Optymalizacja. Algorytmy dokładne

Podobne dokumenty
Optymalizacja. Algorytmy dokładne

Algorytmy i struktury danych.

Modele i narzędzia optymalizacji w systemach informatycznych zarządzania

Programowanie dynamiczne. Tadeusz Trzaskalik

Programowanie liniowe całkowitoliczbowe. Tadeusz Trzaskalik

Struktury danych i złożoność obliczeniowa Wykład 5. Prof. dr hab. inż. Jan Magott

Optymalizacja. Przeszukiwanie tabu

Schemat programowania dynamicznego (ang. dynamic programming)

Optymalizacja. Przeszukiwanie tabu

Zadania laboratoryjne i projektowe - wersja β

Optymalizacja. Przeszukiwanie lokalne

Struktury danych i złożoność obliczeniowa Wykład 2. Prof. dr hab. inż. Jan Magott

Wstęp do programowania

Agenda. Politechnika Poznańska WMRiT ZST. Piotr Sawicki Optymalizacja w transporcie 1. Kluczowe elementy wykładu. WPROWADZENIE Cel i zakres wykładu.

Politechnika Gdańska Wydział Elektrotechniki i Automatyki Katedra Inżynierii Systemów Sterowania

[1] E. M. Reingold, J. Nievergelt, N. Deo Algorytmy kombinatoryczne PWN, 1985.

Ćwiczenia laboratoryjne - Dobór optymalnego asortymentu produkcji programowanie liniowe. Logistyka w Hutnictwie Ćw. L.

zadaniem programowania liniowego całkowitoliczbowego. nazywamy zadaniem programowania liniowego 0-1. Zatem, w

Wstęp do programowania

Optymalizacja. Wybrane algorytmy

Struktury danych i złożoność obliczeniowa Wykład 7. Prof. dr hab. inż. Jan Magott

Wstęp do programowania

Programowanie dynamiczne i algorytmy zachłanne

BADANIA OPERACYJNE I TEORIE OPTYMALIZACJI. Zagadnienie transportowe

Programowanie liniowe całkowitoliczbowe

Programowanie liniowe

Optymalizacja systemów

Tomasz M. Gwizdałła 2012/13

Optymalizacja. Symulowane wyżarzanie

Elementy Modelowania Matematycznego

Rozdział 9 PROGRAMOWANIE DYNAMICZNE

Algorytmika Problemów Trudnych

Optymalizacja systemów

Programowanie liniowe. Tadeusz Trzaskalik

Modele i narzędzia optymalizacji w systemach informatycznych zarządzania

Badania operacyjne egzamin

Politechnika Wrocławska, Wydział Informatyki i Zarządzania. Optymalizacja

Metody Ilościowe w Socjologii

Temat: Algorytmy zachłanne

ZALICZENIE WYKŁADU: 30.I.2019

Zadanie laboratoryjne "Wybrane zagadnienia badań operacyjnych"

Programowanie nieliniowe

METODY OPTYMALIZACJI. Tomasz M. Gwizdałła 2018/19

Techniki optymalizacji

Efektywność Procedur Obliczeniowych. wykład 5

Algorytmy metaheurystyczne podsumowanie

Algorytmy ewolucyjne optymalizacji wielokryterialnej sterowane preferencjami decydenta

Badania operacyjne. Dr hab. inż. Adam Kasperski, prof. PWr. Pokój 509, budynek B4 Materiały do zajęć dostępne na stronie:

Zadanie 5 - Algorytmy genetyczne (optymalizacja)

Badania Operacyjne Ćwiczenia nr 5 (Materiały)

Rozdział 6 PROGRAMOWANIE WYPUKŁE I KWADRATOWE

Problemy z ograniczeniami

Algorytmy i struktury danych

WSPOMAGANIE DECYZJI - MIŁOSZ KADZIŃSKI LAB IV ZBIORY PRZYBLIŻONE I ODKRYWANIE REGUŁ DECYZYJNYCH

Definicja problemu programowania matematycznego

1 Programowanie całkowitoliczbowe PLC

Programowanie liniowe całkowitoliczbowe

Wybrane podstawowe rodzaje algorytmów

PROBLEM: SORTOWANIE PRZEZ ODWRÓCENIA METODA: ALGORYTMY ZACHŁANNE

Algorytmy równoległe: ocena efektywności prostych algorytmów dla systemów wielokomputerowych

Projektowanie i analiza algorytmów

Ekonometria - ćwiczenia 10

TEORIA GRAFÓW I SIECI

Sprawiedliwość i efektywność tradycyjnych i skomputeryzowanych metod organizacji masowego naboru do szkół średnich

METODA SYMPLEKS. Maciej Patan. Instytut Sterowania i Systemów Informatycznych Uniwersytet Zielonogórski

Programowanie celowe #1

Zagadnienia programowania liniowego dotyczą modelowania i optymalizacji wielu problemów decyzyjnych, na przykład:

etody programowania całkowitoliczboweg

Optymalizacja. Programowanie Matematyczne

Rozdział 2 PROGRAMOWANIE LINIOWE CAŁKOWITOLICZBOWE

ZAGADNIENIA PROGRAMOWANIA LINIOWEGO

OPTYMALIZACJA W LOGISTYCE

Przykªady problemów optymalizacji kombinatorycznej

Problemy optymalizacyjne - zastosowania

Wykład VII. Kryptografia Kierunek Informatyka - semestr V. dr inż. Janusz Słupik. Gliwice, Wydział Matematyki Stosowanej Politechniki Śląskiej

Indeksy w bazach danych. Motywacje. Techniki indeksowania w eksploracji danych. Plan prezentacji. Dotychczasowe prace badawcze skupiały się na

Metody selekcji cech

Indukowane Reguły Decyzyjne I. Wykład 3

Agenda. Politechnika Poznańska WMRiT ZST. Piotr Sawicki Optymalizacja w transporcie 1. Kluczowe elementy wykładu. WPROWADZENIE Cel i zakres wykładu.

Ćwiczenia laboratoryjne - 7. Problem (diety) mieszanek w hutnictwie programowanie liniowe. Logistyka w Hutnictwie Ćw. L. 7

Rozdział 3 ZADANIE TRANSPORTOWE I PROBLEM KOMIWOJAŻERA

Wspomaganie Zarządzania Przedsiębiorstwem Laboratorium 02

Wykład 6. Programowanie liniowe

Badania operacyjne. Dr Michał Kulej. Pokój 509, budynek B4 Forma zaliczenia wykładu: egzamin pisemny.

1. Który z warunków nie jest właściwy dla powyższego zadania programowania liniowego? 2. Na podstawie poniższej tablicy można odczytać, że

Badania operacyjne: Wykład Zastosowanie kolorowania grafów w planowaniu produkcji typu no-idle

ZAGADNIENIE TRANSPORTOWE

9.9 Algorytmy przeglądu

Metody numeryczne Wykład 4

Metody systemowe i decyzyjne w informatyce

Kombinatoryczne problemy optymalizacyjne to problemy wyboru najlepszego rozwiązania z pewnego zbioru rozwiązań

Agenda. Optymalizacja w transporcie. Piotr Sawicki WIT PP, ZST 1. Kluczowe elementy wykładu. WPROWADZENIE Cel i zakres wykładu.

[1] R. K. Ahuja, T. L. Magnanti, J. B. Orlin, Network Flows: Theory, Algorithms, and Applications, Prentice Hall, 1993.

Agenda. Optymalizacja w transporcie. Piotr Sawicki WIT PP ZST 1. Kluczowe elementy wykładu. WPROWADZENIE Cel i zakres wykładu.

Przykłady wybranych fragmentów prac egzaminacyjnych z komentarzami Technik technologii ceramicznej 311[30]

Przedsiębiorczość i Podejmowanie Ryzyka. Zajęcia 1

OPTYMALIZACJA DYSKRETNA

Algorytmy równoległe: ocena efektywności prostych algorytmów dla systemów wielokomputerowych

Definicje PN ISO Definicje PN ISO 3951 interpretacja Zastosowanie normy PN-ISO 3951:1997

Transkrypt:

dr hab. inż. Instytut Informatyki Politechnika Poznańska www.cs.put.poznan.pl/mkomosinski, Maciej Hapke

Organizacja zbioru rozwiązań w problemie SAT Wielokrotny podział na dwia podzbiory: x 1 = T, x 1 = F,...

Organizacja zbioru rozwiązań w problemie TSP

Jeśli w drzewie umieścimy rozwiązania niekompletne (częściowe)... Czy można jakoś ograniczyć przeglądanie takiego drzewa? Tak można nie przeglądać gałęzi prowadzących tylko do rozwiązań niedopuszczalnych Tak można nie przeglądać gałęzi, w których nie istnieje rozwiązanie lepsze od już znalezionego

Problem plecakowy zapis matematyczny Zmienne x i {0, 1} 1 jeżeli element i jest umieszczany w plecaku Maksymalizuj i x ic i Przy ograniczeniu: i x iw i W Problem plecakowy jest NP-trudny

Metoda podziału i ograniczeń Branch & Bound Konstruowanie rozwiązania jest widziane jak przeglądanie drzewa. Np. dla problemu plecakowego: {0,0,0,0} {1,0,0,0} {1,1,0,0} {0,1,0,0} {1,0,0,1} {1,1,1,0} {1,1,0,1} {1,0,1,0} {0,1,1,0} {0,1,0,1} {1,1,1,1} {1,0,1,1} {0,1,1,1}

Górna (dolna) granica upper (lower) bound Górna granica wartość, której na pewno nie przekroczy funkcja celu dla żadnego z rozwiązań, w których ustalono pewne elementy (np. pewne zmienne decyzyjne) Np. jaka jest górna granica dla rozwiązań, w których x 1 = 1 i x 5 = 1? Górna granica nie musi być, i z reguły nie jest, osiągalna przez żadne rozwiązanie Znajdowanie górnej granicy jest zależne od problemu

Znajdowanie górnej granicy dla problemu plecakowego Załóżmy, że do plecaka możemy wkładać części elementów Posortuj elementy według stosunku c i /w i Wkładaj do plecaka elementy rozpoczynając od elementu o największym stosunku c i /w i aż do zapełnienia plecaka. Ostatni element może zostać włożony częściowo.

Przykład. Pojemność plecaka = 10 Element i w i c i Stosunek c i /w i 1 3 5 1.666667 2 6 5 0.833333 3 5 4 0.8 4 2 1.5 0.75 3 1 0.333333 4 1 0.25 Górna granica = 5 + 5 + 1 5 4 = 10.8

Znajdowanie górnej granicy dla problemu plecakowego Jeżeli pewne części rozwiązania są już ustalone (elementy są wybrane 1, lub nie 0), to rozpatrujemy tylko pozostałe elementy Np. jeśli zadecydowaliśmy, że nie umieszczamy elementu 1, a element 2 jest już w plecaku i mamy 4 jednostki wolne: 3 4 Górna granica = 5 + 4 5 4 = 8.2

Metoda podziału i ograniczeń Jeżeli dla danej gałęzi drzewa górna granica jest niższa od znanego już rozwiązania, to gałąź tę można pominąć.

B&B przykład {0,0,0,0,0,0} C=0, GG=10.8 {1,0,0,0,0,0} C=5, GG=10.8 {0,1,0,0,0,0} C=5, GG=8.2 {1,1,0,0,0,0} C=10, GG=10.8 {1,0,1,0,0,0} C=9, GG=10.5 {1,0,0,1,0,0} C=6.5, GG=8 {1,0,0,0,1,0} C=6, GG=7 Niedopuszczalność {1,0,1,1,0,0} C=10.5, GG=10.5 Niedopuszczalność

Branch & Bound produkcja Znajdź przydział, który maksymalizuje łączną wydajność. Wydajność c ij : Wyrób Stanowisko 1 2 3 4 A 2 10 9 7 B 15 4 14 8 C 13 14 16 11 D 4 15 13 9 1 Sformułuj ogólne zadanie 2 Zaproponuj algorytm jego rozwiązania 3 Zastosuj go do powyższej instancji problemu. B.O.D.I., zad. 2.21

Stosowane do wieloetapowych procesów decyzyjnych z właściwością Markowa WPD: N stanów (s i ), N decyzji (x i ), s k = T (s k 1, x k 1 ) Właściwość Markowa: w dowolnym stanie procesu, wpływ dalszych decyzji na funkcję celu zależy tylko od bieżącego stanu i tych decyzji (historia nie wpływa) Na przykład z = f 1 (s 1, x 1 ) +... + f N (s N, x N ) Wiele zadań optymalizacji da się sprowadzić do (potraktować jak) WPD z właściwością Markowa. B.O.D.I., str. 91 94

przykład Zadanie: jednowymiarowy proces alokacyjny. Rozdziel M = 8 jednostek zasobu na N = 3 działalności (zyski podane w tabeli) tak, aby zmaksymalizować całkowity zysk. x 0 1 2 3 4 5 6 7 8 f 1 (x) 0 5 15 40 80 90 95 98 100 f 2 (x) 0 5 15 40 60 70 73 74 75 f 3 (x) 0 4 26 40 45 50 51 52 53 1 Sformułuj ogólne zadanie 2 Zaproponuj sposób jego dekompozycji dla PD 3 Rozwiąż powyższą instancję problemu. B.O.D.I., str. 91 94

[obliczenia] x 0 1 2 3 4 5 6 7 8 f 1 (x) 0 5 15 40 80 90 95 98 100 f 2 (x) 0 5 15 40 60 70 73 74 75 f 3 (x) 0 4 26 40 45 50 51 52 53 x 0 1 2 3 4 5 6 7 8 q 3 (x) d 3 (x) q 2 (x) d 2 (x) q 1 (x) d 1 (x)