Metóda vetiev a hraníc (Branch and Bound Method)

Podobné dokumenty
Pravdepodobnosť. Rozdelenia pravdepodobnosti

ZÁKLADY TEÓRIE GRAFOV

VECIT 2006 Tento materiál vznikol v rámci projektu, ktorý je spolufinancovaný Európskou úniou. 1/4

Funkcia - priradenie (predpis), ktoré každému prvku z množiny D priraďuje práve jeden prvok množiny H.

Predaj cez PC pokladňu

Základy algoritmizácie a programovania

Lineárne nerovnice, lineárna optimalizácia

Iracionálne rovnice = 14 = ±

Modul PROLUC Podvojné účtovníctvo

Import Excel Univerzál

Verifikácia a falzifikácia

Kombinatorická pravdepodobnosť (opakovanie)

SKLADOVÁ INVENTÚRA 1 VYTVORENIE INVENTÚRY. 1.1 Nastavenie skladovej inventúry

Kombinatorická pravdepodobnosť (opakovanie)

nastavenie a realizácia vzájomných zápočtov v Money S4 / Money S5

KOMISNÝ PREDAJ. Obr. 1

8. Relácia usporiadania

Ak stlačíme OK, prebehne výpočet a v bunke B1 je výsledok.

Množiny, relácie, zobrazenia

Úroveň strojového kódu procesor Intel Pentium. Adresovanie pamäte

Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť/projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ. Grafy

Príklad ponuky: Riešenie: vrch. hodnota 3 hodnota 2 hodnota 1

Užívateľská príručka systému CEHZ. Základné zostavy Farmy podľa druhu činnosti

Nelineárne optimalizačné modely a metódy

RIEŠENIE NIEKTORÝCH ÚLOH LINEÁRNEJ ALGEBRY V PROSTREDÍ MS EXCEL. 1. Zadáme prvky matice A a B do buniek pracovného hárku zošita MS Excel

4EK213 Lineární modely. 10. Celočíselné programování

Teória grafov. Stromy a kostry 1. časť

UŽÍVATEĽSKÁ PRÍRUČKA. TCP Optimizátor

Pred samotnou prácou s objednávkami odporúčame vykonať súvisiace nastavenia cez menu Firma - Nastavenie

Externé zariadenia Používateľská príručka

Operačný systém Úvodná prednáška

Šeková knižka plná zliav 2014

Kvadratické funkcie, rovnice, 1

PROGRAM VZDELÁVACEJ ČINNOSTI. Anotácia predmetu

Intrastat SK NASTAVENIE PROGRAMU PRE POTREBY INTRASTAT-SK

Riešenie cvičení z 3. kapitoly

Ak si plánujete založiť účet, tento článok je určený pre Vás. Pozrite sa na prehľad služieb a ceny všetkých bánk na slovenskom trhu.

Nové eaukčné siene PROebiz verzia 3.4

AR, MA a ARMA procesy

PODPROGRAMY. Vyčlenenie podprogramu a jeho pomenovanie robíme v deklarácii programu a aktiváciu vykonáme volaním podprogramu.

Obrázok Časový plán projektu, určite kritickú cestu. Obrázok Časový plán projektu, určite kritickú cestu

Hromadná korešpondencia v programe Word Lektor: Ing. Jaroslav Mišovych

Zásady manipulácie, zberu, prepravy a nakladania s VŽP. Vedľajší živočíšny produkt kuchynský odpad materiál kategórie 3

Matematika test. Cesta trvala hodín a minút.

Strojový kód, assembler, emulátor počítača

Oznámenie o príjme a výdaji liehu v SBL

KEO - Register obyvateľov Prevod údajov

Jednoduchá správa pamäte

Bezdrôtová sieť s názvom EDU po novom

Microsoft Project CVIČENIE 6 1

1 Úvod do celočíselné lineární optimalizace

Možnosti uplatnenia finančných mechanizmov pri hydrických funkciách lesov. Ing. Miroslav Kovalčík, PhD. Ing. Martin Moravčík, CSc.

15. Príkazy vetvenia

1 Optimization toolbox

Aupark Tower, Einsteinova 24, Bratislava, Slovenská republika / Strana 1 z 5

CVIČENIE 1 : ZÁKLADNÉ VÝPOČTY PRAVDEPODOBNOSTI

Návrh, implementácia a prevádzka informačného systému

Sledovanie nadčasov, vyšetrenia zamestnanca a sprievodu

Skákalka. Otvoríme si program Zoner Callisto, cesta je Programy Aplikácie Grafika Zoner Callisto.

EÚ a viacjazyčnosť. Digitálny nástroj na prepájanie Európy (CEF) Platforma CEF pre automatizovaný preklad

Topásová 54, Košice, tel./fax: 055/ PMH SWAN

Referenčná ponuka na prístup ku káblovodom a infraštruktúre. Príloha 7 Poplatky a ceny

Diplomový projekt. Detská univerzita Žilinská univerzita v Žiline Matilda Drozdová

Programovanie I. Úvod do programovania Mgr. Stanislav Horal, Katedra informatiky, FPV, UCM

Špecifikácia testu. z matematiky. pre celoslovenské testovanie žiakov 5. ročníka ZŠ v školskom roku 2016/2017

Vytvorenie používateľov a nastavenie prístupov

Manuál na prácu s databázou zmlúv, faktúr a objednávok Mesta Martin.

Testovanie 5. v školskom roku 2015/2016. Testovanie sa uskutoční 25. novembra 2015 (streda). Žiaci budú testy písať v nasledovnom poradí:

Automatické pohony na brány

Užívateľská príručka k funkcii Zastavenie a pretočenie obrazu

Zápis predmetov do AiSu na aktuálny akademický rok

v y d á v a m m e t o d i c k é u s m e r n e n i e:

Manuál pre používanie programu KonverziaXML_D134

Prevody z pointfree tvaru na pointwise tvar

PRAVIDLÁ RE-CERTIFIKÁCIE DIMAQ PROFESSIONAL.

Postup a podmienky spracovania výkazov INTRASTAT. Evidencia dod. faktúry podklady pre výkaz PRIJATIE TOVARU

NEVLASTNÁ VODIVOSŤ POLOVODIČOVÉHO MATERIÁLU TYPU P

Elektronické odosielanie výplatných pások

MANUÁL K PROGRAMU MATEMATIKA 2.0 STIAHNUTIE A INŠTALÁCIA PROGRAMU:

Optimik Exporter Inštalácia 1. Otvoriť stránku nabytok.com, v záložke POREZ DTD kliknúť na Stiahnuť Optimik Exporter

Operačná analýza 2-12

Jednotlivé položky v importovaných súboroch musia mať nasledujúcu štruktúru (vrátane poradia): A B C D

STRUČNÝ NÁVOD NA OBSLUHU DATALOGERA KIMO KT110 / 150

Návod pre účastníkov na vloženie ponuky do eaukčnej siene v prostredí eaukčného sw PROebiz

Zoznam povinných merateľných ukazovateľov národného projektu Zelená domácnostiam

Produktovo-skupinová inzercia so spoločnosťou Google v spolupráci s ASData a BlueWinston.

Tvorba logického a fyzického dátového modelu relačnej databázy pomocou nástrojov od firmy Oracle výukový tutoriál

Ako postupovať pri vyplňovaní formulára.

PROJEKTOVÉ VYUČOVANIE PROGRAMOVANIA WEBOVÝCH APLIKÁCIÍ

Dodanie stavebných prác s miestom dodania v tuzemsku

Neplatené voľno / absencia zadanie v programe, oznamovacia povinnosť

RIZIKO V PODNIKU. Prípadová štúdia 2. Ing. Michal Tkáč, PhD.

P R O L U C. POZNÁMKY individuálnej účtovnej závierky pre rok 2014

Sadzobník poplatkov pre Investičné životné poistenie s kapitálovým výnosom. platný od

SKLENENÝ PRÍSTREŠOK MAR70/A

Spracovanie informácií

PPC brief. Zadanie pre tvorbu PPC reklamnej kampane

AKADEMICKÝ INFORMAČNÝ SYSTÉM

Používateľská príručka pre autorov

Aktualizácia firmvéru a aplikácie USB modemu Huawei E220 pre operačný systém Windows Vista

Transkript:

Metóda vetiev a hraníc (Branch and Bound Method) na riešenie úloh celočíselného lineárneho programovania Úloha plánovania výroby s nedeliteľnosťami Podnikateľ vyrába a predáva zemiakové lupienky a hranolčeky za ceny 120 a 76 Sk za kilogram produktu, pričom lupienky môže predávať len v 15 kg baleniach a hranolčeky len v 30 kg baleniach. Na výrobu 1 kg lupienkov treba 2 kg zemiakov a 0,4 kg oleja, na výrobu 1 kg hranolčekov treba 1,5 kg zemiakov a 0,2 kg oleja. Podnikateľ nakúpil pred začiatkom výroby 100 kg zemiakov a 16 kg oleja za regulované ceny 12 a 40 Sk/kg. Aké množstvo jednotlivých produktov má podnikateľ vyrábať a predávať, aby maximalizoval svoj zisk pri rešpektovaní obmedzeného množstva obidvoch surovín, ktoré má k dispozícii? Matematický model úlohy Premenné: x 1 množstvo balení (15 kg) lupienkov x 2 množstvo balení (30 kg) hranolčekov max f = 1200x 1 + 1500x 2 za pod. 30x 1 + 45x 2 100 6x 1 + 6x 2 16 x 1, x 2 Z + Modelovanie a optimalizácia 7/ 1

Grafická reprezentácia úlohy plánovania výroby s nedeliteľnosťami x 2 4 3 2 ÚF: 1200x 1 + 1500x 2 = 2000 1 0 0 1 2 3 4 x 1 Modelovanie a optimalizácia 7/ 2

Strom riešení vrchol = podmnožina riešení (na jednej úrovni sú podmnožiny disjunktné) koreň = množina všetkých prípustných riešení 1 2 3 4 5 6 vetva 7 8 list = riešenie alebo prázdna množina vetva 2 1 koreň 2 1 1 2 vrchol list 1 2 Modelovanie a optimalizácia 7/ 3

Prehľadávanie stromu riešení 1. Preskúmaj koreň stromu a vlož ho do zoznamu. 2. Pokiaľ existuje nepreskúmaný následník prvého vrcholu v zozname, opakuj: a) preskúmaj následníka b) vlož následníka do zoznamu 3. Vyber prvý vrchol zo zoznamu. 4. Ak je zoznam prázdny, koniec. Inak, vráť sa na krok 2. Prehľadávanie úplné prezrieme všetky riešenia a zapamätáme si z nich najlepšie obmedzené niektoré vetvy stromu vynecháme (tie, pre ktoré sa dá dokázať, že v nich nie je optimálne riešenie) Stratégia prehľadávania určuje poradie, v ktorom budú vrcholy spracované: 1. prehľadávanie do hĺbky prvý vrchol v zozname je posledný vložený 2. usmernené prehľadávanie prvý je vrchol s najvyššou prioritou Výhody stratégií: ad 1) malé nároky na pamäť ad 2) optimálne riešenie nájdeme rýchlejšie Modelovanie a optimalizácia 7/ 4

Metóda vetiev a hraníc vykonáva obmedzené prehľadávanie. Na vylúčenie nejakej vetvy stromu riešení potrebujeme poznať: 1. horný odhad hodnoty účelovej funkcie (hodnotu účelovej funkcie akéhokoľvek prípustného riešenia) 2. dolný odhad hodnôt účelovej funkcie riešení z danej vetvy Preskúmanie následníka prvého vrcholu v kroku 2a) znamená nájsť dolný odhad. Vetvu stromu riešení, ktorá má koreň v následníkovi, vylúčime z ďalšieho prehľadávania (následníka nevložíme do zoznamu v kroku 2b)), ak dolný odhad horný odhad. Čím väčší dolný odhad, tým menej vrcholov stromu riešení sa prehľadáva! Čím menší horný odhad, tým menej vrcholov stromu riešení sa prehľadáva! Dolný odhad získame riešením zjednodušenej úlohy, ktorá vznikne vynechaním nejakých podmienok pôvodnej úlohy. Množina prípustných riešení pôvodnej úlohy množiny riešení zjednodušenej úlohy, preto optimálne riešenie zjednodušenej úlohy má hodnotu účelovej funkcie optimálne riešenie pôvodnej úlohy. Príklad Vynecháme podmienky celočíselnosti (LP-relaxácia). Pri usmernenom prehľadávaní má najvyššiu prioritu vetva s najmenším dolným odhadom. Modelovanie a optimalizácia 7/ 5

V priebehu prehľadávania si pamätáme doposiaľ najlepšie riešenie. Hodnota jeho účelovej funkcie je horným odhadom. Riešenie: a) dostaneme v liste stromu alebo b) vzniká ako vedľajší produkt pri výpočte dolného odhadu, kedy riešenie zjednodušenej úlohy je zároveň riešením pôvodnej úlohy, alebo heuristická metóda využije riešenie zjednodušenej úlohy na získanie riešenia pôvodnej úlohy Príklad Riešenie LP-relaxácie je celočíselné, alebo zaokrúhlime tie zložky riešenia LP-relaxácie, ktoré majú byť celočíselné. Vetvenie (vytvorenie následníkov) v prípade LP-relaxácie: Vyberieme jednu premennú x i riešenia LP-relaxácie, ktorá má byť celočíselná a nie je. x i opt je hodnota premennej x i v riešení LP-relaxácie. Následníkov aktuálneho vrcholu získame tak, že do modelu pridáme podmienku x i x i opt, resp. x i x i opt. Modelovanie a optimalizácia 7/ 6

Príklad realizácie metódy vetiev a hraníc s usmerneným prehľadávaním Koreň stromu: min f = -1200x 1-1500x 2 za pod. 30x 1 + 45x 2 100 6x 1 + 6x 2 16 x 1, x 2 Z + Optimálne riešenie LP-relaxácie úlohy: x 1 = 1,33 x 2 = 1,33 Hodnota ÚF: -3 600 = dolný odhad Zaokrúhlené riešenie (doposiaľ najlepšie riešenie): x 1 = 1, x 2 = 1 Hodnota ÚF: -2 700 = horný odhad Vetvenie: A min f = -1200x 1-1500x 2 min f = -1200x 1-1500x 2 za pod. 30x 1 + 45x 2 100 za pod. 30x 1 + 45x 2 100 6x 1 + 6x 2 16 6x 1 + 6x 2 16 x 1 1 x 1 2 x 1, x 2 Z + x 1, x 2 Z + Dolný odhad: x = <1; 1,56> f(x) = -3533,33 Zaokrúhlené riešenie: x = <1; 1> f(x) = -2700 B Dolný odhad: x = <2; 0,67> f(x) = -3400 Zaokrúhlené riešenie: x = <2; 0> f(x) = -2400 Modelovanie a optimalizácia 7/ 7

Vetvenie: C Riešenie: x = <1; 1> f(x) = -2700 D x 1 1 x 1 1 x 2 1 x 2 2 Dolný odhad: x = <0,33; 2> f(x) = -3400 Zaokrúhlené riešenie: x = <0; 2> f(x) = -3000 doposiaľ najlepšie riešenie Horný odhad: -3000 spracované vrcholy (vybraté zo zoznamu) koreň A B C D dolný odhad je -3400 dolný odhad je -3400 vetva s dolným odhadom 2700 vylúčená z ďalšieho prehľadávania Modelovanie a optimalizácia 7/ 8

Vetvenie: E F x 1 = 0 x 1 = 1 x 2 2 x 2 2 Riešenie: Nemá prípustné riešenie. x = <0; 2,22> f(x) = -3333,33 Zaokrúhlené riešenie: x = <0; 2> f(x) = -3000 A B C D dolný odhad je -3400 E F dolný odhad je 3333,33 Modelovanie a optimalizácia 7/ 9

Vetvenie: G H x 1 2 x 1 2 x 2 = 0 x 2 1 Riešenie: Nemá prípustné riešenie. x = <2,67; 0> f(x) = -3200 Zaokrúhlené riešenie: x = <2; 0> f(x) = -2400 A B C D H G E F dolný odhad je -3200 dolný odhad je 3333,33 Modelovanie a optimalizácia 7/ 10

Vetvenie: I J x 1 = 0 x 1 = 0 x 2 = 2 x 2 3 Riešenie: Nemá prípustné riešenie. x = <0; 2> f(x) = -3000 A B C D H G E F dolný odhad je -3200 I <0; 2> J Modelovanie a optimalizácia 7/ 11

Vetvenie: K L x 1 = 2 x 1 3 x 2 = 0 x 2 = 0 Riešenie: Nemá prípustné riešenie. x = <2; 0> f(x) = -2400 A B C D H G E F K <2; 0> L I <0; 2> J Optimálne riešenie: x = <0; 2> f(x) = -3000 Modelovanie a optimalizácia 7/ 12