Local search algorithms generation
Génération d'algorithmes de recherche locale
Résumé
Solving an optimization problem is about finding the best possible solutions. To achieve this, a common approach is to use specific algorithms, usually designed for specific classes of problems. However, this approach suffers from two disadvantages. First with each new type of problem, a new algorithm often has to be defined, which is a lengthy process, requiring knowledge of the prop- erties of the problem in question. Then, if these algorithms are only tested on certain instances of the problem, it is possible that they turn out to be too specific and therefore ultimately less efficient on all the instances of the class. In this thesis work, we explore the possibility of automatically generating optimization algorithms for a given problem. The generation process remains sufficiently generic while the algorithms thus produced can be very specific in order to be as efficient as possible. More precisely, we develop simple neighborhood search algorithms via the evaluation functions that they use to explore the problem solution space. The evolutionary process implicitly makes it possible to adapt the search landscape to the basic solution strategy, while maintaining consistency with the initial objective function of the problem to be solved. This generation process is tested on two classes of problems whose difficulties are very different, and obtains encouraging results. This experiment is completed by an analysis of the generation process and of the algorithms thus generated.
Résoudre un problème d’optimisation consiste à en trouver les meilleures solutions possibles. Pour y parvenir, une approche commune est d’utiliser des algorithmes spécifiques, en général conçus pour des classes de problèmes précises. Cette approche souffre néanmoins de deux désavantages. D’abord à chaque nouveau type de problème, un nouvel algorithme doit souvent être défini, ce qui est un processus long, nécessitant une connaissance des propriétés du problème en question. Ensuite, si ces algorithmes ne sont testés que sur certaines instances du problème, il est possible qu’ils s’avèrent trop spécifiques et donc finalement moins performants sur l’ensemble des instances de la classe. Dans ce travail de thèse, nous explorons la possibilité de générer automatiquement des algorithmes d’optimisation pour un problème donné. Le processus de génération reste suffisamment générique tan dis que les algorithmes ainsi produits peuvent être très spécifiques afin d’être les plus efficaces possibles. Plus précisément, nous faisons évoluer de simples algorithmes de recherche par voisinage via les fonctions d’évaluation qu’ils utilisent pour explorer l’espace des solutions du problème. Le processus évolutionnaire permet implicitement d’adapter le paysage de recherche à la stratégie de résolution basique, tout en conservant une cohérence avec la fonction objectif initiale du problème à résoudre. Ce processus de génération est testé sur deux classes de problèmes dont les difficultés sont très différentes, et obtient des résultats encourageants. Cette expérimentation est complétée par une analyse du processus de génération et des algorithmes ainsi générés.
Origine : Version validée par le jury (STAR)