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Generalizing Beyond Suboptimality: Offline Reinforcement Learning Learns Effective Scheduling through Random Data

Created by
  • Haebom

저자

Jesse van Remmerden, Zaharah Bukhsh, Yingqian Zhang

개요

본 논문은 작업장 스케줄링 문제(JSP)와 유연 작업장 스케줄링 문제(FJSP)에 대한 효율적인 스케줄링 정책을 학습하기 위해 새로운 오프라인 강화학습 알고리즘인 Conservative Discrete Quantile Actor-Critic (CDQAC)을 제시합니다. 기존 온라인 강화학습 기반 방법들의 단점인 많은 시뮬레이션 상호작용 필요성과 낮은 표본 효율성을 극복하기 위해, CDQAC는 기존 데이터로부터 직접 학습하며, 각 기계-작업 쌍의 수익 분포를 추정하여 정책을 업데이트합니다. 실험 결과, CDQAC는 다양한 데이터 소스로부터 학습하여 기존 휴리스틱 및 최첨단 오프라인/온라인 강화학습 알고리즘들을 능가하는 성능을 보이며, 적은 양의 학습 데이터만으로도 높은 성능을 달성하는 높은 표본 효율성을 나타냅니다. 흥미롭게도, CDQAC는 유전 알고리즘이나 우선순위 할당 규칙보다 무작위 휴리스틱으로 생성된 데이터로 학습했을 때 더 나은 성능을 보입니다.

시사점, 한계점

시사점:
오프라인 강화학습을 통해 JSP 및 FJSP 문제에 대한 효율적인 스케줄링 정책 학습 가능성 제시
기존 온라인 강화학습 방식의 한계점인 많은 상호작용 및 낮은 표본 효율성 문제 해결
CDQAC 알고리즘의 우수한 성능 및 높은 표본 효율성 검증
무작위 휴리스틱 데이터를 활용한 효과적인 학습 가능성 확인
한계점:
실제 산업 환경의 복잡성을 완벽하게 반영하지 못할 가능성 존재
사용된 데이터의 질에 따라 성능 차이가 발생할 수 있음 (무작위 데이터에 의존적인 측면)
알고리즘의 일반화 성능에 대한 추가적인 연구 필요
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