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A Distributed Stock Cutting using Mean Field Annealing and Genetic Algorithm

Hong, Chul-Eui    (Department of Computer Science, Sangmyung University  );
  • 초록

    The composite stock cutting problem is defined as allocating rectangular and irregular patterns onto a large composite stock sheet of finite dimensions in such a way that the resulting scrap will be minimized. In this paper, we introduce a novel approach to hybrid optimization algorithm called MGA in MPI (Message Passing Interface) environments. The proposed MGA combines the benefit of rapid convergence property of Mean Field Annealing and the effective genetic operations. This paper also proposes the efficient data structures for pattern related information.


  • 주제어

    Genetic Algorithm .   Mean Field Annealing .   Optimizations .   Parallel and Distributed Computing .   Stock Cutting.  

  • 참고문헌 (11)

    1. G.F. Cintra, F.K. Miyazawa, Y. Wakabayashi, E.C. Xavier, "A note on the approximability of cutting stock problems," European Journal of Operational Research, Volume 183, Issue 3, pp. 1328-133216 December 2007. 
    2. Wonil Kim, Chul-Eui Hong, Yeong-Joon Kim, "Distributed Simulated Annealing for Composite Stock Cutting Problem," pp. 238-242, PDCAT 2004. 
    3. Fowler, R.J., Paterson, M.S., and Tanimoto, S.L., "Optimal packing and covering in the plane are NP-complete," Information Processing Letters, Vol.12, No.3, pp. 133-137, 1981. 
    4. Vassilios S. Vassiliadis, "Two-dimensional stock cutting and rectangle packing: binary tree model representation for local search optimization methods," Journal of Food Engineering, Volume 70, Issue 3, pp. 257-268, October 2005. 
    5. Claudio Alves, J.M. Valerio de Carvalho, "A stabilized branch-and-price-and-cut algorithm for the multiple length cutting stock problem," Computers & Operations Research, Volume 35, Issue 4, pp. 1315-1328, April 2008. 
    6. Baker, B.S., Coffman, E.G., and Rivest, R.L., "Orthogonal packings in two dimensions," SIAM Journal on Computing, Vo1.9, No.4, pp. 846-855, 1980. 
    7. Y. Khalifa, O. Salem, A. Shahin, "Cutting stock waste reduction using genetic algorithms," GECCO '06: Proceedings of the 8th annual conference on Genetic and evolutionary computation, July 2006 
    8. T. W. Leung, C. H. Yung, Marvin D. Troutt, "Applications of genetic search and simulated annealing to the two-dimensional non-guillotine cutting stock problem," Computers & Industrial Engineering, Volume 40, Issue 3, pp. 201-214, July 2001. 
    9. Yonghuai Lin, "A mean field annealing approach to accurate free form shape matching," Pattern Recognition, Volume 40, Issue 9, pp. 2418-2436, September 2007. 
    10. Kyeongmo Park, Sungcheol Kim, Chuleui Hong, "A Distributed Hybrid Algorithm for Optimized Resource Allocation Problem," pp. 1118-1127, lCONIP 2006. 
    11. Pau Bofill, Roger Guimera, Carme Torras, "Comparison of simulated annealing and mean field annealing as applied to the generation of block designs," Neural Networks, Volume 16, Issue 10, pp. 1421-1428, December 2003. 

 저자의 다른 논문

  • Hong, Chul-Eui (18)

    1. 1999 "유전학 기반 학습 환경하에서 분류 시스템의 성능 향상을 위한 엔-버전 학습법" 정보처리논문지 = The transactions of the Korea Information Processing Society 6 (7): 1841~1848    
    2. 2000 "시뮬레이티드 어닐링에서의 비용오류 측정 및 분석" 정보처리논문지 = The transactions of the Korea Information Processing Society 7 (4): 1141~1149    
    3. 2001 "MPI 병렬 프로그램의 순환 디버깅을 위한 인과관계 재실행" 정보과학회논문지. Journal of KIISE. 시스템 및 이론 28 (9): 424~433    
    4. 2002 "분산 시뮬레이티드 어닐링을 이용한 복합 재료 재단" 정보과학회논문지. Journal of KIISE. 소프트웨어 및 응용 29 (1): 20~29    
    5. 2006 "평균장 어닐링과 유전자 알고리즘을 결합한 부하균형기법" 정보과학회논문지. Journal of KIISE. 시스템 및 이론 33 (8): 486~494    
    6. 2006 "하드웨어 지원의 재시도 없는 잠금기법" 한국해양정보통신학회논문지 = The journal of the Korea Institute of Maritime Information & Communication Sciences 10 (9): 1582~1589    
    7. 2007 "전문가용 가상 협동 시스템 설계" 한국해양정보통신학회논문지 = The journal of the Korea Institute of Maritime Information & Communication Sciences 11 (12): 2241~2248    
    8. 2010 "Multimedia Presentation Authoring and Virtual Collaboration in Medicine" International journal of maritime information and communication sciences 8 (6): 690~696    
    9. 2010 "채널배선 문제에 대한 분산 평균장 유전자 알고리즘" 한국해양정보통신학회논문지 = The journal of the Korea Institute of Maritime Information & Communication Sciences 14 (2): 287~295    
    10. 2011 "목적 지향적 학습을 이용한 적응적 전술 생성 시스템 설계" 電子工學會論文誌. Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea. CI, 컴퓨터 48 (5): 42~48    

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