進化計算コンペティション2017
産業界で使える進化計算とは?

2017年12月9(土) 北海道茅部郡森町
主催:進化計算学会,宇宙航空研究開発機構

お知らせ
・コンペ申し込締切を延長しました(新たな〆切日: 2017年10月20日(金) )
・進化計算シンポジウム2017コンペティションのページを開設致しました。(2017/8/1)


コンペティション開催の趣旨
実社会における設計問題は多数の制約条件を持つことが多く,そのような問題で良質なパレート最適解を効率的に得ることができる設計最適化手法が必要とされています.このことから,2017年4月にマツダ(株),宇宙航空研究開発機構,東京理科大学から公開された「複数車種の同時最適化 ベンチマーク問題」(http://ladse.eng.isas.jaxa.jp/benchmark/index.html)を題材に進化計算シンポジウム2017にて,コンペティションを開催することになりました.コンペティションは単目的設計最適化 および多目的設計最適化の2部門とします.ふるってご応募ください.
会場とアクセス
進化計算シンポジウム2017の初日に実施します.会場とアクセスについては進化計算シンポジウム2017のページをご覧ください.

主なスケジュール
コンペティション申込み受付開始:2017年8月1日(火)
コンペティション申込み締切: 2017年10月6日(金) 2017年10月20日(金)
データ提出締切: 2017年11月24日(金)(締め切りの延長はありません)
コンペティション開催日:2017年12月9日(土)

暫定プログラム(変更の可能性があります)
10:30-10:40 開催の趣旨説明 大山聖(宇宙航空研究開発機構)
10:40-11:40 申込者からのプレゼン(1件あたり数分程度を予定)
11:40-11:50 結果の総括
11:50-12:00 表彰

申し込み方法
参加費は無料です.下記をご記入の上,メールでお申し込みください.
件名:進化計算シンポジウム2017コンペティション申し込み
本文:申込者の氏名,所属,メールアドレスと単目的部門・多目的部門のいずれへの申し込みかをご記入ください.
申込先: ec2017-competition@is-csse-muroran.sakura.ne.jp

ご注意ください
「複数車種の同時最適化ベンチマーク問題」(http://ladse.eng.isas.jaxa.jp/benchmark/index.html) を利用するためには誓約書をマツダ株式会社に提出し,承認を得る必要があります.仮にコンペ参加登録しても、マツダ側に誓約書が期日までに届いていない場合、無効(コンペに参加できない)となりますので,必ず事前の申請をお願いします.
また,成果発表を行う場合には事前に「成果発表申請書」をマツダ株式会社に提出し承認を得る必要がありますが,今回のコンペティションでの成果発表にかぎり例外的に成果発表に関する申請手続きは不要といたします(本ベンチマーク問題利用のための誓約書は必要ですのでご注意ください).
ただし,成果を進化計算シンポジウムで発表する場合は通常通り,事前に「成果発表申請書」をマツダ株式会社に提出し承認を得てください.
(詳細は,こちらをご覧ください).

表彰
・各部門(単目的最適化および多目的最適化)の優勝者には進化計算学会からの表彰を予定しています.
・このほか,産業利用にもっとも有益だと考えられたアルゴリズムに対して産業利用特別賞が進化計算シンポジウム2017実行委員長より贈られる予定です.


コンペティションの条件
(1) ベンチマーク問題:ベンチマークには「応答曲面法を用いた複数車種の同時最適化ベンチマーク問題」を利用します.
こちらのウェブサイトから各自で利用申請をお願いします. [ベンチマーク問題のウェブサイト] ( http://ladse.eng.isas.jaxa.jp/benchmark/index.html )
(2) 目的関数の評価回数の上限は30,000回とします.
(3) アルゴリズムに関する注意事項
 ・ベンチマーク問題に対し,何らかの解析的な勾配を利用すること(自動微分など)や応答曲面近似を使用することを固く禁止します.
  これは,本ベンチマークが本来的には勾配を解析的に計算することができない問題であるという前提に立っているためです(実際には,シミュレータを用いないと評価ができないため応答局面を用いています).
  ただし,差分近似および摂動勾配についてはその使用を認めます.
(4) 基準
 ・単目的最適化部門では質量が最も小さくなったアルゴリズムを最も優れているとします.共通部品点数には制約を課しません.
  質量は最終世代集団に含まれる解の最小値ではなく,最適化の過程で評価したすべての解の中で最も質量が小さかった解の質量値とします.
 ・多目的最適化部門ではハイパーボリューム(以下,HV)値が最も大きくなったアルゴリズムを最も優れているとします.
  HV値は最終世代集団の非劣解のHV値ではなく,最適化の過程で評価したすべての解から作る集合の非劣解のHV値とします.
(5) HV値を算出する際は目的関数を下記の式を使って正規化した上,参照点を(1.1,0)として計算してください.
- 質量     f1,HV= (f1-2.0)/(3.0-2.0)= f1-2.0
- 共通部品点数 f2,HV= (f2-0)/(74-0) = f2/74
(6) 乱数を変えた21試行を実施し,その中央値となる質量(単目的)またはHV値(多目的)で評価をします.

提出いただくデータ(単目的最適化部門)

※(a3)〜(a5)の提出は任意です.提出いただかなくてもコンペティションの結果には影響しませんが,産業利用特別賞の選考の参考にさせていただく場合があります.
【必ず提出いただくデータ】
(a1) 最適解(21試行の中央値)の質量
(a2) 最適解(21試行の中央値)の設計変数,制約条件,目的関数など(下記のフォーマットa2に従う)
【可能なら出していただきたいデータ】
(a3) 最適解(21試行の中央値)が得られた際の最適化履歴(世代数,評価回数,質量,共通部品点数,各世代で制約条件を満たした解の数)(下記のフォーマットa3に従う)
(a4) 最適解(21試行の最良値)の質量
(a5) 最適解(21試行の最良値)の設計変数,制約条件,目的関数など(下記のフォーマットa5に従う)

【フォーマットa2】
- ファイルフォーマットはcsvファイル
- ファイル名は s_opt_#_***.csv
(#は実数変数を使った場合はr,離散変数の場合はd,***は半角アルファベットで記載したグループ名)
- ベンチマーク問題の計算例(2017/04/04版)にあるpareto.csvの書式に従って最適解の目的関数値,設計変数値,制約条件値などを記載(ランクは不要です)

【フォーマットa3】
- ファイルフォーマットはcsvファイル
- ファイル名は s_his_#_***.csv
(#は実数変数を使った場合はr,離散変数の場合はd,***は半角アルファベットで記載したグループ名)
- 1列目に世代数,2列目に評価回数,3列目にその世代の最良質量値,4列目に各世代の実行可能解の数を記載.記載できない項目については0を入れてください

【フォーマットa5】
- ファイルフォーマットはcsvファイル
- ファイル名は s_bst_#_***.csv
(#は実数変数を使った場合はr,離散変数の場合はd,***は半角アルファベットで記載したグループ名)
- ベンチマーク問題の計算例(2017/04/04版)にあるpareto.csvの書式に従って最適解の目的関数値,設計変数値,制約条件値などを記載(ランクは不要です)

提出いただくデータ(多目的最適化部門)

※(b3)〜(b5)の提出は任意です.提出いただかなくてもコンペティションの結果には影響しませんが,産業利用特別賞の選考の参考にさせていただく場合があります.
【必ず提出いただくデータ】
(b1) HV値(21試行の中央値)
(b2) HV値(21試行の中央値)を算出する際に利用したすべての非劣解(劣解は除いてください)の設計変数,制約条件,目的関数など(フォーマットb2に従う)
【可能なら出していただきたいデータ】
(b3) HV値(21試行の中央値)が得られた際の最適化履歴(世代数,評価回数,各世代のHV値,その世代までに評価したすべての解から作るHV値,各世代で制約条件を満たした解の数)(フォーマットb3に従う)
(b4) HV値(21試行の最良値)
(b5) HV値(21試行の最良値)の設計変数,制約条件,目的関数など(フォーマットb5に従う)

【フォーマットb2】
- ファイルフォーマットはcsvファイル
- ファイル名は m_prt_#_***.csv
(#は実数変数を使った場合はr,離散変数の場合はd,***は半角アルファベットで記載したグループ名)
- ベンチマーク問題の計算例(2017/04/04版)にあるpareto.csvの書式に従ってHV値の計算に利用した非劣解の目的関数値,設計変数値,制約条件値などを記載

【フォーマットb3】
- ファイルフォーマットはcsvファイル
- ファイル名は m_his_#_***.csv
(#は実数変数を使った場合はr,離散変数の場合はd,***は半角アルファベットで記載したグループ名)
- 1列目に世代数,2列目に評価回数,3列目にその世代集団の作るHV値,4列目にその世代までに評価したすべて解の集合のHV値,5列目に各世代ですべての制約条件を満たした実行可能解の数

【フォーマットb5】
- ファイルフォーマットはcsvファイル
- ファイル名は m_bst_#_***.csv
(#は実数変数を使った場合はr,離散変数の場合はd,***は半角アルファベットで記載したグループ名)
- ベンチマーク問題の計算例(2017/04/04版)にあるpareto.csvの書式に従って最終世代のパレート最適解の目的関数値,設計変数値,制約条件値などを記載

ツール

(1) ベンチマーク問題が出力するファイルからの非劣解・HV値の算出については,下記のRのプログラムをご利用いただくことができます.
非劣解・HV値算出のためのRによる後処理プログラム(ver.02)
[Rの公式サイト] https://www.r-project.org/

データの提出方法
2017年11月24日(金) までに上述のデータを下記までメールでお送りください.
ec2017-competition(AT)is-csse-muroran.sakura.ne.jp((AT)を@に代えてください)

その他
(1) コンペティション参加者には,コンペティション会場にて数分程度のプレゼンテーションをお願いします.
・利用したアルゴリズムの説明(工夫した点を含む)
・結果の説明
について説明してください.
(2) 「結果の総括」において,みな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.
(3) 皆様から提出いただいたデータについてはベンチマーク問題のページに掲載させていただきますのでご了承ください.

お問合せ先

ec2017-competition(AT)is-csse-muroran.sakura.ne.jp((AT)を@に代えてください)
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