Common Attribute Selection Problem: Formulation, Algorithm and Heuristic

@article{ART001262084},
author={ 김길선 and 김학진 },
title={Common Attribute Selection Problem: Formulation, Algorithm and Heuristic},
journal={한국생산관리학회지},
issn={1229-831X},
year={2008},
volume={19},
number={2},
pages={123-146},
doi={10.21131/kopoms.19.2.200806.123},
url={http://dx.doi.org/10.21131/kopoms.19.2.200806.123}

TY - JOUR
AU - 김길선
AU - 김학진
TI - Common Attribute Selection Problem: Formulation, Algorithm and Heuristic
T2 - 한국생산관리학회지
PY - 2008
VL - 19
IS - 2
PB - 한국생산관리학회
SP - 123-146
SN - 1229-831X
AB - 본 연구는 복수의 제품속성을 이용한 제품군의 디자인에서의 공통속성을 선택하는 문제를 다루고 있다. 본 연구는 수익최대화를 목적함수로 하는 공통속성의 선택문제를 제안하고 있으며 이를 비선형 정수조합 최적화문제로 모형화하였다. 분석결과를 통해 본 연구가 다루는 문제가 NP-complete임을 보이고, 이러한 복잡한 문제의 해를 찾기 위해 효율적인 휴리스틱 절차를 제시하였다. 본 연구가 제안하는 휴리스틱은 먼저 기존연구결과를 토대로 문제자체가 이진정수계획모형으로 축소 전환될 수 있음을 보여준다. 그 축소 전환된 문제는 여전히 NP-complete이지만, 본 연구가 제시하는 해법은 최적해를 찾는데 사용될 경우 항상 전역최적해를 구할 수 있음을 보인다. 비선형정수조합최적화문제는 전역최적해를 찾아내는 일반적인 해법이 존재하지 않는 점을 감안 할 때, 본 연구는 그러한 면에서 일정부분 공헌을 하고 있다. 그러나 제시된 해법이 최적화를 찾는데 걸리는 시간이 문제의 크기에 따라서는 상당할 수 있기 때문에, 이진정수들을 대상으로 휴리스틱 절차를 통해 해를 찾아내는 탐욕적(greedy)절차를 제안한 뒤 실험을 통해 이 절차의 성능을 검증하였다. 제안된 탐욕적 휴리스틱 절차의 성과를 상대평가하기 위하여, 수리적 분석과정에서 얻은 문제구조에 대한 이해를 바탕으로 두 번째 휴리스틱절차도 같이 제시되었으며 그 성능도 같이 평가하였다. 실험결과에 따르면 두 휴리스틱은 상당히 우수한 성능을 보였는데, 사용된 2,400개의 예시문제들을 대상으로 했을 때 평균 99.85%와 97.58%의 최적해 대비 성능을 나타내었다. 특히, 탐욕적 휴리스틱은 두 번째 휴리스틱에 비해 훨씬 나은 최악(worst-case)성과를 보여주었다.
KW - Product Line Design, Commonality, Modeling, Heuristic, Computational Study
DO - 10.21131/kopoms.19.2.200806.123
UR - http://dx.doi.org/10.21131/kopoms.19.2.200806.123
ER -

김길선 and 김학진 (2008). Common Attribute Selection Problem: Formulation, Algorithm and Heuristic. 한국생산관리학회지, 19( 2), 123- 146.

김길선 and 김학진 . 2008, “Common Attribute Selection Problem: Formulation, Algorithm and Heuristic”, 한국생산관리학회지, vol. 19, no. 2, pp. 123-146. Available from: doi:10.21131/kopoms.19.2.200806.123

김길선 김학진 et al. “Common Attribute Selection Problem: Formulation, Algorithm and Heuristic” 한국생산관리학회지 19.2 pp. 123-146 (2008): 123.

김길선 , 김학진 . Common Attribute Selection Problem: Formulation, Algorithm and Heuristic 한국생산관리학회지 [Internet]. 2008; 19( 2), : 123-146. Available from: doi:10.21131/kopoms.19.2.200806.123

김길선 and 김학진 . “Common Attribute Selection Problem: Formulation, Algorithm and Heuristic” 한국생산관리학회지 19, no.2 (2008): 123-146. doi: 10.21131/kopoms.19.2.200806.123

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Common Attribute Selection Problem: Formulation, Algorithm and Heuristic

한국생산관리학회지

약어 : -

2008, vol.19, no.2, pp.123 - 146

DOI : 10.21131/kopoms.19.2.200806.123

발행기관 : 한국생산관리학회

연구분야 : 경영학

김길선¹ , 김학진²

¹서강대학교

²연세대학교

인용한 논문 수 : 3 서지 간략 보기

초록

본 연구는 복수의 제품속성을 이용한 제품군의 디자인에서의 공통속성을 선택하는 문제를 다루고 있다. 본 연구는 수익최대화를 목적함수로 하는 공통속성의 선택문제를 제안하고 있으며 이를 비선형 정수조합 최적화문제로 모형화하였다. 분석결과를 통해 본 연구가 다루는 문제가 NP-complete임을 보이고, 이러한 복잡한 문제의 해를 찾기 위해 효율적인 휴리스틱 절차를 제시하였다. 본 연구가 제안하는 휴리스틱은 먼저 기존연구결과를 토대로 문제자체가 이진정수계획모형으로 축소 전환될 수 있음을 보여준다. 그 축소 전환된 문제는 여전히 NP-complete이지만, 본 연구가 제시하는 해법은 최적해를 찾는데 사용될 경우 항상 전역최적해를 구할 수 있음을 보인다. 비선형정수조합최적화문제는 전역최적해를 찾아내는 일반적인 해법이 존재하지 않는 점을 감안 할 때, 본 연구는 그러한 면에서 일정부분 공헌을 하고 있다. 그러나 제시된 해법이 최적화를 찾는데 걸리는 시간이 문제의 크기에 따라서는 상당할 수 있기 때문에, 이진정수들을 대상으로 휴리스틱 절차를 통해 해를 찾아내는 탐욕적(greedy)절차를 제안한 뒤 실험을 통해 이 절차의 성능을 검증하였다. 제안된 탐욕적 휴리스틱 절차의 성과를 상대평가하기 위하여, 수리적 분석과정에서 얻은 문제구조에 대한 이해를 바탕으로 두 번째 휴리스틱절차도 같이 제시되었으며 그 성능도 같이 평가하였다. 실험결과에 따르면 두 휴리스틱은 상당히 우수한 성능을 보였는데, 사용된 2,400개의 예시문제들을 대상으로 했을 때 평균 99.85%와 97.58%의 최적해 대비 성능을 나타내었다. 특히, 탐욕적 휴리스틱은 두 번째 휴리스틱에 비해 훨씬 나은 최악(worst-case)성과를 보여주었다.

키워드

Product Line Design, Commonality, Modeling, Heuristic, Computational Study

참고문헌(17)

[학술지] Desai, P. / 2001 / Product Differentiation and Commonality in Design: Balancing Revenue and Cost Drivers / Management Science 47 (1) : 37 ~ 51
[학술지] Fortune / 1983 / Will Success Spoil General Motors 108 (4) : 94 ~ 104
[학술지] Gerchak, Y. / 1988 / Component Commonality with Service Level Requirements / Management Science 34 (6) : 753 ~ 760
[학술지] Heese, H. S. / 2006 / Product Line Design with Component Commonality and Cost-reduction Effort / Manufacturing & Service Operations Management 8 (2) : 206 ~ 219
[학술지] Kim, K. / 2000 / Commonality in Product Design: Cost saving, Valuation Change, and Cannibalization / European Journal of Operational Research 125 : 602 ~ 621
[기타] Kim, K. / 2007a / Commonality in Product Design in Horizontal Preference Structure, Working paper
[기타] Kim, K. / 2007b / Commonality in Product Design with Multiple Custom and Common Attributes, Working Paper
[학술지] Krishnan, V. / 2001 / Appropriateness and Impact of Platform based Product Development / Management Science 47 (1) : 52 ~ 68
[기타] Lee, H. L. / 1994 / Designing Products and Processes for Postponement, Management of Design.Kluwer Academic Publishers: Boston, 105-122.
[단행본] Meyer, M. H. / 1997 / Power of Product Platforms / The Free Press
[학술지] Miller, S. / 1999 / VW Sows Confusion with Common Pattern for Models / Wall Street Journal
[학술지] Moorthy, K. S. / 1984 / Market Segmentation, Self-selection, and Product Line Design / Marketing Science 3 (4) : 288 ~ 307
[학술지] Muffatto, M. / 1999 / Platform Strategies in International New Product Development / International Journal of Operations and Production Management 19 (5) : 449 ~ 459
[학술지] Sanchez, R. / 1997 / Modularity, Flexibility, and Knowledge Management in Product and Organization Design / IEEE Engineering Management 25 (4) : 50 ~ 61
[단행본] Sanderson, S. W. / 1997 / Managing Product Family / Irwin
[단행본] Smith, P. G. / 1991 / Developing Products in Half the Time / Van Nostrand
[기타] Ulrich, K. T. / 1991 / Fundamentals of Product Modularity, Issues in Design Manufacturing/Integration, ASMEDE 39, 73-79