MO_pred1

Podobné dokumenty
Úvodná prednáška z RaL

Microsoft Word - 6 Výrazy a vzorce.doc

NÁVRH UČEBNÝCH OSNOV PRE 1

Študijný program (Študijný odbor) Školiteľ Forma štúdia Téma Elektronické zbraňové systémy (8.4.3 Výzbroj a technika ozbrojených síl) doc. Ing. Martin

Informačné technológie

Tue Oct 3 22:05:51 CEST Začiatky s jazykom C 2.1 Štruktúra programu Štruktúra programu by sa dala jednoducho popísať nasledovnými časťami, kto

Teória pravdepodobnosti Zákony velkých císel

Informačná a modelová podpora pre kvantifikáciu prvkov daňovej sústavy SR

NSK Karta PDF

Podpora metód operačného výskumu pri navrhovaní systému liniek doc. RNDr. Štefan PEŠKO, CSc. Katedra matematických metód, Fa

Študijný program (Študijný odbor) Školiteľ Forma štúdia Téma Požiadavky na prijatie Výzbroj a technika ozbrojených síl (8.4.3 Výzbroj a technika ozbro

Hospodarska_informatika_2015_2016a

Microsoft Word - Praktikum_07.doc

Prezentace aplikace PowerPoint

Matematika 2 - cast: Funkcia viac premenných

Cvičenie 9 Riešené príklady 1. Príklad min f(x 1, x 2 ) = x x x 1 s.t. x 1 80 x 1 + x Pre riešenie úlohy vykonáme nasledujúce kroky

PowerPoint Presentation

Snímka 1

Axióma výberu

Platný od: OPIS ŠTUDIJNÉHO ODBORU

Modelovanie nového produktu na trhu: Bassov model Beáta Stehlíková Cvičenia z časových radov, FMFI UK Modelovanie nového produktu na trhu: Bassov mode

Matematický model činnosti sekvenčného obvodu 7 MATEMATICKÝ MODEL ČINNOSTI SEKVENČNÉHO OBVODU Konečný automat predstavuje matematický model sekvenčnéh

Paralelné algoritmy, cast c. 2

Generovanie viacstavových modelov a ich riešenie v Maxime 1 Jozef Fecenko Abstrakt Cieľom príspevku je prezentovať zdrojový kód v open source systéme

Microsoft Word - Zaver.pisomka_januar2010.doc

Jednotkový koreň (unit root), diferencovanie časového radu, unit root testy Beáta Stehlíková Časové rady, FMFI UK, 2011/2012 Jednotkový koreň(unit roo

Základné stochastické procesy vo financiách

Operačná analýza 2

Microsoft Word - Zahradnikova_DP.doc

Informačná a modelová podpora pre kvantifikáciu prvkov daňovej sústavy SR

Slide 1

GIS ako nástroj priestorového rozhodovania

Štruktúra Modelu Výsledky odhadu Záver Trh práce v krajinách strednej Európy: Small Search and Matching Model Martin Železník Národná Banka Slovenska

Operačná analýza 2

6

VZTAH STUDENTŮ VŠ K DISCIPLÍNÁM TEORETICKÉ INFORMATIKY

Oceňovanie amerických opcií p. 1/17 Oceňovanie amerických opcií Beáta Stehlíková Finančné deriváty, FMFI UK Bratislava

Siete vytvorené z korelácií casových radov

Neineárne programovanie zimný semester 2018/19 M. Trnovská, KAMŠ, FMFI UK 1

A 1

Microsoft Word - Algoritmy a informatika-priesvitky02.doc

Súkromné gymnázium, Česká 10, Bratislava INFORMATIKA

07-optimalizacne_ulohy

Katalóg cieľových požiadaviek k maturitnej skúške

Republika Srbsko MINISTERSTVO OSVETY, VEDY A TECHNOLOGICKÉHO ROZVOJA ÚSTAV PRE HODNOTENIE KVALITY VZDELÁVANIA A VÝCHOVY VOJVODINSKÝ PEDAGOGICKÝ ÚSTAV

Objektovo orientované programovanie

17. medzinárodná vedecká konferencia Riešenie krízových situácií v špecifickom prostredí, Fakulta špeciálneho inžinierstva ŽU, Žilina, máj 2

Algoritmizácia a programovanie - Príkazy

Digitálne technológie v každodennom živote 3. ročník akademický rok 2019/2020 Harmonogram prednášok

TÉZY K ŠTÁTNYM ZÁVEREČNÝM SKÚŠKAM Z PREDMETU MIKRO A MAKROEKONÓMIA Bc štúdium, študijný odbor: Ľudské zdroje a personálny manažment 1. Ekonómia ako sp

Pokrocilé programovanie II - Nelineárne iteracné schémy, chaos, fraktály

4. Pravidlo ret azenia. Často sa stretávame so skupinami premenných, ktoré zložitým spôsobom závisia od iných skupín premenných. Pravidlo ret azenia p

Hranoly (11 hodín) September - 17 hodín Opakovanie - 8. ročník (6 hodín) Mesiac Matematika 9. ročník 5 hodín/týždeň 165 hodín/rok Tematický celok Poče

NSK Karta PDF

Prenosový kanál a jeho kapacita

Microsoft Word - FRI”U M 2005 forma B k¾úè.doc

SAEAUT SNMP OPC Server

bakalarska prezentacia.key

Cvičenie I. Úvodné informácie, Ekonómia, Vedecký prístup

Základné informácie k papierovej forme testovania žiakov 5. ročníka ZŠ T September 2016 NÚCEM, Bratislava 2016

Optimal approximate designs for comparison with control in dose-escalation studies

Operačná analýza 2

Zásady akreditačnej komisie na posudzovanie spôsobilosti fakúlt uskutočňovať habilitačné konanie a konanie na vymenovanie profesorov

PowerPoint Presentation

2.5. Dotyčnica krivky, dotykový kužeľ. Nech f je krivka a nech P V (f) (t.j. m P (f) 1). Ak m P (f) = r a l je taká priamka, že I P (f, l) > r, potom

Metrické konštrukcie elipsy Soňa Kudličková, Alžbeta Mackovová Elipsu, ako regulárnu kužeľosečku, môžeme študovať synteticky (konštrukcie bodov elipsy

NSK Karta PDF

Kolégium dekana

--1/7-- ZŠ Scratch III 10/20 UK M. Tomcsányiová verzia HRA NIM 13 Oblasť informatiky / Téma Algoritmické riešenie problémov / Hra NIM 13 I

Microsoft Word - Final_test_2008.doc

Aplikace matematiky- záverečná práca Juraj Bodík 28. septembra 2017 Definície Žena - objekt ohodnotený celým číslom. Každé dve ženy sa dajú porovnat a

Pokrocilé programovanie XI - Diagonalizácia matíc

Autoregresné (AR) procesy Beáta Stehlíková Časové rady, FMFI UK Autoregresné(AR) procesy p.1/22

Dodatok číslo 1 k smernici rektora číslo 1/2018-SR zo dňa Školné a poplatky spojené so štúdiom na Slovenskej technickej univerzite v Brat

gis5 prifuk

Prehľad pedagogickej činnosti Ing. Martin Gulan, PhD. Prehľad pedagogickej činnosti na vysokej škole a prehľad dosiahnutých výsledkov v tejto činnosti

Príspevok k modelovaniu a riadeniu robotických systémov s využitím metód umelej inteligencie

SRPkapitola06_v1.docx

Slovenská technická univerzita v Bratislave Študijné programy Akademický rok 2018/2019

Otázky k štátnej skúške z predmetu didaktika matematiky Prípravy študenta na štátnice - tvorba 14-tich rôznych príprav na vyučovaciu jednotku k temati

ŽILNSKÁ ŽILINSKÁ UNIVERZITA V ŽILINE Univerzitný vedecký park Univerzitný vedecký park Žilinskej univerzity v Žiline ITMS Podporujeme výsk

Riadiaci orgán pre operačný program Efektívna verejná správa Ministerstvo vnútra SR Operačný program Efektívna verejná správa 2014SK05SFOP001 Štandard

12Prednaska

iot business hub whitepaper isdd_em_New.pdf

SMART_GOVERNANCE_Ftacnik

III. Diferenciálny počet funkcie viac premenných (Prezentácia k prednáškam, čast B) Matematická analýza IV (ÚMV/MAN2d/10) RNDr. Lenka Halčinová, PhD.

Microsoft Word - 18.doc

Metódy dokazovanie v matematike 1 Základné pojmy Matematika exaktná veda vybudovaná DEDUKTÍVNE ZÁKLADNÉ POJMY základy každej matematickej teórie sú in

Microsoft Word - Diskusia11.doc

Testovanie Matematika Výsledky a analýza priemernej úspešnosti žiakov 9. ročníka ZŠ v testovaných oblastiach a v jednotlivých úlohách z matemat

Snímka 1

ODPORÚČANÉ ŠTUDIJNÉ PLÁNY PRE ŠTUDENTOV DENNÉHO A EXTERNÉHO ŠTÚDIA 1 Študijný program 1. stupňa: Ekonomika a manažment podniku Študijný odbor:

Prijímacie skúšky kritériá pre školský rok 2018/2019 Študijný odbor 4236 M ekonomika pôdohospodárstva Prihlášky na štúdium v tomto študijnom odbore tr

SocialInsects

Slovenská technická univerzita v Bratislave FAKULTA INFORMATIKY A INFORMAČNÝCH TECHNOLÓGIÍ Ilkovičova 3, Bratislava Tímový projekt Ponuka Grafi

ZET

9.1 MOMENTY ZOTRVACNOSTI \(KVADRATICKÉ MOMENTY\) A DEVIACNÝ MOMENT PRIEREZU

PHPR-Predbezne_opatrenia

Prepis:

Modelovanie a optimalizácia Ľudmila Jánošíková Katedra dopravných sietí Fakulta riadenia a informatiky Žilinská univerzita, Žilina Ludmila.Janosikova@fri.uniza.sk 041/5134 220 Modelovanie a optimalizácia 1/ 1

Cieľ predmetu Modelovanie a optimalizácia Naučíte sa vytvárať matematické modely procesov a úloh, ktoré súvisia s riadením rozsiahlych výrobných, dopravných alebo informačných systémov. Oboznámite sa s princípmi exaktných metód riešenia úloh. Naučíte sa používať komerčný softvér na riešenie úloh. Modelovanie a optimalizácia 1/ 2

Technológ, ekonóm Realita (Výrobný, dopravný, informačný alebo iný proces, ktorý je potrebné riadiť) Rozpoznanie vzťahov a zákonitostí procesu Overenie a použitie výsledku riešenia Zostavenie matematického modelu Riešenie úlohy popísanej modelom Operačná analýza Nájdenie metódy riešenia mat. modelu (vývoj alebo voľba algoritmu) Modelovanie a optimalizácia 1/ 3

Operačná analýza (Operations research) odvetvie aplikovanej matematiky zaoberá sa využitím matematických nástrojov na rozhodovanie v zložitých problémoch reálneho sveta. Skúma: modely úloh metódy riešenia Nástroje: matematické programovanie, teória grafov, pravdepodobnosť, štatistika, teória hromadnej obsluhy, teória hier, informatika. Väčšinou ide o optimalizačné úlohy z množiny prípustných riešení treba vybrať také riešenie, ktoré je z určitého hľadiska najlepšie. Ak je modelom úlohy matematický zápis pomocou premenných, funkcií, rovníc a nerovníc, hovoríme o úlohe matematického programovania. Matematické programovanie vzniklo na základe lineárneho programovania. George Dantzig: Programming in a Linear Structure, 1948 program (zapísaný v tvare lineárnych rovníc a nerovníc) označuje plán činností. operačná analýza matematické programovanie lineárne programovanie Modelovanie a optimalizácia 1/ 4

Ukážka zostavenia modelu Zadanie: Podnik môže daný produkt predať na trhu T1 so ziskom rovným druhej odmocnine dodaného množstva produktu a na trhu T2 so ziskom 0.1 za každú dodanú jednotku produktu. Pre trh T1 môže podnik získať produkt zo zdroja Z1 alebo Z2, pre trh T2 iba zo zdroja Z2, pričom maximálna kapacita zdroja Z1 je 30 a zdroja Z2 je 50 jednotiek produktu. Rozhodnite, koľko jednotiek produktu predá podnik na jednotlivých trhoch, ak chce dosiahnuť maximálny zisk a na každom trhu môže predať maximálne 70 jednotiek. Riešenie: a) voľba premenných (modelujú rozhodnutie): x 1 množstvo produktu predané na trhu T1 x 2 množstvo produktu predané na trhu T2 b) formulácia účelovej funkcie (vyjadruje kritérium pre rozhodnutie): zisk = x 1 + 0.1 x 2 c) formulácia podmienok x 1 70 Z1 y 2 Z2 x 2 70 x 1 = y 1 + y 2 y 1 x 2 y 1 30 x 1 x 2 + y 2 50 x 1, x 2, y 1, y 2 0 T1 T2 Modelovanie a optimalizácia 1/ 5

Postup tvorby analytických modelov 1. Vykonáme analýzu kritéria, tj. veličiny, ktorou je meraná kvalita riešenia. Kritériom môže byť: príjmy náklady zisk (= príjmy náklady) spotreba materiálu výkon (napr. prepravené množstvo * vzdialenosť) dĺžka trás 2. Urobíme rozbor rozhodnutí, od ktorých kritérium závisí (napr. zisk závisí od počtu predaných výrobkov) a zvolíme vhodné premenné, ktoré budú modelovať dané rozhodnutia. 3. Zostavíme účelovú funkciu ako model daného kritéria. 4. Postupne analyzujeme jednotlivé obmedzenia a vyjadríme ich pomocou rovníc a nerovníc. Modelovanie a optimalizácia 1/ 6

Ktoré prostriedky môžu byť v obmedzenom množstve: finančné, napr. veľkosť úveru ľudské zdroje kapacity výrobných zariadení kapacity skladov množstvo materiálu alebo polotovaru počet alebo kapacita dopravných prostriedkov Ak je potrebné, zavedieme ďalšie premenné a doplníme vzťahy medzi premennými. Obmedzenia a vzťahy medzi premennými sa nazývajú štrukturálnymi podmienkami. Definičný obor premenných vyjadrujú obligatórne podmienky. 5. Vykonáme rozbor jednotlivých podmienok a premenných zameraný na to, či niektoré premenné alebo podmienky nie je možné vyjadriť pomocou ostatných a pokúsime sa model zjednodušiť. Modelovanie a optimalizácia 1/ 7

Výsledný (zjednodušený) model maximalizujte f = y 1 + y 2 + 0.1 x účelová funkcia 2 za podmienok y 1 + y 2 70 štrukturálne y 1 30 podmienky y 2 + x 2 50 => x 2 70 - vypadne x 2, y 1, y 2 0 obligatórne podmienky Modelovanie a optimalizácia 1/ 8

Klasifikácia úloh matematického programovania Úlohy matem. programovania Spojité Diskrétne Lineárne Nelineárne Kvadratické Separované Všeobecné Modelovanie a optimalizácia 1/ 9

Spojité úlohy všetky premenné sú reálne nezáporné. Diskrétne úlohy v modeli sa vyskytujú celočíselné alebo bivalentné premenné. Lineárne úlohy všetky podmienky a účelová funkcia sú lineárne výrazy. Za lineárny výraz označujeme výraz: c 1 x 1 +c 2 x 2 +...+c n x n, kde c j sú konštanty a x j sú premenné. Nelineárne úlohy v modeli sa vyskytuje nelineárny výraz. (Niekedy je vhodné nelineárny výraz linearizovať aj za cenu straty presnosti.) Kvadratické úlohy podmienky sú lineárne, účelová funkcia je súčtom kvadratickej a lineárnej formy. Separované úlohy v účelovej funkcii aj v podmienkach sa môže vyskytovať súčet nelineárnych funkcií jednej premennej v tvare: f 1 (x 1 ) + f 2 (x 2 ) +...+ f n (x n ) Modelovanie a optimalizácia 1/ 10

Usporiadanie úloh podľa časovej náročnosti riešenia (od najjednoduchších): Úlohy spojitého lineárneho programovania existujú efektívne metódy, ktorými možno nájsť presné (exaktné) riešenie úlohy s desiatkami tisíc premenných. Úlohy celočíselného lineárneho programovania väčšinou sú NP-ťažké. Úlohy spojitého kvadratického programovania v prípade konvexnosti účelovej funkcie možno riešiť exaktne pre desiatky premenných. Úlohy spojitého separovaného programovania, všeobecné nelineárne spojité úlohy a nelineárne diskrétne úlohy vieme riešiť iba približne (približné = suboptimálne riešenie). Modelovanie a optimalizácia 1/ 11

Spracovanie úlohy lineárneho programovania v profesionálnom softvérovom produkte Modeller Vstup modelu Solver Riešenie modelu Výstup výsledkov Modeller prekladá zápis modelu v modelujúcom jazyku do tvaru vhodného pre riešiaci softvér (solver) kontroluje syntax ak je model zapísaný v symbolickom tvare, súčasťou modelu musí byť zdroj vstupných dát (napr. textový súbor s koeficientmi) modeller načíta dáta a kontroluje ich rozsah Solver načíta konkrétny model pomocou jedného alebo viacerých algoritmov ho vyrieši Modelovanie a optimalizácia 1/ 12

poskytne výsledky (hodnoty premenných a účelovej funkcie) Interface LP sofvéru na iný softvér Väčšina LP programov beží ako samostatná aplikácia, ale sú dostupné aj v podobe knižnice funkcií, prípadne knižnice tried pre objektovo orientované programy. Väčšina LP programov podporuje bežné tabuľkové a databázové formáty súborov. Budeme používať programový produkt Xpress-MP Suite anglická firma Dash Optimization, Inc. Balík zahŕňa: Xpress-Mosel modeller; obsahuje: prekladač modelujúceho jazyka Mosel, I/O moduly pre výpis výsledkov a prístup k súborom, otvorený interface pre užívateľom napísané funkcie. Xpress-Optimizer solver pre spojité a celočíselné lineárne a kvadratické problémy Xpress-IVE vizuálne vývojové prostredie pod Windows. Zahŕňa editor programu v jazyku Mosel, prekladač, nástroje pre ladenie programu a vizualizáciu výsledkov. Ďalšie produkty: LINGO od firmy LINDO Systems, Inc. www.lindo.com CPLEX od firmy ILOG www.ilog.com Modelovanie a optimalizácia 1/ 13

GLPK (GNU Linear Programming Kit) http://gnuwin32.sourceforge.net/packages/glpk.htm free software GNU MathProg modeling language Modelovanie a optimalizácia 1/ 14

Zápis modelu v jazyku Mosel 1. Názov modelu 2. Špecifikácia solvera 3. Deklarácia a) indexov b) koeficientov modelu c) premenných 4. Inicializácia koeficientov 5. Zápis účelovej funkcie 6. Zápis štrukturálnych podmienok 7. Zápis obligatórnych podmienok (potrebné len pri celočíselných úlohách) 8. Príkaz optimalizácie 9. Určenie formy výstupu Modelovanie a optimalizácia 1/ 15