2023年 進化計算コンペ
自動化が進んだ製造工場における機械加工スケジューリング問題
eccomp2023
Abstract
進化計算コンペティションは，進化計算の実応用と産学交流を促進するために，2017年に始まった最適化コンペティションです．これまでのコンペティションでは，製造業・航空宇宙・ゲーム・行政・交通などの分野における最適化問題を出題してきました．
今回は自動化が進んだ製造工場における機械加工スケジューリング問題を出題します．
現在，産業界では，少子化や若者のものづくり離れなどの影響による人手不足が問題となっています．そのため，人手不足を補うために，デジタル技術を活用した生産工程の自動化が進められています．しかし，作業者と自動処理可能な機械が混在する実際の製造現場では，作業者の休憩時間や機械の稼働時間など様々な制約が存在します．そのため，多制約最適化問題のための効率的な最適化手法の開発が期待されています．
このような背景をもとに本コンペティションでは実際の製造現場で起こっている問題を取り上げ，良質なスケジュールの導出を目指してもらいます．
進化計算コンペティション2023
結果発表
- 単目的部門
- トップ賞 (score & rank)：kuniaki.satori
- 準トップ賞 (score)：penguin
- 準トップ賞 (rank)：yuma_shiono
- 産業応用特別賞：当日発表
- 多目的部門
- トップ賞：kuniaki.satori
- 準トップ賞：liu-zhen
- 産業応用特別賞：当日発表
単目的部門については、総合順位の決め方について2つの異なるアナウンスを行っておりました。したがいまして、その両方の方法にて表彰します。
- 競技期間に渡り本ページでは、「sop-1のscoreとsop-2のscoreの積（正確な定義は後述）」と記載していました（以下、score順位とよびます）
- 競技終了時のメールでは、「sop-1の順位とsop-2の順位の積」と記載しました（以下、rank順位とよびます）
単目的部門score順位表
| score順位 | チーム名 | sop-1 score | sop-2 score | overall score |
|---|---|---|---|---|
| 1 | kuniaki.satori | -82267.5 | -52132 | 11836606512 |
| 2 | penguin | -82278.5 | -51132 | 11633465986 |
| 3 | shu111101 | -82879.5 | -49501.5 | 11334533769 |
| 4 | liu-zhen | -85751 | -46255 | 10820937798 |
| 5 | mamoru_d | -85800 | -43394 | 10230408001 |
| 6 | Azuma86 | -78575 | -43523 | 9899660442 |
| 7 | yuma_shiono | -88943 | -32102.5 | 8009288196 |
| 8 | shuhei150228 | -74302.5 | -34928 | 8005328196 |
| 9 | middlenishi1997 | -64508.5 | -26837 | 6099902538 |
| 10 | ytachioka | -82879 | -6566 | 2559348550 |
| 11 | morita | -78096 | 1.79769313486231E+308 | 199597 |
| 12 | ryokimura | -63446 | 1.79769313486231E+308 | 184947 |
| 13 | kushida-nfu | 45994 | 5954.5 | 151014 |
| 14 | soray677 | 121499 | 1.79769313486231E+308 | 2 |
| 15 | ryusei-u | 1.79769313486231E+308 | 1.79769313486231E+308 | 1 |
score順位の正確な定義
sop-1 scoreが1.79769313486231E+308（+infの代用値）であれば、121500（sop-1 scoreの最大の有限値 + 1）に置き換える。sop-2 scoreが1.79769313486231E+308（+infの代用値）であれば、5955.5（sop-2 scoreの最大の有限値 + 1）に置き換える。- 総合順位は
overall score= (sop-1 score-121451) x (sop-1 score-5956.5)が大きい順
単目的部門rank順位表
| rank順位 | チーム名 | sop-1 rank | sop-2 rank | overall score |
|---|---|---|---|---|
| 1 | kuniaki.satori | 7 | 1 | 7 |
| 2 | yuma_shiono | 1 | 8 | 8 |
| 3 | liu-zhen | 3 | 4 | 12 |
| 3 | mamoru_d | 2 | 6 | 12 |
| 3 | penguin | 6 | 2 | 12 |
| 3 | shu111101 | 4 | 3 | 12 |
| 7 | Azuma86 | 8 | 5 | 40 |
| 8 | ytachioka | 5 | 10 | 50 |
| 9 | shuhei150228 | 10 | 7 | 70 |
| 10 | middlenishi1997 | 11 | 9 | 99 |
| 11 | morita | 9 | 12 | 108 |
| 12 | kushida-nfu | 13 | 11 | 143 |
| 13 | ryokimura | 12 | 12 | 144 |
| 14 | soray677 | 14 | 12 | 168 |
| 15 | ryusei-u | 15 | 12 | 180 |
多目的部門
| score順位 | チーム名 | mop-1 score |
|---|---|---|
| 1 | kuniaki.satori | 312893160035960.00 |
| 2 | liu-zhen | 249799557939000.00 |
| 3 | shu111101 | 246308159290500.00 |
| 4 | ytachioka | 240287574621000.00 |
| 5 | mamoru_d | 192094264184399.88 |
| 6 | Azuma86 | 172117385046740.25 |
| 7 | soray677 | 0.00 |
| 8 | middlenishi1997 | null |
スケジュール
| イベント | 日時 | アナウンス |
|---|---|---|
| Webサイト公開 | 2023年10月10日（火）17:00 | 本ページ |
| 練習問題公開 | 2023年10月10日（火）17:00 | こちら |
| 競技開始 | 2023年10月21日（土）12:00 | 本ページ，進化計算学会ML |
| 競技終了 | 2023年12月17日（日）23:59 | 本ページ |
| 結果発表 | 2023年12月22日（金）午前 | 進化計算シンポジウム2023（現地開催） |
結果発表に参加するためには，進化計算シンポジウム2023へのお申込みが必要です．詳しくは進化計算シンポジウム2023のページをご覧ください．
進化計算シンポジウム2023には参加せず，進化計算コンペティション2023のみ聴講する場合は，こちらから聴講申込をしてください．コンペティションの聴講のみの参加は無料です．
進化計算シンポジウム2023にも参加される場合は，進化計算シンポジウム2023へのお申込みが必要です．詳しくは進化計算シンポジウム2023のページをご覧ください．シンポジウムの参加には参加費が必要です．
参加方法
どなたでも無料で参加できます．下記の手順でご参加ください．
- チュートリアルにしたがってOptHubアカウントを作成する．（すでにアカウントをお持ちの方は作成不要です）
- 参加登録フォームから参加登録する．（チーム参加の場合は代表者1名がご登録ください）
- 参加したい部門の競技すべてに解を送信する．
コンペティションは単目的部門と多目的部門に別れており，各アカウントはいずれか一方または両方の部門に参加することができます．1つの部門は複数の競技からなり，参加した部門のすべての競技に解を送信する必要があります．
1人で参加することも，複数人が1チームとして参加することもできます．1チームの人数に制限はありません．チームで参加する場合は，代表者1人がアカウントを作成し，参加登録フォームを記入してください．１人の参加者が複数のチームに所属することはできません．ただしスーパーバイザーは禁止事項に違反しない範囲で複数のチームにアドバイスできます．Q&Aもご覧ください．
==過去のコンペに参加された方へ==
過去に作成したアカウントは引き続きお使いいただけます．既存のアカウントで参加登録し，クライアントツールを最新版に更新してプレイしていただきますようお願いいたします．
禁止事項
以下に違反した場合は失格となります．
- 1人で複数のアカウントを作成してはいけません．
- アカウントおよびアクセストークンを他人に譲渡してはいけません．
- 競技期間中は，サーバに送受信したデータおよびその派生物（データを使って構築した応答曲面やソルバプログラム等）をチームメンバー以外の人に教えてはいけません．また，SNS等の不特定多数が閲覧できる場所に公開してはいけません．
- コンペティションに関するソフトウェアをリバースエンジニアリングしてはいけません．
- 悪意をもってコンペティションサーバを停止または不安定化する行為をしてはいけません．
結果発表について
12月22日のプログラム（暫定）
| 時間 | 内容 | 発表者 |
|---|---|---|
| 10:00--10:05 | 開催趣旨の説明 | 濱田 直希（KLab株式会社） |
| 10:05--10:20 | コンペ問題の説明 | 榊原 一紀（富山県立大学） |
| 10:30--11:30 | 参加者の発表 | 各参加者 |
| 11:30--12:00 | 結果の総括およびディスカッション | 濱田 直希（KLab株式会社） |
※参加者の発表はポスター形式とします．A0サイズのポスターボードに掲載し，単目的部門・多目的部門それぞれ25分のポスターセッションにてご発表いただきます．
表彰
単目的部門・多目的部門のそれぞれに複数の賞を用意します．受賞者には進化計算学会から表彰がございます．詳しくは後日発表いたします．
参加者へのお願い
- 参加者には，結果発表においてポスター発表をお願いします．以下の点について説明してください．ポスターのPDFを12月20日までに参加登録フォームにアップロードしてください．当日はポスターを印刷してご持参ください．
- 利用したアルゴリズムの説明
- 工夫した点
- 結果（省略可）
- 「結果の総括」において，皆さまから提出していただいたデータの比較を行いますのでご了承ください．
- 実問題の研究を促進するために，皆さまから提出していただいたデータは後日コンペサーバ上で公開させていただきます．特にご希望がなければ，データの所有権はデータを送信したアカウントの所有者に帰属するものとし，ライセンスはクリエイティブコモンズ 表示 - 継承 4.0とさせていただきます．これは，誰もが皆さまのデータを利用して研究を行ったり，論文を執筆したりできることを意味します．データの非公開や異なるライセンスでの公開をご希望でしたら参加登録フォームよりお知らせください．
コンペティションの概要
問題の概要については説明スライドをご覧ください．
単目的部門
sop-1とsop-2の2問を解いてください．練習問題としてsop-practiceを用意しています．練習問題は順位には影響ありません．
総合順位はsop-1とsop-2のスコア（score）の積が小さい順番になります．
総合順位は「sop-1の順位とsop-2の順位の積」が小さい順番になります．
- トップ賞：総合順位が1位のチーム
- 準トップ賞：総合順位が2位のチーム
- 産業応用特別賞：シンポジウムでの参加者の発表に基づき，出題者から1チームに贈ります．
多目的部門
mop-1の1問を解いてください．練習問題としてmop-practiceを用意しています．練習問題は順位には影響ありません．
総合順位はmop-1のスコア（score）が大きい順番になります．
- トップ賞：総合順位が1位のチーム
- 準トップ賞：総合順位が2位のチーム
- 産業応用特別賞：シンポジウムでの参加者の発表に基づき，出題者から1チームに贈ります．
Q & A
Q1. 進化計算を使って解かなければいけませんか？
A. どんな方法で解いても構いません．人手でいくつか解を送って様子をみたり，応答曲面を構築したり，途中でソルバーを打ち切って再スタートすることもできます．ホワイトボックスな関数については，ご自身でプログラムを組んで好きなだけ評価しても構いません．要するに，禁止事項に抵触しない限りは何でもアリです．もし判断に迷うことがあれば，お問合せ先までご質問ください．
Q2. 間違って解データを送信してしまいました．やり直せますか？
A. 今年のコンペは一定の評価回数で競うため，一度送信したデータを取り消すことはできません．デモ問題で十分にテストしてから本番の問題を解くようにしてください．
Q3. 問題を解いている最中にソルバープログラム（またはコンペサーバ）が落ちました．途中から再開できますか？
A. 一度送信したデータはサーバに記録されており，opt list solutionsコマンドで取得できます．しかし，ソルバーを同じ状態から再開するためには，ソルバーの状態変数や乱数種なども復元する必要があるはずです．これらはご自身で定期的にファイルに保存するなどして，突然のトラブルに備えてください．
Q4. コンペ運営に関わっている教員とその学生はコンペに参加できますか？
A. 参加できます．幹事長以外の委員は，問題を解くうえで有利になるようなインサイダー情報は知ることができません．そのため，運営に関わる教員やその学生であっても，一般参加者と同じ公平な条件で参加できます．
Q5. 教員が学生を指導する等の目的で複数のチームに参加することはできますか？
A. 「スーパーバイザー」の立場で参加できます．教員に限らず，どなたでもスーパーバイザーになることができます．スーパーバイザーは，あるチームで知りえた非公開情報（使っている最適化手法やその解データなど）を他のチームに教えてはいけません．アドバイスの内容は，個々のチームが知りえた情報だけから分かることに限定してください．
Q6. アカウントを削除できますか？
A. 競技期間終了後に削除できます．お問合せ先までご連絡ください．なお，アカウントを削除すると，そのアカウントで送信したデータも削除されます．
Q7. 解は並列に送信できますか？
A. 複数の問題に同時に解を送信することもできますし，同じ問題に複数の解を同時に送信することもできます．並列数に上限はありません．解はサーバに登録された順番に評価されます．解を並列に送信するには，以下のような方法があります．
- 複数の端末を起動してそれぞれで
opt submitコマンドを実行する． - 1つの端末で複数の
opt submitコマンドをバックグラウンド実行する． opt submitコマンドに--no-waitオプションを指定する．この場合，サーバでの評価・採点を待たずにコマンドが終了します．評価・採点の結果を取得するには，しばらく待ってから以下のコマンドを実行します．
opt list solutions --limit 10000 --query "_and: [{ match_id: { _eq: MATCH } }, { owner: { name: { _eq: USER } } }]"
ここでMATCHには競技IDを，USERにはあなたのユーザ名を入力します.
お問合せ先
進化計算学会 実世界ベンチマーク問題分科会
sig-rbp@googlegroups.com
Competition Host
jpnsec
ID
eccomp2023