• 제목/요약/키워드: Bin-Packing Problem

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On-demand Allocation of Multiple Mutual-compensating Resources in Wireless Downlinks: a Multi-server Case

  • Han, Han;Xu, Yuhua;Huang, Qinfei
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제9권3호
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    • pp.921-940
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    • 2015
  • In this paper, we investigate the multi-resource allocation problem, a unique feature of which is that the multiple resources can compensate each other while achieving the desired system performance. In particular, power and time allocations are jointly optimized with the target of energy efficiency under the resource-limited constraints. Different from previous studies on the power-time tradeoff, we consider a multi-server case where the concurrent serving users are quantitatively restricted. Therefore user selection is investigated accompanying the resource allocation, making the power-time tradeoff occur not only between the users in the same server but also in different servers. The complex multivariate optimization problem can be modeled as a variant of 2-Dimension Bin Packing Problem (V2D-BPP), which is a joint non-linear and integer programming problem. Though we use state decomposition model to transform it into a convex optimization problem, the variables are still coupled. Therefore, we propose an Iterative Dual Optimization (IDO) algorithm to obtain its optimal solution. Simulations show that the joint multi-resource allocation algorithm outperforms two existing non-joint algorithms from the perspective of energy efficiency.

ATM 망의 링크 용량 설계에 관한 연구 (A Study on Optimal Link Dimensioning of ATM Networks)

  • 이희상;김상백;송해구
    • 한국경영과학회지
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    • 제24권2호
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    • pp.81-94
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    • 1999
  • ATM network design procedure is different from the current circuit or packet networks design procedure because of the variety of the offered services and the variability of requested bandwidth for each connection of ATM network. A number of optimization models for the link dimensioning of ATM network design have been proposed in the literature. However, most of the literature did not consider the modularity of resources allocated to a transmission path and the non-bifurcation of a VP link over the more than one TP, which are standardized in recent ITU-T Recommendations. In thIs paper, we propose a mathematical model for link dimensioning of ATM networks, based on the network synthesis method and a generalized bin-packing problem. The suggested model satisfies the constraints mentioned in the ITU-T Recommendations. We also propose efficient and practical algorithms for the suggested model. Computational experiment shows that the suggested algorithm gives efficient solutions even for moderate and large-sized networks within reasonable time.

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A Heuristic Approach for Arrangement of Footwear Boxes to Maximize Space Utilization and Related Business Issues

  • Das Prasun
    • Management Science and Financial Engineering
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    • 제11권2호
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    • pp.61-84
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    • 2005
  • This paper considers a special case of the two-dimensional bin-packing problem for identical items. The objective of this work is to maximize the space utilization. The main contribution of the paper is to suggest a new heuristic algorithm keeping in view the existing complexity of racking system for the footwear boxes in the compartments of different sizes for a warehouse. The results show that a significant improvement can be obtained. An economic choice of compartments is also estimated using the criteria for maximizing space utilization. A non-linear mathematical model was presented based on the constraints of racking dynamics.

후판 날판설계를 위한 이차원 빈패킹 최적화 기법 (Two-dimensional bin packing optimization model for mother plate design)

  • 박상혁;장수영
    • 한국경영과학회:학술대회논문집
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    • 대한산업공학회/한국경영과학회 2006년도 춘계공동학술대회 논문집
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    • pp.137-142
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    • 2006
  • 제철소 후판공장에서는 두꺼운 슬라브(Slab)를 압연하여 사각형태의 철판인 날판(Mother Plate)을 생산하고, 이를 주문(Plate) 사이즈에 맞게 다시 절단을 하게 된다. 이때 동일 슬라브라 하더라도 압연방법에 따라 다양한 사이즈의 날판을 생산할 수 있다. 여기에서 다루고 있는 후판 날판설계 문제는 주어진 주문을 대상으로 최소 개수의 슬라브를 사용하여 생산하는 문제를 말한다. 이를 위해 최적의 날판 사이즈를 결정하고, 각 날판에 주문들을 배치하게 된다. 본 논문에서는 후판 날판설계문제를 two-stage guillotine cutting problem의 변이로 모델을 세우고, 이를 위한 효율적인 휴리스틱을 제시하였다. 그리고 실 데이터를 대상으로 컴퓨터 실험을 통해 휴리스틱을 효율성을 검정하였다.

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조선기자재 산업에서의 방문 순서를 고려한 차량 적재 모형 (Vehicle Loading Model Considering Routing Sequence in Shipbuilding Material)

  • 이종호;신재영
    • 한국항해항만학회지
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    • 제31권8호
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    • pp.711-716
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    • 2007
  • 컨테이너에 화물을 적재함에 있어서 고려해야할 점으로 컨테이너의 적재율을 들 수 있다. 단순히 제한된 공간에 보다 많은 양의 화물을 적재하여 비용을 낮추고자 하는 노력은 꾸준히 계속되어 왔다. 하지만 방문순서를 고려해야만 하는 화물의 경우는 다르다. 조선기자재와 같은 대형 화물들의 경우 방문순서를 고려하지 않았을 경우 하역작업에서 화물 재 조작 또는 하역 작업이 불가능한 상황이 발생할 수 있기 때문이다. 본 연구에서는 화물 적재 시 방문 순서를 고려하는 문제를 해결하고자 하며, 이에 방문 순서와 적재율을 동시에 고려한 컨테이너 혼재모형과 그 해법을 제시하고자 한다.

공구이송이 가능한 유연제조시스템에서의 공구 할당 및 스케쥴링을 위한 발견적 기법 (A Heuristic Algorithm for Tool Loading and Scheduling in a Flexible Manufacturing System with an Automatic Tool Transporter)

  • 박상실;김영대
    • 대한산업공학회지
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    • 제21권1호
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    • pp.119-135
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    • 1995
  • We consider problems of tool loading and scheduling in a flexible manufacturing system (FMS) in which tool transportation constitutes the major portion of material flows. In this type of FMSs, parts are initially assigned to machines and released to the machines according to input sequencing rules. Operations for the parts released to the machines are performed by tools initially loaded onto the machines or provided by an automatic tool transport robot when needed. For an efficient operation of such systems, therefore, we may have to consider loading and scheduling problems for tools in addition to those for parts. In this paper, we consider three problems, part loading, tool loading, and tool scheduling problems with the overall objective of minimizing the makespan. The part loading problem is solved by a method similar to that for the bin packing problem and then a heuristic based on the frequency of tool usage is applied for tool loading. Also suggested are part input sequencing and tool scheduling rules. To show the effectiveness of the overall algorithm suggested here, we compare it with an existing algorithm through a series of computational tests on randomly generated test problems.

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LLVM IR 대상 악성코드 탐지를 위한 이미지 기반 머신러닝 모델 (Image-Based Machine Learning Model for Malware Detection on LLVM IR)

  • 박경빈;윤요섭;또올가;임강빈
    • 정보보호학회논문지
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    • 제34권1호
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    • pp.31-40
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    • 2024
  • 최근 정적분석 기반의 시그니처 및 패턴 탐지 기술은 고도화되는 IT 기술에 따라 한계점이 드러나고 있다. 이는 여러 아키텍처에 대한 호환 문제와 시그니처 및 패턴 탐지의 본질적인 문제이다. 악성코드는 자신의 정체를 숨기기 위하여 난독화, 패킹 기법 등을 사용하고 있으며 또한, 코드 재정렬, 레지스터 변경, 분기문 추가 등 기존 정적분석 기반의 시그니처 및 패턴 탐지 기법을 회피하고 있다. 이에 본 논문에서는 이러한 문제를 해결할 수 있는 머신러닝을 통한 LLVM IR 코드 이미지 기반 악성코드 정적분석 자동화 기술을 제안한다. 바이너리가 난독화되거나 패킹된 사실에 불구하고 정적 분석 및 최적화를 위한 중간언어인 LLVM IR로 디컴파일한다. 이후 LLVM IR 코드를 이미지로 변환하여 CNN을 이용한 알고리즘 중 전이 학습 및 Keras에서 지원하는 ResNet50v2으로 학습하여 악성코드를 탐지하는 모델을 제시한다.

화공약품 탱크 적재 문제의 최소 여유량 탱크 적재 알고리즘 (Minimum Margin Tank Loading Algorithm for Chemical Tank Loading Problem)

  • 이상운
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제20권2호
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    • pp.131-136
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    • 2015
  • 화공약품 탱크 적재 문제는 다항시간으로 해를 찾을 수 있는 알고리즘이 알려져 있지 않아 NP-완전으로 분류된 난제이다. 화공약품 탱크 적재 문제는 상자 포장 문제의 일종으로, Gu$\acute{e}$ret et al.은 $O(m^4)$ 수행 복잡도의 선형계획법으로 해를 얻고자 하였다. 반면에, 본 논문에서는 최소 여유량을 가진 탱크에 적재하는 규칙인 O(m) 복잡도의 알고리즘을 제안하였다. 제안된 방법은 첫 번째로 잔여량이 있는 탱크에 해당 화공약품을 적재하였다. 다음으로, 남은 화공약품을 적재할 수 있는 최소 여유량을 가진 탱크에 해당 화공약품을 적재하였다. 실험 결과, 제안된 알고리즘은 NP-완전 문제인 화공약품 적재 문제에 대해 선형계획법의 $O(m^4)$를 O(m)으로 단축시켰다.

3-분할 문제의 상자 채우기-교환 알고리즘 (Bin Packing-Exchange Algorithm for 3-Partition Problem)

  • 이상운
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제22권4호
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    • pp.95-102
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    • 2022
  • 본 논문은 NP-완전으로 다항시간 알고리즘이 알려져 있지 않은 3-분할 문제(TPP)에 대한 선형시간 알고리즘을 제안하였다. 본 논문은 기존에 알려진 다항시간 알고리즘인 최대-최소치와 제3의 숫자 합을 이용하는 MM법이 갖고 있는 해를 구하지 못하는 문제점을 개선한 역추적 법을 제안하였으며, 또한 역추적 법을 적용한 MM의 문제점도 개선하였다. 제안된 알고리즘은 내림차순 정렬된 S 집합을 3-분할하여 순방향, 역방향과 최대 여유량 순서인 최적합 배정 법으로 배정한 결과 10개 데이터 중 5개 데이터인 50.00%에 대해서는 최적 해를 찾을 수 있었다. 나머지 5개 데이터에 대해서도 최소 1회, 최대 7회의 잉여 상자와 부족 상자 간 숫자 교환으로 최적 해를 찾을 수 있는 성능을 보였다. 제안된 알고리즘은 n개 데이터를 3-분할한 m=n/3 보다도 적은 O(k)의 선형시간 수행 복잡도로 단순 배정과 교환 최적화를 수행하는 알고리즘으로 TPP가 NP-완전이 아닌 P-문제인 다항시간 알고리즘이 존재할 수 있음을 보였다.

사탕수수 설탕 생산 문제의 최대 당분 손실 로트 우선 생산 알고리즘 (Maximum Sugar Loss Lot First Production Algorithm for Cane Sugar Production Problem)

  • 이상운
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제19권12호
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    • pp.171-175
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    • 2014
  • NP-완전인 상자 포장 문제의 일종인 사탕수수 설탕 생산 문제에 대해, Gu$\acute{e}$ret et al.은 $O(m^4)$ 수행 복잡도의 선형계획법으로 해를 얻고자 하였다. 반면에, 본 논문에서는 사탕수수 설탕 생산 문제는 다항시간으로 해를 찾아가는 규칙이 존재한다는 가정하에, 최대 손실량을 가진 로트를 우선 생산하는 탐욕 규칙인 O(mlogm)의 다항시간 복잡도로 해를 구할 수 있는 알고리즘을 제안하였다. 제안된 방법은 설탕 함유량 손실 기울기를 내림차순으로 정렬한 후, 해당 슬롯 생산능력의 로트들을 선택하는 방법과 해당 슬롯에서 수명을 다하는 로트들과 마지막으로 선택된 로트들과 교환하는 방법을 적용하였다. 실험 결과, 제안된 알고리즘은 사탕수수 설탕 생산 문제에 대해 선형계획법의 $O(m^4)$를 O(mlogm) 으로 단축시키면서도 보다 좋은 결과를 얻었다.