Abstract
This paper addresses the problem of the construction planning of artillery positions, for which we present an optimization model and propose a heuristic algorithm to solve problems of practical size. The artillery position construction plan includes the assignment of engineers to support the artillery and the schedule of the support team construction sequence. Currently, in the army, managers construct the plan based on their experience. We formulate the problem as a mixed integer program and present a heuristic that utilizes the decomposition of the mixed integer model. We tested the efficacy of the proposed algorithm by conducting computational experiments on both small-size test problems and large-size practical problems. The average optimality gap in the small-size test problem was 6.44% in our experiments. Also, the average computation time to solve the large-size practical problems consisting of more than 200 artillery positions was 79.8 seconds on a personal computer. The result of our computational experiments shows that the proposed approach is a viable option to consider for practical use.
본 논문은 포병진지 구축계획 문제의 효과적인 해결을 위해 해당 문제를 최적화 모형으로 형성하고, 현실규모 문제 해결을 위한 휴리스틱 알고리즘을 제시한다. 포병진지 구축계획은 공병부대의 지원 포병부대 결정과 공병 지원팀 편성, 편성된 공병 지원팀의 포병부대 지역 내 포병진지 구축일정을 수립하는 의사결정을 포함한다. 군에서는 포병진지 구축계획을 담당자의 경험적 지식을 바탕으로 수립한다. 본 논문에서는 공병부대의 포병진지 구축 일정계획 문제를 효과적으로 해결하기 위한 혼합정수계획 모형을 제안한다. 해당 모형의 목적은 공병 지원팀으로 구축이 요구되는 모든 포병진지를 구축 완료하는 데 걸리는 시간을 최소화하는 것이다. 또한, 현실규모 문제 해결을 위해 포병진지 구축계획 문제를 분할하여 해결하는 휴리스틱 알고리즘을 제안한다. 제한한 휴리스틱 알고리즘의 성능을 확인하기 위해 두 가지 실험을 실시한다. 제안한 휴리스틱 알고리즘은 소규모 문제를 이용한 최적해 근접성 실험에서 최적해 대비 평균 6.44% 오차범위의 해를 도출했으며, 포병진지 200개 이상인 문제를 이용한 현실규모 문제 해결 가능성 실험에서 문제를 해결하는 데 평균 79.8초가 소요되었다.