Döntéselőkészítés. VII. előadás. Döntéselőkészítés. Egyszerű Kőnig-feladat (házasság feladat)

Hasonló dokumentumok
Hálózati Folyamok Alkalmazásai. Mályusz Levente BME Építéskivitelezési és Szervezési Tanszék

Hálózati Folyamok Alkalmazásai. Mályusz Levente BME Építéskivitelezési és Szervezési Tanszék

Operációkutatás példatár

Operációkutatás. Vaik Zsuzsanna. ajánlott jegyzet: Szilágyi Péter: Operációkutatás

Operációkutatás. Vaik Zsuzsanna. Budapest október 10. First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit

Operációkutatás vizsga

1/ gyakorlat. Lineáris Programozási feladatok megoldása szimplex módszerrel. Pécsi Tudományegyetem PTI

A lineáris programozás alapfeladata Standard alak Az LP feladat megoldása Az LP megoldása: a szimplex algoritmus 2018/

A lineáris programozás alapfeladata Standard alak Az LP feladat megoldása Az LP megoldása: a szimplex algoritmus 2017/

Online algoritmusok. Algoritmusok és bonyolultságuk. Horváth Bálint március 30. Horváth Bálint Online algoritmusok március 30.

5. Előadás. (5. előadás) Mátrixegyenlet, Mátrix inverze március 6. 1 / 39












A Szállítási feladat megoldása

A szimplex tábla. p. 1

11. Előadás. 11. előadás Bevezetés a lineáris programozásba

Kétfázisú szimplex algoritmus és speciális esetei

Gazdasági informatika gyakorlat

Algoritmusok bonyolultsága


1/ gyakorlat. Lineáris Programozási feladatok megoldása szimplex módszerrel. Pécsi Tudományegyetem PTI

1. Oldja meg grafikusan az alábbi feladatokat mindhárom célfüggvény esetén! a, x 1 + x 2 2 2x 1 + x 2 6 x 1 + x 2 1. x 1 0, x 2 0

1/ gyakorlat. Hiperbolikus programozási feladat megoldása. Pécsi Tudományegyetem PTI

Egyes logisztikai feladatok megoldása lineáris programozás segítségével. - bútorgyári termelési probléma - szállítási probléma

Approximációs algoritmusok

Feladatok MATEMATIKÁBÓL II.

Optimalizálás alapfeladata Legmeredekebb lejtő Lagrange függvény Log-barrier módszer Büntetőfüggvény módszer 2017/

Vállalati modellek. Előadásvázlat. dr. Kovács László

Tájékoztató. Használható segédeszköz: -

1. Ábrázolja az f(x)= x-4 függvényt a [ 2;10 ] intervallumon! (2 pont) 2. Írja fel az alábbi lineáris függvény grafikonjának egyenletét!

Feladatok MATEMATIKÁBÓL II.

Dualitás Dualitási tételek Általános LP feladat Komplementáris lazaság 2017/ Szegedi Tudományegyetem Informatikai Intézet

Törtes egyenlőtlenségek

További programozási esetek Hiperbolikus, kvadratikus, integer, bináris, többcélú programozás

GAZDASÁGMATEMATIKA KÖZÉPHALADÓ SZINTEN

Diverzifikáció Markowitz-modell MAD modell CAPM modell 2017/ Szegedi Tudományegyetem Informatikai Intézet

út hosszát. Ha a két várost nem köti össze út, akkor legyen c ij = W, ahol W már az előzőekben is alkalmazott megfelelően nagy szám.

A szimplex algoritmus

Gráfok 2. Legrövidebb utak, feszítőfák. Szoftvertervezés és -fejlesztés II. előadás. Szénási Sándor

Operációkutatás. 4. konzultáció: Szállítási feladat. A feladat LP modellje

Ütemezési problémák. Kis Tamás 1. ELTE Problémamegoldó Szeminárium, ősz 1 MTA SZTAKI. valamint ELTE, Operációkutatási Tanszék

2) Írja fel az alábbi lineáris függvény grafikonjának egyenletét! (3pont)

A feladatok. Csökkentsük a teljes költséget úgy, hogy minimalizáljuk: K V. vásárlási költséget, K S. szállítási költséget, K T. tárolási költséget.

Az optimális megoldást adó algoritmusok

Első zárthelyi dolgozat megoldásai biomatematikából * A verzió

Programozási módszertan. Mohó algoritmusok

Döntéselőkészítés. I. előadás. Döntéselőkészítés. Előadó: Dr. Égertné dr. Molnár Éva. Informatika Tanszék A 602 szoba

egyenlőtlenségnek kell teljesülnie.

Ütemezés gyakorlat. Termelésszervezés

Assignment problem Hozzárendelési feladat (Szállítási feladat speciális esete)

Lineáris algebra. (közgazdászoknak)

EuroOffice Optimalizáló (Solver)

Feladatok a Gazdasági matematika II. tárgy gyakorlataihoz

Gauss-Jordan módszer Legkisebb négyzetek módszere, egyenes LNM, polinom LNM, függvény. Lineáris algebra numerikus módszerei

Általános algoritmustervezési módszerek

Nagyságrendek. Kiegészítő anyag az Algoritmuselmélet tárgyhoz. Friedl Katalin BME SZIT február 1.

9. Előadás. Megyesi László: Lineáris algebra, oldal. 9. előadás Mátrix inverze, mátrixegyenlet

HÁLÓZAT Maximális folyam, minimális vágás

Rendezések. A rendezési probléma: Bemenet: Kimenet: n számot tartalmazó (a 1,a 2,,a n ) sorozat

Nemlineáris programozás 2.

Vektorterek. =a gyakorlatokon megoldásra ajánlott

Online migrációs ütemezési modellek

Mátrixok 2017 Mátrixok

A szimplex algoritmus

Algoritmuselmélet 2. előadás

1. Determinánsok. Oldjuk meg az alábbi kétismeretlenes, két egyenletet tartalmaz lineáris egyenletrendszert:

3. Előadás. Megyesi László: Lineáris algebra, oldal. 3. előadás Lineáris egyenletrendszerek

Lineáris programozás. Modellalkotás Grafikus megoldás Feladattípusok Szimplex módszer

6. Függvények. Legyen függvény és nem üreshalmaz. A függvényt az f K-ra való kiterjesztésének

Totális Unimodularitás és LP dualitás. Tapolcai János

MATE-INFO UBB verseny, március 25. MATEMATIKA írásbeli vizsga

Gyakorló feladatok Alkalmazott Operációkutatás vizsgára. További. 1. Oldja meg grafikusan az alábbi feladatokat mindhárom célfüggvény esetén!

Ütemezési feladatok. Az ütemezési feladatok vizsgálata az 50-es évek elején kezdődött, majd

Matematika szigorlat, Mérnök informatikus szak I máj. 12. Név: Nept. kód: Idő: 1. f. 2. f. 3. f. 4. f. 5. f. 6. f. Össz.: Oszt.

Dinamikus programozás - Szerelőszalag ütemezése

Algoritmuselmélet. Katona Gyula Y. Számítástudományi és Információelméleti Tanszék Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem. 13.

7. Régió alapú szegmentálás

operációkutatás példatár

Algoritmizálás és adatmodellezés tanítása 2. előadás

14. Mediánok és rendezett minták

Navigáci. stervezés. Algoritmusok és alkalmazásaik. Osváth Róbert Sorbán Sámuel

Számítógép és programozás 2

LINEÁRIS EGYENLETRENDSZEREK október 12. Irodalom A fogalmakat, definíciókat illetően két forrásra támaszkodhatnak: ezek egyrészt elhangzanak

Korlátozás és szétválasztás elve. ADAGOLO adattípus

Képrekonstrukció 9. előadás

Opkut deníciók és tételek

Feladatok. 6. A CYK algoritmus segítségével döntsük el, hogy aabbcc eleme-e a G = {a, b, c}, {S, A, B, C}, P, S nyelvtan által generált nyelvnek!

Miskolci Egyetem Gépészmérnöki és Informatikai Kar Informatikai Intézet Alkalmazott Informatikai Intézeti Tanszék

Algoritmusok bonyolultsága

Intergrált Intenzív Matematika Érettségi

INFORMATIKA tétel 2019

Átírás:

VII. előadás Legyenek adottak Egyszerű Kőnig-feladat (házasság feladat) I, I 2,, I i,, I m személyek és a J, J 2,, J j,, J n munkák. Azt, hogy melyik személy melyik munkához ért ( melyik munkára van kvalifikálva) célszerűen az ún. kvalifikációs mátrixba foglalhatjuk össze: az m*n méretű mátrix (i,j) edik cellájában * álljon, ha az I i személy a J j munkát el tudja látni. Feladat eldönteni azt, hogy hozzárendelhető-e minden személy olyan munkához amihez ért, feltéve ha egy munkát csak egy munkás láthat el. (Kölcsönösen egyértelmű hozzárendelés megengedett csak.)

Egyszerű Kőnig-feladat Tétel (KŐNIG): Adott kvalifikációs mátrix esetén - vagy minden személyt el lehet látni munkával, - vagy létezik a személyeknek olyan P részhalmaza, amelyre P > J(P). (Szavakban: vagy megoldható a feladat, vagy létezik a munkásoknak olyan részhalmaza, hogy a munkások száma több, mint azon munkák száma, amennyit együttesen el tudnak látni.) Feladat: Egy tervező iroda 5 tervfeladatot kap. Az iroda 5 munkatársa kapja a feladatokat ( mindenki egyet és csak egyet). Ismert az egyes munkatársak felkészültségének és a munkában mutatott intenzitásának figyelembevételével a feladatok megoldásához szükséges idő napokban. F F2 F F4 F5 T 2 4 5 4 T2 2 4 T 2 2 T4 5 5 2 T5 5 5 4 Melyik tervező melyik feladatot kapja, hogy az iroda minél hamarabb teljesítse a megbízást? 2

Futószalag feladat (szűkkeresztmetszet feladat) Egy üzemben működő futószalag J, J 2,, J j,, J n munkahelyeire az I, I 2,, I i,, I n munkások állíthatók be dolgozni. Ismertek a t ij > 0 i=,2,,n; j=,2,,n értékek (nem negatív egész szám), amelyek azt az időt mutatják, amennyi idő alatt az I i munkás a J j munkahely feladatát el tudja látni. Feladat úgy elhelyezni a munkásokat a futószalag melletti munkahelyekre, hogy a leghosszabb műveleti idő ( a futószalag továbbítási üteme ) minimális legyen. Futószalag feladat A megoldás algoritmusa: Elkészítünk egy kezdeti hozzárendelést. Ebben a kezdeti H hozzárendelésben a maximális műveleti időt jelölje t: t = max t ij. (i,j) H Ezután készítsük el egy n*n-es egyszerű Kőnig-feladat kvalifikációs mátrixát úgy, hogy az (i,j)-dik cellában álljon, ha t ij < t. Ha ez az egyszerű Kőnig-feladat nem oldható meg, akkor a H hozzárendelés a feladat optimális megoldása. Ha ez az egyszerű Kőnig-feladat megoldható - jelölje az új hozzárendelést H nyilván t = max t ij < max t ij. (i,j) H (i,j) H Az eredeti feladatunkra jobb megoldást kaptunk.

Futószalag feladat Az eljárást addig ismételjük, amíg olyan H hozzárendelést kapunk, amelyhez tartozó egyszerű Kőnig-feladat nem oldható meg. Oldjuk meg az alábbi futószalag feladatot! J J 2 J J 4 J 5 J I 2 I 2 4 2 I 2 4 9 I 4 4 5 2 7 9 5 2 I 2 5 Futószalag feladat 0.lépés: Adjunk meg egy kezdeti hozzárendelést! J J 2 J J 4 J 5 J I 2 I 2 4 2 I 2 4 9 I 4 4 5 2 7 9 5 2 I 2 5 t= 4

Futószalag feladat. lépés : A házasság feladat kvalifikációs mátrixa, és az útkeresés. J J 2 J J 4 J 5 J I +J Van út! I 2 I +J 2 +J A házasság feladat megoldható, egy jobb hozzárendelés adható meg! I 4 I +s +I +I +I -I -I -I J J 2 J J 4 J 5 J I 2 I 2 4 2 I 2 4 9 I 4 4 5 2 7 9 5 2 I 2 5 Futószalag feladat.lépés: Adjunk meg a jobb hozzárendelést! I 4 4 5 2 7 9 5 2 I J 2 J 2 J I 2 I 2 4 2 I 2 5 J 4 4 J 5 J 9 t=5 5

Futószalagfeladat 2. lépés : A házasság feladat kvalifikációs mátrixa, és az útkeresés. J J 2 J J 4 J 5 J I I 2 I +J -J 2 Van út! A házasság feladat megoldható, egy jobb hozzárendelés adható meg! I 4 I +s +I +I -I -I -I I 2 I 2 4 2 I 2 I 4 4 5 2 7 9 5 2 I J 2 J 2 J 5 J 4 4 J 5 J 9 Futószalag feladat 2.lépés: Adjunk meg a jobb hozzárendelést! I 4 4 5 2 7 9 5 2 I J 2 J 2 J I 2 I 2 4 2 I 2 5 J 4 4 J 5 J 9 t=4

Futószalag feladat. lépés : A házasság feladat kvalifikációs mátrixa, és az útkeresés. I I 2 I I 4 I J J 2 J J 4 J 5 J +I +I +I A futószalag ütemideje t=4. +I +I +J +J 2 +s +J +J 5 +J Nincs út! Ez a házasság feladat már nem valósítható meg, ezért az előző hozzárendelés már optimális! I 4 4 5 2 7 9 5 2 I J 2 J 2 J I 2 I 2 4 2 I 2 5 J 4 4 J 5 J 9 Feladat: Egy beruházás során az E, E2,, E5 eszközök közül választhatunk, amelyeknek a beszerzési költsége rendre 9,2,,7,5 pénzegység. A vállalat az eszközök bizonyos csoportjait tudja hasznosan felhasználni, éspedig ezek a következők: {E,E}, {E2,E4}, {E,E,E5}. Ezek hasznossága rendre,2, pénzegység. Melyik eszközöket vásároljuk meg, hogy az összhasznosság és az eszközök árának különbsége a lehető legnagyobb legyen? Táblázatosan: 9 2 7 5 E E2 E E4 E5 C * * 2 C2 * * C * * * 7

9 2 7 5 E E2 E E4 E5 C * * 2 C2 * * C * * * Megoldás: Jelöljük E j -vel az eszközöket, C i -vel az eszközcsoportokat. Legyen a i a C i hasznossága, b j pedig az E j beszerzési költsége. Legyen R a megvásárolandó eszközök halmaza és R a nem megvásárolt eszközök halmaza, jelölje P az R halmazba tartozó eszközök által meghatározott eszközcsoportokat és P a többi eszközcsoportot. Ekkor a maximalizálandó célfüggvény: a i - b j a i - b j Alakítsuk át a célfüggvényt: a i - b j = a i - a i - b j = a i ( a i + b j ) max A fenti maximalizálás a a i konstans értéke miatt ekvivalens a i + b j minimalizálásával. Ez nem más, mint az általános Kőnig feladat folyamproblémára visszavezetett hálózatában a vágás értéke, amit a folyamproblémában minimalizálni kell.

Ábrán szemléltetve: S C a C 2 a 2 a p s s C p a p+ C p+ a m C m E E r b b r E r+ b r+ b n E n A feladat megoldását a Kőnig feladat megoldására megismert algoritmussal végezzük. Három eset lehetséges:. S={s} Kőnig feladat megoldható és R=0 Egyik eszközt sem szabad megvenni! 2. S ={s } Kőnig feladat nem oldható meg és R=E Célszerű mindegyik eszközt megvenni!. Ha a vágás az ábra szerinti, akkor az S-beli R eszközhalmaz az optimális megoldás (a megcímkézett eszközök) Ellátási feladat Oldjuk meg az ismertetett ellátási feladatot! 9 2 7 5 E E2 E E4 E5 C * * 2 C2 * * C * * * A feladat megoldása az általános Kőnig feladat megoldási algoritmusával történik. 9

Ellátási feladat 0. lépés: Készítsünk kezdeti szállítást az Észak-Nyugati sarokmódszer segítségével. 9 2 7 5 E E2 E E4 E5 C * * 2 C2 * * C * * * 0 0 0 0 E E2 E E4 E5 0 C 9-2 - - C2-2 - 7-0 C 0 - - 2 Ellátási feladat. lépés: Oldjuk meg a Kőnig feladatot. 0 0 0 0 E E2 E E4 E5 0 C 9-2 - - C2-2 - 7 - +s 0 C 0 - - 2 A Kőnig feladat nem oldható meg! Javasolt eszköz vásárlás: R={E2,E4} Célfüggvény értéke: 2-(2+7)= +C2 +C2 9 2 7 5 E E2 E E4 E5 C * * 2 C2 * * C * * * 0

Vége a mai órának!