちの少なくとも一つの処理から選択された処理を実行する宿泊施設の候補それぞれと、アニーリングマシン用のコスト関数を、前記アニーリングマシンに入力する
請求項1に記載の情報処理システム。 - 前記決定する手段は、目的のコスト関数が小さくなることを目的としている場合当該コスト関数が低減すれば前記アニーリングマシンの出力を採用し、該コスト関数が低減しなければ前記アニーリングマシンの出力を採用せず、一方、目的のコスト関数が大きくなることを目的としている場合当該コスト関数が増大すれば前記アニーリングマシンの出力を採用し、該コスト関数が増大しなければ前記アニーリングマシンの出力を採用しない
請求項1から4のいずれか一項に記載の情報処理システム。 - 入力する手段が、複数の対象物について、ある対象物の一部もしくは全部を別の順番に挿入する処理、ある対象物の一部もしくは全部を別の対象物の一部もしくは全部と入れ替える処理、対象物を別の対象物と入れ替え及び/または順番の並び替えのうちの少なくとも一つの処理から選択された処理を実行する対象物の候補それぞれと、アニーリングマシン用のコスト関数を、アニーリングマシンに入力する工程と、
取得する手段が、アニーリングマシンがアニーリングマシン用のコスト関数に基づいて決定した、前記対象物の候補それぞれについて処理を実行するか否かの情報を、当該アニーリングマシンから取得する工程と、
決定する手段が、前記対象物の候補それぞれについて処理を実行するか否かを示す情報に基づいて、目的のコスト関数を決定し、当該目的のコスト関数の値に応じて、対象物の候補それぞれについて処理を実行するか否かを決定する工程と、
を有し、
前記入力する工程と、前記取得する工程と、前記決定する工程の処理を繰り返す
情報処理方法。 - コンピュータを、
複数の対象物について、ある対象物の一部もしくは全部を別の順番に挿入する処理、ある対象物の一部もしくは全部を別の対象物の一部もしくは全部と入れ替える処理、対象物を別の対象物と入れ替え及び/または順番の並び替えのうちの少なくとも一つの処理から選択された処理を実行する対象物の候補それぞれと、アニーリングマシン用のコスト関数を、アニーリングマシンに入力する手段と、
アニーリングマシンがアニーリングマシン用のコスト関数に基づいて決定した、前記対象物の候補それぞれについて処理を実行するか否かの情報を、当該アニーリングマシンから取得する手段と、
前記対象物の候補それぞれについて処理を実行するか否かを示す情報に基づいて、目的のコスト関数を決定し、当該目的のコスト関数の値に応じて、対象物の候補それぞれについて処理を実行するか否かを決定する手段と、
として機能させるためのプログラムであって、
前記入力する手段と、前記取得する手段と、前記決定する手段の処理を繰り返すプログラム。
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JP2020090923A JP7486161B2 (ja) | 2020-05-25 | 2020-05-25 | 情報処理システム、情報処理方法及びプログラム |
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