Exact Combinatorial Optimization with Graph Convolutional Neural Networks

Ferroni, Nicola (2019) Exact Combinatorial Optimization with Graph Convolutional Neural Networks. [Laurea magistrale], Università di Bologna, Corso di Studio in Ingegneria informatica [LM-DM270]
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Abstract

Combinatorial optimization problems are typically tackled by the branch-and-bound paradigm. We propose to learn a variable selection policy for branch-and-bound in mixed-integer linear programming, by imitation learning on a diversified variant of the strong branching expert rule. We encode states as bipartite graphs and parameterize the policy as a graph convolutional neural network. Experiments on a series of synthetic problems demonstrate that our approach produces policies that can improve upon expert-designed branching rules on large problems, and generalize to instances significantly larger than seen during training.

Abstract
Tipologia del documento
Tesi di laurea (Laurea magistrale)
Autore della tesi
Ferroni, Nicola
Relatore della tesi
Correlatore della tesi
Scuola
Corso di studio
Ordinamento Cds
DM270
Parole chiave
deep learning,machine learning,neural network,graph convolutional network,intelligenza artificiale,artificial intelligence,operation research,combinatorial optimization,branch and bound,optimization,reinforcement learning,mixed-integer linear programming,integer programming,linear programming,milp
Data di discussione della Tesi
14 Marzo 2019
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