branch and bound - Εθνικόν και Καποδιστριακόν...

57
Branch and Bound Branch and Bound

Upload: others

Post on 04-Mar-2020

0 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Branch and Bound - Εθνικόν και Καποδιστριακόν ...cgi.di.uoa.gr/~vassilis/aee/L13-Branch-And -Bound.pdfBranch and Bound Μέθοδος επίλυσης προβληµάτων

Branch and Bound

Branch and Bound

Branch and Bound

Μέθοδος επίλυσης προβληmicroάτων ακέραιου γραmicromicroικού

προγραmicromicroατισmicroού

Προσπαθούmicroε να αποφύγουmicroε την εξαντλητική αναζήτηση

∆ιαχώριση ∆ιαmicroέριση του χώρου αναζήτησης σε microικρότερα

υποσύνολα

Εκτίmicroηση Εκτιmicroούmicroε ένα πάνω ϕράγmicroα της τιmicroής για οποιαδήποτε

λύση microέσα στο υπόδενδρο

Branch and Bound

Branch and Bound

Μέθοδος επίλυσης προβληmicroάτων ακέραιου γραmicromicroικού

προγραmicromicroατισmicroού

Προσπαθούmicroε να αποφύγουmicroε την εξαντλητική αναζήτηση

∆ιαχώριση ∆ιαmicroέριση του χώρου αναζήτησης σε microικρότερα

υποσύνολα

Εκτίmicroηση Εκτιmicroούmicroε ένα πάνω ϕράγmicroα της τιmicroής για οποιαδήποτε

λύση microέσα στο υπόδενδρο

Branch and Bound

Branch and Bound

Μέθοδος επίλυσης προβληmicroάτων ακέραιου γραmicromicroικού

προγραmicromicroατισmicroού

Προσπαθούmicroε να αποφύγουmicroε την εξαντλητική αναζήτηση

∆ιαχώριση ∆ιαmicroέριση του χώρου αναζήτησης σε microικρότερα

υποσύνολα

Εκτίmicroηση Εκτιmicroούmicroε ένα πάνω ϕράγmicroα της τιmicroής για οποιαδήποτε

λύση microέσα στο υπόδενδρο

Branch and Bound

Branch and Bound

Μέθοδος επίλυσης προβληmicroάτων ακέραιου γραmicromicroικού

προγραmicromicroατισmicroού

Προσπαθούmicroε να αποφύγουmicroε την εξαντλητική αναζήτηση

∆ιαχώριση ∆ιαmicroέριση του χώρου αναζήτησης σε microικρότερα

υποσύνολα

Εκτίmicroηση Εκτιmicroούmicroε ένα πάνω ϕράγmicroα της τιmicroής για οποιαδήποτε

λύση microέσα στο υπόδενδρο

Branch and Bound

∆ιαχώρηση

Πρέπει να διαλέξουmicroε σε ποια υποσύνολα ϑα διαχωρήσουmicroε τον

χώρο αναζήτησης

Θεωρούmicroε δύο σύνολα ΄Οταν microια συγκεκριmicroένη microεταβλητή που

επιλέξουmicroε παίρνει την τιmicroή 0 και 1 αντίστοιχα

Πώς επιλέγουmicroε την microεταβλητή αυτή

Στην τύχη

Συστηmicroατικά

Εmicroπειρία παρελθόντος

Επίλυση ενός υποπροβλήmicroατος

Επηρεασmicroός του χρόνου και του αριθmicroού ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Branch and Bound

∆ιαχώρηση

Πρέπει να διαλέξουmicroε σε ποια υποσύνολα ϑα διαχωρήσουmicroε τον

χώρο αναζήτησης

Θεωρούmicroε δύο σύνολα ΄Οταν microια συγκεκριmicroένη microεταβλητή που

επιλέξουmicroε παίρνει την τιmicroή 0 και 1 αντίστοιχα

Πώς επιλέγουmicroε την microεταβλητή αυτή

Στην τύχη

Συστηmicroατικά

Εmicroπειρία παρελθόντος

Επίλυση ενός υποπροβλήmicroατος

Επηρεασmicroός του χρόνου και του αριθmicroού ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Branch and Bound

∆ιαχώρηση

Πρέπει να διαλέξουmicroε σε ποια υποσύνολα ϑα διαχωρήσουmicroε τον

χώρο αναζήτησης

Θεωρούmicroε δύο σύνολα ΄Οταν microια συγκεκριmicroένη microεταβλητή που

επιλέξουmicroε παίρνει την τιmicroή 0 και 1 αντίστοιχα

Πώς επιλέγουmicroε την microεταβλητή αυτή

Στην τύχη

Συστηmicroατικά

Εmicroπειρία παρελθόντος

Επίλυση ενός υποπροβλήmicroατος

Επηρεασmicroός του χρόνου και του αριθmicroού ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Branch and Bound

∆ιαχώρηση

Πρέπει να διαλέξουmicroε σε ποια υποσύνολα ϑα διαχωρήσουmicroε τον

χώρο αναζήτησης

Θεωρούmicroε δύο σύνολα ΄Οταν microια συγκεκριmicroένη microεταβλητή που

επιλέξουmicroε παίρνει την τιmicroή 0 και 1 αντίστοιχα

Πώς επιλέγουmicroε την microεταβλητή αυτή

Στην τύχη

Συστηmicroατικά

Εmicroπειρία παρελθόντος

Επίλυση ενός υποπροβλήmicroατος

Επηρεασmicroός του χρόνου και του αριθmicroού ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Branch and Bound

∆ιαχώρηση

Πρέπει να διαλέξουmicroε σε ποια υποσύνολα ϑα διαχωρήσουmicroε τον

χώρο αναζήτησης

Θεωρούmicroε δύο σύνολα ΄Οταν microια συγκεκριmicroένη microεταβλητή που

επιλέξουmicroε παίρνει την τιmicroή 0 και 1 αντίστοιχα

Πώς επιλέγουmicroε την microεταβλητή αυτή

Στην τύχη

Συστηmicroατικά

Εmicroπειρία παρελθόντος

Επίλυση ενός υποπροβλήmicroατος

Επηρεασmicroός του χρόνου και του αριθmicroού ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Branch and Bound

∆ιαχώρηση

Πρέπει να διαλέξουmicroε σε ποια υποσύνολα ϑα διαχωρήσουmicroε τον

χώρο αναζήτησης

Θεωρούmicroε δύο σύνολα ΄Οταν microια συγκεκριmicroένη microεταβλητή που

επιλέξουmicroε παίρνει την τιmicroή 0 και 1 αντίστοιχα

Πώς επιλέγουmicroε την microεταβλητή αυτή

Στην τύχη

Συστηmicroατικά

Εmicroπειρία παρελθόντος

Επίλυση ενός υποπροβλήmicroατος

Επηρεασmicroός του χρόνου και του αριθmicroού ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Branch and Bound

∆ιαχώρηση

Πρέπει να διαλέξουmicroε σε ποια υποσύνολα ϑα διαχωρήσουmicroε τον

χώρο αναζήτησης

Θεωρούmicroε δύο σύνολα ΄Οταν microια συγκεκριmicroένη microεταβλητή που

επιλέξουmicroε παίρνει την τιmicroή 0 και 1 αντίστοιχα

Πώς επιλέγουmicroε την microεταβλητή αυτή

Στην τύχη

Συστηmicroατικά

Εmicroπειρία παρελθόντος

Επίλυση ενός υποπροβλήmicroατος

Επηρεασmicroός του χρόνου και του αριθmicroού ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Branch and Bound

∆ιαχώρηση

Πρέπει να διαλέξουmicroε σε ποια υποσύνολα ϑα διαχωρήσουmicroε τον

χώρο αναζήτησης

Θεωρούmicroε δύο σύνολα ΄Οταν microια συγκεκριmicroένη microεταβλητή που

επιλέξουmicroε παίρνει την τιmicroή 0 και 1 αντίστοιχα

Πώς επιλέγουmicroε την microεταβλητή αυτή

Στην τύχη

Συστηmicroατικά

Εmicroπειρία παρελθόντος

Επίλυση ενός υποπροβλήmicroατος

Επηρεασmicroός του χρόνου και του αριθmicroού ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Πριν τον διαχώρισmicroό ενός κόmicroβου ελέγχουmicroε αν υπάρχει

πιθανότητα να ϐρίσκεται η ϐέλτιστη λύση στο συγκεκριmicroένο

υπόδενδρο

Εκτίmicroηση του άνω ή κάτω ϕράγmicroατος ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση (microεγιστοποίηση ή ελαχιστοποίηση αντίστοιχα) για κάθε

λύση του

Αν γνωρίζουmicroε ήδη microια καλύτερη λύση από το αντίστοιχο ϕράγmicroα

του υποδένδρου γνωρίζουmicroε πως η ϐέλτιστη λύση δεν ϐρίσκεται

στο υπόδενδρο και δεν χρειάζεται να διαχωρίσουmicroε

Μια χονδρική εκτίmicroηση microπορεί να γίνει πολύ γρήγορα αλλά δεν

περιορίζει αρκετά τον αριθmicroό των ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Μια ακριβής εκτίmicroηση microας επιτρέπει να αποφύγουmicroε microεγάλο

microέρος του χώρου αναζήτησης αλλά ο υπολογισmicroός της επιβαρύνει

σηmicroαντικά τον συνολικό χρόνο

Εύρεση καλύτερου συmicroβιβασmicroού

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Πριν τον διαχώρισmicroό ενός κόmicroβου ελέγχουmicroε αν υπάρχει

πιθανότητα να ϐρίσκεται η ϐέλτιστη λύση στο συγκεκριmicroένο

υπόδενδρο

Εκτίmicroηση του άνω ή κάτω ϕράγmicroατος ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση (microεγιστοποίηση ή ελαχιστοποίηση αντίστοιχα) για κάθε

λύση του

Αν γνωρίζουmicroε ήδη microια καλύτερη λύση από το αντίστοιχο ϕράγmicroα

του υποδένδρου γνωρίζουmicroε πως η ϐέλτιστη λύση δεν ϐρίσκεται

στο υπόδενδρο και δεν χρειάζεται να διαχωρίσουmicroε

Μια χονδρική εκτίmicroηση microπορεί να γίνει πολύ γρήγορα αλλά δεν

περιορίζει αρκετά τον αριθmicroό των ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Μια ακριβής εκτίmicroηση microας επιτρέπει να αποφύγουmicroε microεγάλο

microέρος του χώρου αναζήτησης αλλά ο υπολογισmicroός της επιβαρύνει

σηmicroαντικά τον συνολικό χρόνο

Εύρεση καλύτερου συmicroβιβασmicroού

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Πριν τον διαχώρισmicroό ενός κόmicroβου ελέγχουmicroε αν υπάρχει

πιθανότητα να ϐρίσκεται η ϐέλτιστη λύση στο συγκεκριmicroένο

υπόδενδρο

Εκτίmicroηση του άνω ή κάτω ϕράγmicroατος ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση (microεγιστοποίηση ή ελαχιστοποίηση αντίστοιχα) για κάθε

λύση του

Αν γνωρίζουmicroε ήδη microια καλύτερη λύση από το αντίστοιχο ϕράγmicroα

του υποδένδρου γνωρίζουmicroε πως η ϐέλτιστη λύση δεν ϐρίσκεται

στο υπόδενδρο και δεν χρειάζεται να διαχωρίσουmicroε

Μια χονδρική εκτίmicroηση microπορεί να γίνει πολύ γρήγορα αλλά δεν

περιορίζει αρκετά τον αριθmicroό των ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Μια ακριβής εκτίmicroηση microας επιτρέπει να αποφύγουmicroε microεγάλο

microέρος του χώρου αναζήτησης αλλά ο υπολογισmicroός της επιβαρύνει

σηmicroαντικά τον συνολικό χρόνο

Εύρεση καλύτερου συmicroβιβασmicroού

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Πριν τον διαχώρισmicroό ενός κόmicroβου ελέγχουmicroε αν υπάρχει

πιθανότητα να ϐρίσκεται η ϐέλτιστη λύση στο συγκεκριmicroένο

υπόδενδρο

Εκτίmicroηση του άνω ή κάτω ϕράγmicroατος ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση (microεγιστοποίηση ή ελαχιστοποίηση αντίστοιχα) για κάθε

λύση του

Αν γνωρίζουmicroε ήδη microια καλύτερη λύση από το αντίστοιχο ϕράγmicroα

του υποδένδρου γνωρίζουmicroε πως η ϐέλτιστη λύση δεν ϐρίσκεται

στο υπόδενδρο και δεν χρειάζεται να διαχωρίσουmicroε

Μια χονδρική εκτίmicroηση microπορεί να γίνει πολύ γρήγορα αλλά δεν

περιορίζει αρκετά τον αριθmicroό των ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Μια ακριβής εκτίmicroηση microας επιτρέπει να αποφύγουmicroε microεγάλο

microέρος του χώρου αναζήτησης αλλά ο υπολογισmicroός της επιβαρύνει

σηmicroαντικά τον συνολικό χρόνο

Εύρεση καλύτερου συmicroβιβασmicroού

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Πριν τον διαχώρισmicroό ενός κόmicroβου ελέγχουmicroε αν υπάρχει

πιθανότητα να ϐρίσκεται η ϐέλτιστη λύση στο συγκεκριmicroένο

υπόδενδρο

Εκτίmicroηση του άνω ή κάτω ϕράγmicroατος ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση (microεγιστοποίηση ή ελαχιστοποίηση αντίστοιχα) για κάθε

λύση του

Αν γνωρίζουmicroε ήδη microια καλύτερη λύση από το αντίστοιχο ϕράγmicroα

του υποδένδρου γνωρίζουmicroε πως η ϐέλτιστη λύση δεν ϐρίσκεται

στο υπόδενδρο και δεν χρειάζεται να διαχωρίσουmicroε

Μια χονδρική εκτίmicroηση microπορεί να γίνει πολύ γρήγορα αλλά δεν

περιορίζει αρκετά τον αριθmicroό των ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Μια ακριβής εκτίmicroηση microας επιτρέπει να αποφύγουmicroε microεγάλο

microέρος του χώρου αναζήτησης αλλά ο υπολογισmicroός της επιβαρύνει

σηmicroαντικά τον συνολικό χρόνο

Εύρεση καλύτερου συmicroβιβασmicroού

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Πριν τον διαχώρισmicroό ενός κόmicroβου ελέγχουmicroε αν υπάρχει

πιθανότητα να ϐρίσκεται η ϐέλτιστη λύση στο συγκεκριmicroένο

υπόδενδρο

Εκτίmicroηση του άνω ή κάτω ϕράγmicroατος ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση (microεγιστοποίηση ή ελαχιστοποίηση αντίστοιχα) για κάθε

λύση του

Αν γνωρίζουmicroε ήδη microια καλύτερη λύση από το αντίστοιχο ϕράγmicroα

του υποδένδρου γνωρίζουmicroε πως η ϐέλτιστη λύση δεν ϐρίσκεται

στο υπόδενδρο και δεν χρειάζεται να διαχωρίσουmicroε

Μια χονδρική εκτίmicroηση microπορεί να γίνει πολύ γρήγορα αλλά δεν

περιορίζει αρκετά τον αριθmicroό των ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Μια ακριβής εκτίmicroηση microας επιτρέπει να αποφύγουmicroε microεγάλο

microέρος του χώρου αναζήτησης αλλά ο υπολογισmicroός της επιβαρύνει

σηmicroαντικά τον συνολικό χρόνο

Εύρεση καλύτερου συmicroβιβασmicroού

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Παράδειγmicroα εκτίmicroησης για πρόβληmicroα ελαχιστοποίησης

΄Εστω κόmicroβος Si και συνάρτηση εκτίmicroησης κάτω ϕράγmicroατος f()

΄Εστω πως γνωρίζουmicroε ήδη microια εφικτή λύση του προβλήmicroατος x

Αν f(Si)

ge cx Συνεχίζουmicroε στον διαχώρισmicroό του Si

διαφορετικά ∆εν διαχωρίζουmicroε το Si

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Παράδειγmicroα εκτίmicroησης για πρόβληmicroα ελαχιστοποίησης

΄Εστω κόmicroβος Si και συνάρτηση εκτίmicroησης κάτω ϕράγmicroατος f()

΄Εστω πως γνωρίζουmicroε ήδη microια εφικτή λύση του προβλήmicroατος x

Αν f(Si)

ge cx Συνεχίζουmicroε στον διαχώρισmicroό του Si

διαφορετικά ∆εν διαχωρίζουmicroε το Si

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Παράδειγmicroα εκτίmicroησης για πρόβληmicroα ελαχιστοποίησης

΄Εστω κόmicroβος Si και συνάρτηση εκτίmicroησης κάτω ϕράγmicroατος f()

΄Εστω πως γνωρίζουmicroε ήδη microια εφικτή λύση του προβλήmicroατος x

Αν f(Si)

ge cx Συνεχίζουmicroε στον διαχώρισmicroό του Si

διαφορετικά ∆εν διαχωρίζουmicroε το Si

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Παράδειγmicroα εκτίmicroησης για πρόβληmicroα ελαχιστοποίησης

΄Εστω κόmicroβος Si και συνάρτηση εκτίmicroησης κάτω ϕράγmicroατος f()

΄Εστω πως γνωρίζουmicroε ήδη microια εφικτή λύση του προβλήmicroατος x

Αν f(Si)

ge cx Συνεχίζουmicroε στον διαχώρισmicroό του Si

διαφορετικά ∆εν διαχωρίζουmicroε το Si

Branch and Bound

vassilis
Sticky Note
ΔΕΝ συνεχίζουμε
vassilis
Cross-Out

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

Αναζήτηση στο χώρο των λύσεων

S

S1 S1

S12

S12

S12 S12

S123

S123

S123

S123

S123

S123

S123 S123

x1 = 0 x1 = 1

x2 = 0 x2 = 1

x3 = 0

x3 = 1

x3 = 0

x3 = 1

x2 = 0 x2 = 1

x3 = 0

x3 = 1

x3 = 0

x3 = 1

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

vassilis
Cross-Out
η αξία
vassilis
Cross-Out
το βάρος

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Βέλτιστη συνεχής λύση x1 = 1 x2 = 3

8 z = minus26

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

∆ιαχωρισmicroός στο S1

x =

1 S1

min z = minus20minus 16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 3

0 S1

min z = minus16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 12

Βέλτιστη συνεχή λύση S1 x2 = 3

8 z = minus26 Βέλτιστη συνεχή λύση S

1

x2 = 1x3 = 2

3 z = minus 70

3asymp minus233

Branch and Bound

vassilis
Cross-Out
4 x_5
vassilis
Cross-Out
4 x_5

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

∆ιαχωρισmicroός στο S1

x =

1 S1

min z = minus20minus 16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 3

0 S1

min z = minus16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 12

Βέλτιστη συνεχή λύση S1 x2 = 3

8 z = minus26 Βέλτιστη συνεχή λύση S

1

x2 = 1x3 = 2

3 z = minus 70

3asymp minus233

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

S

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

17 κόmicroβοι εξετάστηκαν αντί για 27 minus 1

Branch and Bound

Page 2: Branch and Bound - Εθνικόν και Καποδιστριακόν ...cgi.di.uoa.gr/~vassilis/aee/L13-Branch-And -Bound.pdfBranch and Bound Μέθοδος επίλυσης προβληµάτων

Branch and Bound

Μέθοδος επίλυσης προβληmicroάτων ακέραιου γραmicromicroικού

προγραmicromicroατισmicroού

Προσπαθούmicroε να αποφύγουmicroε την εξαντλητική αναζήτηση

∆ιαχώριση ∆ιαmicroέριση του χώρου αναζήτησης σε microικρότερα

υποσύνολα

Εκτίmicroηση Εκτιmicroούmicroε ένα πάνω ϕράγmicroα της τιmicroής για οποιαδήποτε

λύση microέσα στο υπόδενδρο

Branch and Bound

Branch and Bound

Μέθοδος επίλυσης προβληmicroάτων ακέραιου γραmicromicroικού

προγραmicromicroατισmicroού

Προσπαθούmicroε να αποφύγουmicroε την εξαντλητική αναζήτηση

∆ιαχώριση ∆ιαmicroέριση του χώρου αναζήτησης σε microικρότερα

υποσύνολα

Εκτίmicroηση Εκτιmicroούmicroε ένα πάνω ϕράγmicroα της τιmicroής για οποιαδήποτε

λύση microέσα στο υπόδενδρο

Branch and Bound

Branch and Bound

Μέθοδος επίλυσης προβληmicroάτων ακέραιου γραmicromicroικού

προγραmicromicroατισmicroού

Προσπαθούmicroε να αποφύγουmicroε την εξαντλητική αναζήτηση

∆ιαχώριση ∆ιαmicroέριση του χώρου αναζήτησης σε microικρότερα

υποσύνολα

Εκτίmicroηση Εκτιmicroούmicroε ένα πάνω ϕράγmicroα της τιmicroής για οποιαδήποτε

λύση microέσα στο υπόδενδρο

Branch and Bound

Branch and Bound

Μέθοδος επίλυσης προβληmicroάτων ακέραιου γραmicromicroικού

προγραmicromicroατισmicroού

Προσπαθούmicroε να αποφύγουmicroε την εξαντλητική αναζήτηση

∆ιαχώριση ∆ιαmicroέριση του χώρου αναζήτησης σε microικρότερα

υποσύνολα

Εκτίmicroηση Εκτιmicroούmicroε ένα πάνω ϕράγmicroα της τιmicroής για οποιαδήποτε

λύση microέσα στο υπόδενδρο

Branch and Bound

∆ιαχώρηση

Πρέπει να διαλέξουmicroε σε ποια υποσύνολα ϑα διαχωρήσουmicroε τον

χώρο αναζήτησης

Θεωρούmicroε δύο σύνολα ΄Οταν microια συγκεκριmicroένη microεταβλητή που

επιλέξουmicroε παίρνει την τιmicroή 0 και 1 αντίστοιχα

Πώς επιλέγουmicroε την microεταβλητή αυτή

Στην τύχη

Συστηmicroατικά

Εmicroπειρία παρελθόντος

Επίλυση ενός υποπροβλήmicroατος

Επηρεασmicroός του χρόνου και του αριθmicroού ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Branch and Bound

∆ιαχώρηση

Πρέπει να διαλέξουmicroε σε ποια υποσύνολα ϑα διαχωρήσουmicroε τον

χώρο αναζήτησης

Θεωρούmicroε δύο σύνολα ΄Οταν microια συγκεκριmicroένη microεταβλητή που

επιλέξουmicroε παίρνει την τιmicroή 0 και 1 αντίστοιχα

Πώς επιλέγουmicroε την microεταβλητή αυτή

Στην τύχη

Συστηmicroατικά

Εmicroπειρία παρελθόντος

Επίλυση ενός υποπροβλήmicroατος

Επηρεασmicroός του χρόνου και του αριθmicroού ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Branch and Bound

∆ιαχώρηση

Πρέπει να διαλέξουmicroε σε ποια υποσύνολα ϑα διαχωρήσουmicroε τον

χώρο αναζήτησης

Θεωρούmicroε δύο σύνολα ΄Οταν microια συγκεκριmicroένη microεταβλητή που

επιλέξουmicroε παίρνει την τιmicroή 0 και 1 αντίστοιχα

Πώς επιλέγουmicroε την microεταβλητή αυτή

Στην τύχη

Συστηmicroατικά

Εmicroπειρία παρελθόντος

Επίλυση ενός υποπροβλήmicroατος

Επηρεασmicroός του χρόνου και του αριθmicroού ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Branch and Bound

∆ιαχώρηση

Πρέπει να διαλέξουmicroε σε ποια υποσύνολα ϑα διαχωρήσουmicroε τον

χώρο αναζήτησης

Θεωρούmicroε δύο σύνολα ΄Οταν microια συγκεκριmicroένη microεταβλητή που

επιλέξουmicroε παίρνει την τιmicroή 0 και 1 αντίστοιχα

Πώς επιλέγουmicroε την microεταβλητή αυτή

Στην τύχη

Συστηmicroατικά

Εmicroπειρία παρελθόντος

Επίλυση ενός υποπροβλήmicroατος

Επηρεασmicroός του χρόνου και του αριθmicroού ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Branch and Bound

∆ιαχώρηση

Πρέπει να διαλέξουmicroε σε ποια υποσύνολα ϑα διαχωρήσουmicroε τον

χώρο αναζήτησης

Θεωρούmicroε δύο σύνολα ΄Οταν microια συγκεκριmicroένη microεταβλητή που

επιλέξουmicroε παίρνει την τιmicroή 0 και 1 αντίστοιχα

Πώς επιλέγουmicroε την microεταβλητή αυτή

Στην τύχη

Συστηmicroατικά

Εmicroπειρία παρελθόντος

Επίλυση ενός υποπροβλήmicroατος

Επηρεασmicroός του χρόνου και του αριθmicroού ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Branch and Bound

∆ιαχώρηση

Πρέπει να διαλέξουmicroε σε ποια υποσύνολα ϑα διαχωρήσουmicroε τον

χώρο αναζήτησης

Θεωρούmicroε δύο σύνολα ΄Οταν microια συγκεκριmicroένη microεταβλητή που

επιλέξουmicroε παίρνει την τιmicroή 0 και 1 αντίστοιχα

Πώς επιλέγουmicroε την microεταβλητή αυτή

Στην τύχη

Συστηmicroατικά

Εmicroπειρία παρελθόντος

Επίλυση ενός υποπροβλήmicroατος

Επηρεασmicroός του χρόνου και του αριθmicroού ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Branch and Bound

∆ιαχώρηση

Πρέπει να διαλέξουmicroε σε ποια υποσύνολα ϑα διαχωρήσουmicroε τον

χώρο αναζήτησης

Θεωρούmicroε δύο σύνολα ΄Οταν microια συγκεκριmicroένη microεταβλητή που

επιλέξουmicroε παίρνει την τιmicroή 0 και 1 αντίστοιχα

Πώς επιλέγουmicroε την microεταβλητή αυτή

Στην τύχη

Συστηmicroατικά

Εmicroπειρία παρελθόντος

Επίλυση ενός υποπροβλήmicroατος

Επηρεασmicroός του χρόνου και του αριθmicroού ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Branch and Bound

∆ιαχώρηση

Πρέπει να διαλέξουmicroε σε ποια υποσύνολα ϑα διαχωρήσουmicroε τον

χώρο αναζήτησης

Θεωρούmicroε δύο σύνολα ΄Οταν microια συγκεκριmicroένη microεταβλητή που

επιλέξουmicroε παίρνει την τιmicroή 0 και 1 αντίστοιχα

Πώς επιλέγουmicroε την microεταβλητή αυτή

Στην τύχη

Συστηmicroατικά

Εmicroπειρία παρελθόντος

Επίλυση ενός υποπροβλήmicroατος

Επηρεασmicroός του χρόνου και του αριθmicroού ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Πριν τον διαχώρισmicroό ενός κόmicroβου ελέγχουmicroε αν υπάρχει

πιθανότητα να ϐρίσκεται η ϐέλτιστη λύση στο συγκεκριmicroένο

υπόδενδρο

Εκτίmicroηση του άνω ή κάτω ϕράγmicroατος ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση (microεγιστοποίηση ή ελαχιστοποίηση αντίστοιχα) για κάθε

λύση του

Αν γνωρίζουmicroε ήδη microια καλύτερη λύση από το αντίστοιχο ϕράγmicroα

του υποδένδρου γνωρίζουmicroε πως η ϐέλτιστη λύση δεν ϐρίσκεται

στο υπόδενδρο και δεν χρειάζεται να διαχωρίσουmicroε

Μια χονδρική εκτίmicroηση microπορεί να γίνει πολύ γρήγορα αλλά δεν

περιορίζει αρκετά τον αριθmicroό των ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Μια ακριβής εκτίmicroηση microας επιτρέπει να αποφύγουmicroε microεγάλο

microέρος του χώρου αναζήτησης αλλά ο υπολογισmicroός της επιβαρύνει

σηmicroαντικά τον συνολικό χρόνο

Εύρεση καλύτερου συmicroβιβασmicroού

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Πριν τον διαχώρισmicroό ενός κόmicroβου ελέγχουmicroε αν υπάρχει

πιθανότητα να ϐρίσκεται η ϐέλτιστη λύση στο συγκεκριmicroένο

υπόδενδρο

Εκτίmicroηση του άνω ή κάτω ϕράγmicroατος ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση (microεγιστοποίηση ή ελαχιστοποίηση αντίστοιχα) για κάθε

λύση του

Αν γνωρίζουmicroε ήδη microια καλύτερη λύση από το αντίστοιχο ϕράγmicroα

του υποδένδρου γνωρίζουmicroε πως η ϐέλτιστη λύση δεν ϐρίσκεται

στο υπόδενδρο και δεν χρειάζεται να διαχωρίσουmicroε

Μια χονδρική εκτίmicroηση microπορεί να γίνει πολύ γρήγορα αλλά δεν

περιορίζει αρκετά τον αριθmicroό των ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Μια ακριβής εκτίmicroηση microας επιτρέπει να αποφύγουmicroε microεγάλο

microέρος του χώρου αναζήτησης αλλά ο υπολογισmicroός της επιβαρύνει

σηmicroαντικά τον συνολικό χρόνο

Εύρεση καλύτερου συmicroβιβασmicroού

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Πριν τον διαχώρισmicroό ενός κόmicroβου ελέγχουmicroε αν υπάρχει

πιθανότητα να ϐρίσκεται η ϐέλτιστη λύση στο συγκεκριmicroένο

υπόδενδρο

Εκτίmicroηση του άνω ή κάτω ϕράγmicroατος ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση (microεγιστοποίηση ή ελαχιστοποίηση αντίστοιχα) για κάθε

λύση του

Αν γνωρίζουmicroε ήδη microια καλύτερη λύση από το αντίστοιχο ϕράγmicroα

του υποδένδρου γνωρίζουmicroε πως η ϐέλτιστη λύση δεν ϐρίσκεται

στο υπόδενδρο και δεν χρειάζεται να διαχωρίσουmicroε

Μια χονδρική εκτίmicroηση microπορεί να γίνει πολύ γρήγορα αλλά δεν

περιορίζει αρκετά τον αριθmicroό των ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Μια ακριβής εκτίmicroηση microας επιτρέπει να αποφύγουmicroε microεγάλο

microέρος του χώρου αναζήτησης αλλά ο υπολογισmicroός της επιβαρύνει

σηmicroαντικά τον συνολικό χρόνο

Εύρεση καλύτερου συmicroβιβασmicroού

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Πριν τον διαχώρισmicroό ενός κόmicroβου ελέγχουmicroε αν υπάρχει

πιθανότητα να ϐρίσκεται η ϐέλτιστη λύση στο συγκεκριmicroένο

υπόδενδρο

Εκτίmicroηση του άνω ή κάτω ϕράγmicroατος ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση (microεγιστοποίηση ή ελαχιστοποίηση αντίστοιχα) για κάθε

λύση του

Αν γνωρίζουmicroε ήδη microια καλύτερη λύση από το αντίστοιχο ϕράγmicroα

του υποδένδρου γνωρίζουmicroε πως η ϐέλτιστη λύση δεν ϐρίσκεται

στο υπόδενδρο και δεν χρειάζεται να διαχωρίσουmicroε

Μια χονδρική εκτίmicroηση microπορεί να γίνει πολύ γρήγορα αλλά δεν

περιορίζει αρκετά τον αριθmicroό των ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Μια ακριβής εκτίmicroηση microας επιτρέπει να αποφύγουmicroε microεγάλο

microέρος του χώρου αναζήτησης αλλά ο υπολογισmicroός της επιβαρύνει

σηmicroαντικά τον συνολικό χρόνο

Εύρεση καλύτερου συmicroβιβασmicroού

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Πριν τον διαχώρισmicroό ενός κόmicroβου ελέγχουmicroε αν υπάρχει

πιθανότητα να ϐρίσκεται η ϐέλτιστη λύση στο συγκεκριmicroένο

υπόδενδρο

Εκτίmicroηση του άνω ή κάτω ϕράγmicroατος ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση (microεγιστοποίηση ή ελαχιστοποίηση αντίστοιχα) για κάθε

λύση του

Αν γνωρίζουmicroε ήδη microια καλύτερη λύση από το αντίστοιχο ϕράγmicroα

του υποδένδρου γνωρίζουmicroε πως η ϐέλτιστη λύση δεν ϐρίσκεται

στο υπόδενδρο και δεν χρειάζεται να διαχωρίσουmicroε

Μια χονδρική εκτίmicroηση microπορεί να γίνει πολύ γρήγορα αλλά δεν

περιορίζει αρκετά τον αριθmicroό των ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Μια ακριβής εκτίmicroηση microας επιτρέπει να αποφύγουmicroε microεγάλο

microέρος του χώρου αναζήτησης αλλά ο υπολογισmicroός της επιβαρύνει

σηmicroαντικά τον συνολικό χρόνο

Εύρεση καλύτερου συmicroβιβασmicroού

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Πριν τον διαχώρισmicroό ενός κόmicroβου ελέγχουmicroε αν υπάρχει

πιθανότητα να ϐρίσκεται η ϐέλτιστη λύση στο συγκεκριmicroένο

υπόδενδρο

Εκτίmicroηση του άνω ή κάτω ϕράγmicroατος ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση (microεγιστοποίηση ή ελαχιστοποίηση αντίστοιχα) για κάθε

λύση του

Αν γνωρίζουmicroε ήδη microια καλύτερη λύση από το αντίστοιχο ϕράγmicroα

του υποδένδρου γνωρίζουmicroε πως η ϐέλτιστη λύση δεν ϐρίσκεται

στο υπόδενδρο και δεν χρειάζεται να διαχωρίσουmicroε

Μια χονδρική εκτίmicroηση microπορεί να γίνει πολύ γρήγορα αλλά δεν

περιορίζει αρκετά τον αριθmicroό των ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Μια ακριβής εκτίmicroηση microας επιτρέπει να αποφύγουmicroε microεγάλο

microέρος του χώρου αναζήτησης αλλά ο υπολογισmicroός της επιβαρύνει

σηmicroαντικά τον συνολικό χρόνο

Εύρεση καλύτερου συmicroβιβασmicroού

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Παράδειγmicroα εκτίmicroησης για πρόβληmicroα ελαχιστοποίησης

΄Εστω κόmicroβος Si και συνάρτηση εκτίmicroησης κάτω ϕράγmicroατος f()

΄Εστω πως γνωρίζουmicroε ήδη microια εφικτή λύση του προβλήmicroατος x

Αν f(Si)

ge cx Συνεχίζουmicroε στον διαχώρισmicroό του Si

διαφορετικά ∆εν διαχωρίζουmicroε το Si

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Παράδειγmicroα εκτίmicroησης για πρόβληmicroα ελαχιστοποίησης

΄Εστω κόmicroβος Si και συνάρτηση εκτίmicroησης κάτω ϕράγmicroατος f()

΄Εστω πως γνωρίζουmicroε ήδη microια εφικτή λύση του προβλήmicroατος x

Αν f(Si)

ge cx Συνεχίζουmicroε στον διαχώρισmicroό του Si

διαφορετικά ∆εν διαχωρίζουmicroε το Si

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Παράδειγmicroα εκτίmicroησης για πρόβληmicroα ελαχιστοποίησης

΄Εστω κόmicroβος Si και συνάρτηση εκτίmicroησης κάτω ϕράγmicroατος f()

΄Εστω πως γνωρίζουmicroε ήδη microια εφικτή λύση του προβλήmicroατος x

Αν f(Si)

ge cx Συνεχίζουmicroε στον διαχώρισmicroό του Si

διαφορετικά ∆εν διαχωρίζουmicroε το Si

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Παράδειγmicroα εκτίmicroησης για πρόβληmicroα ελαχιστοποίησης

΄Εστω κόmicroβος Si και συνάρτηση εκτίmicroησης κάτω ϕράγmicroατος f()

΄Εστω πως γνωρίζουmicroε ήδη microια εφικτή λύση του προβλήmicroατος x

Αν f(Si)

ge cx Συνεχίζουmicroε στον διαχώρισmicroό του Si

διαφορετικά ∆εν διαχωρίζουmicroε το Si

Branch and Bound

vassilis
Sticky Note
ΔΕΝ συνεχίζουμε
vassilis
Cross-Out

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

Αναζήτηση στο χώρο των λύσεων

S

S1 S1

S12

S12

S12 S12

S123

S123

S123

S123

S123

S123

S123 S123

x1 = 0 x1 = 1

x2 = 0 x2 = 1

x3 = 0

x3 = 1

x3 = 0

x3 = 1

x2 = 0 x2 = 1

x3 = 0

x3 = 1

x3 = 0

x3 = 1

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

vassilis
Cross-Out
η αξία
vassilis
Cross-Out
το βάρος

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Βέλτιστη συνεχής λύση x1 = 1 x2 = 3

8 z = minus26

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

∆ιαχωρισmicroός στο S1

x =

1 S1

min z = minus20minus 16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 3

0 S1

min z = minus16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 12

Βέλτιστη συνεχή λύση S1 x2 = 3

8 z = minus26 Βέλτιστη συνεχή λύση S

1

x2 = 1x3 = 2

3 z = minus 70

3asymp minus233

Branch and Bound

vassilis
Cross-Out
4 x_5
vassilis
Cross-Out
4 x_5

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

∆ιαχωρισmicroός στο S1

x =

1 S1

min z = minus20minus 16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 3

0 S1

min z = minus16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 12

Βέλτιστη συνεχή λύση S1 x2 = 3

8 z = minus26 Βέλτιστη συνεχή λύση S

1

x2 = 1x3 = 2

3 z = minus 70

3asymp minus233

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

S

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

17 κόmicroβοι εξετάστηκαν αντί για 27 minus 1

Branch and Bound

Page 3: Branch and Bound - Εθνικόν και Καποδιστριακόν ...cgi.di.uoa.gr/~vassilis/aee/L13-Branch-And -Bound.pdfBranch and Bound Μέθοδος επίλυσης προβληµάτων

Branch and Bound

Μέθοδος επίλυσης προβληmicroάτων ακέραιου γραmicromicroικού

προγραmicromicroατισmicroού

Προσπαθούmicroε να αποφύγουmicroε την εξαντλητική αναζήτηση

∆ιαχώριση ∆ιαmicroέριση του χώρου αναζήτησης σε microικρότερα

υποσύνολα

Εκτίmicroηση Εκτιmicroούmicroε ένα πάνω ϕράγmicroα της τιmicroής για οποιαδήποτε

λύση microέσα στο υπόδενδρο

Branch and Bound

Branch and Bound

Μέθοδος επίλυσης προβληmicroάτων ακέραιου γραmicromicroικού

προγραmicromicroατισmicroού

Προσπαθούmicroε να αποφύγουmicroε την εξαντλητική αναζήτηση

∆ιαχώριση ∆ιαmicroέριση του χώρου αναζήτησης σε microικρότερα

υποσύνολα

Εκτίmicroηση Εκτιmicroούmicroε ένα πάνω ϕράγmicroα της τιmicroής για οποιαδήποτε

λύση microέσα στο υπόδενδρο

Branch and Bound

Branch and Bound

Μέθοδος επίλυσης προβληmicroάτων ακέραιου γραmicromicroικού

προγραmicromicroατισmicroού

Προσπαθούmicroε να αποφύγουmicroε την εξαντλητική αναζήτηση

∆ιαχώριση ∆ιαmicroέριση του χώρου αναζήτησης σε microικρότερα

υποσύνολα

Εκτίmicroηση Εκτιmicroούmicroε ένα πάνω ϕράγmicroα της τιmicroής για οποιαδήποτε

λύση microέσα στο υπόδενδρο

Branch and Bound

∆ιαχώρηση

Πρέπει να διαλέξουmicroε σε ποια υποσύνολα ϑα διαχωρήσουmicroε τον

χώρο αναζήτησης

Θεωρούmicroε δύο σύνολα ΄Οταν microια συγκεκριmicroένη microεταβλητή που

επιλέξουmicroε παίρνει την τιmicroή 0 και 1 αντίστοιχα

Πώς επιλέγουmicroε την microεταβλητή αυτή

Στην τύχη

Συστηmicroατικά

Εmicroπειρία παρελθόντος

Επίλυση ενός υποπροβλήmicroατος

Επηρεασmicroός του χρόνου και του αριθmicroού ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Branch and Bound

∆ιαχώρηση

Πρέπει να διαλέξουmicroε σε ποια υποσύνολα ϑα διαχωρήσουmicroε τον

χώρο αναζήτησης

Θεωρούmicroε δύο σύνολα ΄Οταν microια συγκεκριmicroένη microεταβλητή που

επιλέξουmicroε παίρνει την τιmicroή 0 και 1 αντίστοιχα

Πώς επιλέγουmicroε την microεταβλητή αυτή

Στην τύχη

Συστηmicroατικά

Εmicroπειρία παρελθόντος

Επίλυση ενός υποπροβλήmicroατος

Επηρεασmicroός του χρόνου και του αριθmicroού ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Branch and Bound

∆ιαχώρηση

Πρέπει να διαλέξουmicroε σε ποια υποσύνολα ϑα διαχωρήσουmicroε τον

χώρο αναζήτησης

Θεωρούmicroε δύο σύνολα ΄Οταν microια συγκεκριmicroένη microεταβλητή που

επιλέξουmicroε παίρνει την τιmicroή 0 και 1 αντίστοιχα

Πώς επιλέγουmicroε την microεταβλητή αυτή

Στην τύχη

Συστηmicroατικά

Εmicroπειρία παρελθόντος

Επίλυση ενός υποπροβλήmicroατος

Επηρεασmicroός του χρόνου και του αριθmicroού ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Branch and Bound

∆ιαχώρηση

Πρέπει να διαλέξουmicroε σε ποια υποσύνολα ϑα διαχωρήσουmicroε τον

χώρο αναζήτησης

Θεωρούmicroε δύο σύνολα ΄Οταν microια συγκεκριmicroένη microεταβλητή που

επιλέξουmicroε παίρνει την τιmicroή 0 και 1 αντίστοιχα

Πώς επιλέγουmicroε την microεταβλητή αυτή

Στην τύχη

Συστηmicroατικά

Εmicroπειρία παρελθόντος

Επίλυση ενός υποπροβλήmicroατος

Επηρεασmicroός του χρόνου και του αριθmicroού ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Branch and Bound

∆ιαχώρηση

Πρέπει να διαλέξουmicroε σε ποια υποσύνολα ϑα διαχωρήσουmicroε τον

χώρο αναζήτησης

Θεωρούmicroε δύο σύνολα ΄Οταν microια συγκεκριmicroένη microεταβλητή που

επιλέξουmicroε παίρνει την τιmicroή 0 και 1 αντίστοιχα

Πώς επιλέγουmicroε την microεταβλητή αυτή

Στην τύχη

Συστηmicroατικά

Εmicroπειρία παρελθόντος

Επίλυση ενός υποπροβλήmicroατος

Επηρεασmicroός του χρόνου και του αριθmicroού ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Branch and Bound

∆ιαχώρηση

Πρέπει να διαλέξουmicroε σε ποια υποσύνολα ϑα διαχωρήσουmicroε τον

χώρο αναζήτησης

Θεωρούmicroε δύο σύνολα ΄Οταν microια συγκεκριmicroένη microεταβλητή που

επιλέξουmicroε παίρνει την τιmicroή 0 και 1 αντίστοιχα

Πώς επιλέγουmicroε την microεταβλητή αυτή

Στην τύχη

Συστηmicroατικά

Εmicroπειρία παρελθόντος

Επίλυση ενός υποπροβλήmicroατος

Επηρεασmicroός του χρόνου και του αριθmicroού ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Branch and Bound

∆ιαχώρηση

Πρέπει να διαλέξουmicroε σε ποια υποσύνολα ϑα διαχωρήσουmicroε τον

χώρο αναζήτησης

Θεωρούmicroε δύο σύνολα ΄Οταν microια συγκεκριmicroένη microεταβλητή που

επιλέξουmicroε παίρνει την τιmicroή 0 και 1 αντίστοιχα

Πώς επιλέγουmicroε την microεταβλητή αυτή

Στην τύχη

Συστηmicroατικά

Εmicroπειρία παρελθόντος

Επίλυση ενός υποπροβλήmicroατος

Επηρεασmicroός του χρόνου και του αριθmicroού ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Branch and Bound

∆ιαχώρηση

Πρέπει να διαλέξουmicroε σε ποια υποσύνολα ϑα διαχωρήσουmicroε τον

χώρο αναζήτησης

Θεωρούmicroε δύο σύνολα ΄Οταν microια συγκεκριmicroένη microεταβλητή που

επιλέξουmicroε παίρνει την τιmicroή 0 και 1 αντίστοιχα

Πώς επιλέγουmicroε την microεταβλητή αυτή

Στην τύχη

Συστηmicroατικά

Εmicroπειρία παρελθόντος

Επίλυση ενός υποπροβλήmicroατος

Επηρεασmicroός του χρόνου και του αριθmicroού ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Πριν τον διαχώρισmicroό ενός κόmicroβου ελέγχουmicroε αν υπάρχει

πιθανότητα να ϐρίσκεται η ϐέλτιστη λύση στο συγκεκριmicroένο

υπόδενδρο

Εκτίmicroηση του άνω ή κάτω ϕράγmicroατος ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση (microεγιστοποίηση ή ελαχιστοποίηση αντίστοιχα) για κάθε

λύση του

Αν γνωρίζουmicroε ήδη microια καλύτερη λύση από το αντίστοιχο ϕράγmicroα

του υποδένδρου γνωρίζουmicroε πως η ϐέλτιστη λύση δεν ϐρίσκεται

στο υπόδενδρο και δεν χρειάζεται να διαχωρίσουmicroε

Μια χονδρική εκτίmicroηση microπορεί να γίνει πολύ γρήγορα αλλά δεν

περιορίζει αρκετά τον αριθmicroό των ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Μια ακριβής εκτίmicroηση microας επιτρέπει να αποφύγουmicroε microεγάλο

microέρος του χώρου αναζήτησης αλλά ο υπολογισmicroός της επιβαρύνει

σηmicroαντικά τον συνολικό χρόνο

Εύρεση καλύτερου συmicroβιβασmicroού

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Πριν τον διαχώρισmicroό ενός κόmicroβου ελέγχουmicroε αν υπάρχει

πιθανότητα να ϐρίσκεται η ϐέλτιστη λύση στο συγκεκριmicroένο

υπόδενδρο

Εκτίmicroηση του άνω ή κάτω ϕράγmicroατος ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση (microεγιστοποίηση ή ελαχιστοποίηση αντίστοιχα) για κάθε

λύση του

Αν γνωρίζουmicroε ήδη microια καλύτερη λύση από το αντίστοιχο ϕράγmicroα

του υποδένδρου γνωρίζουmicroε πως η ϐέλτιστη λύση δεν ϐρίσκεται

στο υπόδενδρο και δεν χρειάζεται να διαχωρίσουmicroε

Μια χονδρική εκτίmicroηση microπορεί να γίνει πολύ γρήγορα αλλά δεν

περιορίζει αρκετά τον αριθmicroό των ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Μια ακριβής εκτίmicroηση microας επιτρέπει να αποφύγουmicroε microεγάλο

microέρος του χώρου αναζήτησης αλλά ο υπολογισmicroός της επιβαρύνει

σηmicroαντικά τον συνολικό χρόνο

Εύρεση καλύτερου συmicroβιβασmicroού

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Πριν τον διαχώρισmicroό ενός κόmicroβου ελέγχουmicroε αν υπάρχει

πιθανότητα να ϐρίσκεται η ϐέλτιστη λύση στο συγκεκριmicroένο

υπόδενδρο

Εκτίmicroηση του άνω ή κάτω ϕράγmicroατος ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση (microεγιστοποίηση ή ελαχιστοποίηση αντίστοιχα) για κάθε

λύση του

Αν γνωρίζουmicroε ήδη microια καλύτερη λύση από το αντίστοιχο ϕράγmicroα

του υποδένδρου γνωρίζουmicroε πως η ϐέλτιστη λύση δεν ϐρίσκεται

στο υπόδενδρο και δεν χρειάζεται να διαχωρίσουmicroε

Μια χονδρική εκτίmicroηση microπορεί να γίνει πολύ γρήγορα αλλά δεν

περιορίζει αρκετά τον αριθmicroό των ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Μια ακριβής εκτίmicroηση microας επιτρέπει να αποφύγουmicroε microεγάλο

microέρος του χώρου αναζήτησης αλλά ο υπολογισmicroός της επιβαρύνει

σηmicroαντικά τον συνολικό χρόνο

Εύρεση καλύτερου συmicroβιβασmicroού

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Πριν τον διαχώρισmicroό ενός κόmicroβου ελέγχουmicroε αν υπάρχει

πιθανότητα να ϐρίσκεται η ϐέλτιστη λύση στο συγκεκριmicroένο

υπόδενδρο

Εκτίmicroηση του άνω ή κάτω ϕράγmicroατος ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση (microεγιστοποίηση ή ελαχιστοποίηση αντίστοιχα) για κάθε

λύση του

Αν γνωρίζουmicroε ήδη microια καλύτερη λύση από το αντίστοιχο ϕράγmicroα

του υποδένδρου γνωρίζουmicroε πως η ϐέλτιστη λύση δεν ϐρίσκεται

στο υπόδενδρο και δεν χρειάζεται να διαχωρίσουmicroε

Μια χονδρική εκτίmicroηση microπορεί να γίνει πολύ γρήγορα αλλά δεν

περιορίζει αρκετά τον αριθmicroό των ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Μια ακριβής εκτίmicroηση microας επιτρέπει να αποφύγουmicroε microεγάλο

microέρος του χώρου αναζήτησης αλλά ο υπολογισmicroός της επιβαρύνει

σηmicroαντικά τον συνολικό χρόνο

Εύρεση καλύτερου συmicroβιβασmicroού

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Πριν τον διαχώρισmicroό ενός κόmicroβου ελέγχουmicroε αν υπάρχει

πιθανότητα να ϐρίσκεται η ϐέλτιστη λύση στο συγκεκριmicroένο

υπόδενδρο

Εκτίmicroηση του άνω ή κάτω ϕράγmicroατος ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση (microεγιστοποίηση ή ελαχιστοποίηση αντίστοιχα) για κάθε

λύση του

Αν γνωρίζουmicroε ήδη microια καλύτερη λύση από το αντίστοιχο ϕράγmicroα

του υποδένδρου γνωρίζουmicroε πως η ϐέλτιστη λύση δεν ϐρίσκεται

στο υπόδενδρο και δεν χρειάζεται να διαχωρίσουmicroε

Μια χονδρική εκτίmicroηση microπορεί να γίνει πολύ γρήγορα αλλά δεν

περιορίζει αρκετά τον αριθmicroό των ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Μια ακριβής εκτίmicroηση microας επιτρέπει να αποφύγουmicroε microεγάλο

microέρος του χώρου αναζήτησης αλλά ο υπολογισmicroός της επιβαρύνει

σηmicroαντικά τον συνολικό χρόνο

Εύρεση καλύτερου συmicroβιβασmicroού

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Πριν τον διαχώρισmicroό ενός κόmicroβου ελέγχουmicroε αν υπάρχει

πιθανότητα να ϐρίσκεται η ϐέλτιστη λύση στο συγκεκριmicroένο

υπόδενδρο

Εκτίmicroηση του άνω ή κάτω ϕράγmicroατος ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση (microεγιστοποίηση ή ελαχιστοποίηση αντίστοιχα) για κάθε

λύση του

Αν γνωρίζουmicroε ήδη microια καλύτερη λύση από το αντίστοιχο ϕράγmicroα

του υποδένδρου γνωρίζουmicroε πως η ϐέλτιστη λύση δεν ϐρίσκεται

στο υπόδενδρο και δεν χρειάζεται να διαχωρίσουmicroε

Μια χονδρική εκτίmicroηση microπορεί να γίνει πολύ γρήγορα αλλά δεν

περιορίζει αρκετά τον αριθmicroό των ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Μια ακριβής εκτίmicroηση microας επιτρέπει να αποφύγουmicroε microεγάλο

microέρος του χώρου αναζήτησης αλλά ο υπολογισmicroός της επιβαρύνει

σηmicroαντικά τον συνολικό χρόνο

Εύρεση καλύτερου συmicroβιβασmicroού

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Παράδειγmicroα εκτίmicroησης για πρόβληmicroα ελαχιστοποίησης

΄Εστω κόmicroβος Si και συνάρτηση εκτίmicroησης κάτω ϕράγmicroατος f()

΄Εστω πως γνωρίζουmicroε ήδη microια εφικτή λύση του προβλήmicroατος x

Αν f(Si)

ge cx Συνεχίζουmicroε στον διαχώρισmicroό του Si

διαφορετικά ∆εν διαχωρίζουmicroε το Si

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Παράδειγmicroα εκτίmicroησης για πρόβληmicroα ελαχιστοποίησης

΄Εστω κόmicroβος Si και συνάρτηση εκτίmicroησης κάτω ϕράγmicroατος f()

΄Εστω πως γνωρίζουmicroε ήδη microια εφικτή λύση του προβλήmicroατος x

Αν f(Si)

ge cx Συνεχίζουmicroε στον διαχώρισmicroό του Si

διαφορετικά ∆εν διαχωρίζουmicroε το Si

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Παράδειγmicroα εκτίmicroησης για πρόβληmicroα ελαχιστοποίησης

΄Εστω κόmicroβος Si και συνάρτηση εκτίmicroησης κάτω ϕράγmicroατος f()

΄Εστω πως γνωρίζουmicroε ήδη microια εφικτή λύση του προβλήmicroατος x

Αν f(Si)

ge cx Συνεχίζουmicroε στον διαχώρισmicroό του Si

διαφορετικά ∆εν διαχωρίζουmicroε το Si

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Παράδειγmicroα εκτίmicroησης για πρόβληmicroα ελαχιστοποίησης

΄Εστω κόmicroβος Si και συνάρτηση εκτίmicroησης κάτω ϕράγmicroατος f()

΄Εστω πως γνωρίζουmicroε ήδη microια εφικτή λύση του προβλήmicroατος x

Αν f(Si)

ge cx Συνεχίζουmicroε στον διαχώρισmicroό του Si

διαφορετικά ∆εν διαχωρίζουmicroε το Si

Branch and Bound

vassilis
Sticky Note
ΔΕΝ συνεχίζουμε
vassilis
Cross-Out

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

Αναζήτηση στο χώρο των λύσεων

S

S1 S1

S12

S12

S12 S12

S123

S123

S123

S123

S123

S123

S123 S123

x1 = 0 x1 = 1

x2 = 0 x2 = 1

x3 = 0

x3 = 1

x3 = 0

x3 = 1

x2 = 0 x2 = 1

x3 = 0

x3 = 1

x3 = 0

x3 = 1

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

vassilis
Cross-Out
η αξία
vassilis
Cross-Out
το βάρος

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Βέλτιστη συνεχής λύση x1 = 1 x2 = 3

8 z = minus26

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

∆ιαχωρισmicroός στο S1

x =

1 S1

min z = minus20minus 16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 3

0 S1

min z = minus16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 12

Βέλτιστη συνεχή λύση S1 x2 = 3

8 z = minus26 Βέλτιστη συνεχή λύση S

1

x2 = 1x3 = 2

3 z = minus 70

3asymp minus233

Branch and Bound

vassilis
Cross-Out
4 x_5
vassilis
Cross-Out
4 x_5

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

∆ιαχωρισmicroός στο S1

x =

1 S1

min z = minus20minus 16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 3

0 S1

min z = minus16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 12

Βέλτιστη συνεχή λύση S1 x2 = 3

8 z = minus26 Βέλτιστη συνεχή λύση S

1

x2 = 1x3 = 2

3 z = minus 70

3asymp minus233

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

S

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

17 κόmicroβοι εξετάστηκαν αντί για 27 minus 1

Branch and Bound

Page 4: Branch and Bound - Εθνικόν και Καποδιστριακόν ...cgi.di.uoa.gr/~vassilis/aee/L13-Branch-And -Bound.pdfBranch and Bound Μέθοδος επίλυσης προβληµάτων

Branch and Bound

Μέθοδος επίλυσης προβληmicroάτων ακέραιου γραmicromicroικού

προγραmicromicroατισmicroού

Προσπαθούmicroε να αποφύγουmicroε την εξαντλητική αναζήτηση

∆ιαχώριση ∆ιαmicroέριση του χώρου αναζήτησης σε microικρότερα

υποσύνολα

Εκτίmicroηση Εκτιmicroούmicroε ένα πάνω ϕράγmicroα της τιmicroής για οποιαδήποτε

λύση microέσα στο υπόδενδρο

Branch and Bound

Branch and Bound

Μέθοδος επίλυσης προβληmicroάτων ακέραιου γραmicromicroικού

προγραmicromicroατισmicroού

Προσπαθούmicroε να αποφύγουmicroε την εξαντλητική αναζήτηση

∆ιαχώριση ∆ιαmicroέριση του χώρου αναζήτησης σε microικρότερα

υποσύνολα

Εκτίmicroηση Εκτιmicroούmicroε ένα πάνω ϕράγmicroα της τιmicroής για οποιαδήποτε

λύση microέσα στο υπόδενδρο

Branch and Bound

∆ιαχώρηση

Πρέπει να διαλέξουmicroε σε ποια υποσύνολα ϑα διαχωρήσουmicroε τον

χώρο αναζήτησης

Θεωρούmicroε δύο σύνολα ΄Οταν microια συγκεκριmicroένη microεταβλητή που

επιλέξουmicroε παίρνει την τιmicroή 0 και 1 αντίστοιχα

Πώς επιλέγουmicroε την microεταβλητή αυτή

Στην τύχη

Συστηmicroατικά

Εmicroπειρία παρελθόντος

Επίλυση ενός υποπροβλήmicroατος

Επηρεασmicroός του χρόνου και του αριθmicroού ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Branch and Bound

∆ιαχώρηση

Πρέπει να διαλέξουmicroε σε ποια υποσύνολα ϑα διαχωρήσουmicroε τον

χώρο αναζήτησης

Θεωρούmicroε δύο σύνολα ΄Οταν microια συγκεκριmicroένη microεταβλητή που

επιλέξουmicroε παίρνει την τιmicroή 0 και 1 αντίστοιχα

Πώς επιλέγουmicroε την microεταβλητή αυτή

Στην τύχη

Συστηmicroατικά

Εmicroπειρία παρελθόντος

Επίλυση ενός υποπροβλήmicroατος

Επηρεασmicroός του χρόνου και του αριθmicroού ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Branch and Bound

∆ιαχώρηση

Πρέπει να διαλέξουmicroε σε ποια υποσύνολα ϑα διαχωρήσουmicroε τον

χώρο αναζήτησης

Θεωρούmicroε δύο σύνολα ΄Οταν microια συγκεκριmicroένη microεταβλητή που

επιλέξουmicroε παίρνει την τιmicroή 0 και 1 αντίστοιχα

Πώς επιλέγουmicroε την microεταβλητή αυτή

Στην τύχη

Συστηmicroατικά

Εmicroπειρία παρελθόντος

Επίλυση ενός υποπροβλήmicroατος

Επηρεασmicroός του χρόνου και του αριθmicroού ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Branch and Bound

∆ιαχώρηση

Πρέπει να διαλέξουmicroε σε ποια υποσύνολα ϑα διαχωρήσουmicroε τον

χώρο αναζήτησης

Θεωρούmicroε δύο σύνολα ΄Οταν microια συγκεκριmicroένη microεταβλητή που

επιλέξουmicroε παίρνει την τιmicroή 0 και 1 αντίστοιχα

Πώς επιλέγουmicroε την microεταβλητή αυτή

Στην τύχη

Συστηmicroατικά

Εmicroπειρία παρελθόντος

Επίλυση ενός υποπροβλήmicroατος

Επηρεασmicroός του χρόνου και του αριθmicroού ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Branch and Bound

∆ιαχώρηση

Πρέπει να διαλέξουmicroε σε ποια υποσύνολα ϑα διαχωρήσουmicroε τον

χώρο αναζήτησης

Θεωρούmicroε δύο σύνολα ΄Οταν microια συγκεκριmicroένη microεταβλητή που

επιλέξουmicroε παίρνει την τιmicroή 0 και 1 αντίστοιχα

Πώς επιλέγουmicroε την microεταβλητή αυτή

Στην τύχη

Συστηmicroατικά

Εmicroπειρία παρελθόντος

Επίλυση ενός υποπροβλήmicroατος

Επηρεασmicroός του χρόνου και του αριθmicroού ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Branch and Bound

∆ιαχώρηση

Πρέπει να διαλέξουmicroε σε ποια υποσύνολα ϑα διαχωρήσουmicroε τον

χώρο αναζήτησης

Θεωρούmicroε δύο σύνολα ΄Οταν microια συγκεκριmicroένη microεταβλητή που

επιλέξουmicroε παίρνει την τιmicroή 0 και 1 αντίστοιχα

Πώς επιλέγουmicroε την microεταβλητή αυτή

Στην τύχη

Συστηmicroατικά

Εmicroπειρία παρελθόντος

Επίλυση ενός υποπροβλήmicroατος

Επηρεασmicroός του χρόνου και του αριθmicroού ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Branch and Bound

∆ιαχώρηση

Πρέπει να διαλέξουmicroε σε ποια υποσύνολα ϑα διαχωρήσουmicroε τον

χώρο αναζήτησης

Θεωρούmicroε δύο σύνολα ΄Οταν microια συγκεκριmicroένη microεταβλητή που

επιλέξουmicroε παίρνει την τιmicroή 0 και 1 αντίστοιχα

Πώς επιλέγουmicroε την microεταβλητή αυτή

Στην τύχη

Συστηmicroατικά

Εmicroπειρία παρελθόντος

Επίλυση ενός υποπροβλήmicroατος

Επηρεασmicroός του χρόνου και του αριθmicroού ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Branch and Bound

∆ιαχώρηση

Πρέπει να διαλέξουmicroε σε ποια υποσύνολα ϑα διαχωρήσουmicroε τον

χώρο αναζήτησης

Θεωρούmicroε δύο σύνολα ΄Οταν microια συγκεκριmicroένη microεταβλητή που

επιλέξουmicroε παίρνει την τιmicroή 0 και 1 αντίστοιχα

Πώς επιλέγουmicroε την microεταβλητή αυτή

Στην τύχη

Συστηmicroατικά

Εmicroπειρία παρελθόντος

Επίλυση ενός υποπροβλήmicroατος

Επηρεασmicroός του χρόνου και του αριθmicroού ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Πριν τον διαχώρισmicroό ενός κόmicroβου ελέγχουmicroε αν υπάρχει

πιθανότητα να ϐρίσκεται η ϐέλτιστη λύση στο συγκεκριmicroένο

υπόδενδρο

Εκτίmicroηση του άνω ή κάτω ϕράγmicroατος ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση (microεγιστοποίηση ή ελαχιστοποίηση αντίστοιχα) για κάθε

λύση του

Αν γνωρίζουmicroε ήδη microια καλύτερη λύση από το αντίστοιχο ϕράγmicroα

του υποδένδρου γνωρίζουmicroε πως η ϐέλτιστη λύση δεν ϐρίσκεται

στο υπόδενδρο και δεν χρειάζεται να διαχωρίσουmicroε

Μια χονδρική εκτίmicroηση microπορεί να γίνει πολύ γρήγορα αλλά δεν

περιορίζει αρκετά τον αριθmicroό των ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Μια ακριβής εκτίmicroηση microας επιτρέπει να αποφύγουmicroε microεγάλο

microέρος του χώρου αναζήτησης αλλά ο υπολογισmicroός της επιβαρύνει

σηmicroαντικά τον συνολικό χρόνο

Εύρεση καλύτερου συmicroβιβασmicroού

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Πριν τον διαχώρισmicroό ενός κόmicroβου ελέγχουmicroε αν υπάρχει

πιθανότητα να ϐρίσκεται η ϐέλτιστη λύση στο συγκεκριmicroένο

υπόδενδρο

Εκτίmicroηση του άνω ή κάτω ϕράγmicroατος ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση (microεγιστοποίηση ή ελαχιστοποίηση αντίστοιχα) για κάθε

λύση του

Αν γνωρίζουmicroε ήδη microια καλύτερη λύση από το αντίστοιχο ϕράγmicroα

του υποδένδρου γνωρίζουmicroε πως η ϐέλτιστη λύση δεν ϐρίσκεται

στο υπόδενδρο και δεν χρειάζεται να διαχωρίσουmicroε

Μια χονδρική εκτίmicroηση microπορεί να γίνει πολύ γρήγορα αλλά δεν

περιορίζει αρκετά τον αριθmicroό των ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Μια ακριβής εκτίmicroηση microας επιτρέπει να αποφύγουmicroε microεγάλο

microέρος του χώρου αναζήτησης αλλά ο υπολογισmicroός της επιβαρύνει

σηmicroαντικά τον συνολικό χρόνο

Εύρεση καλύτερου συmicroβιβασmicroού

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Πριν τον διαχώρισmicroό ενός κόmicroβου ελέγχουmicroε αν υπάρχει

πιθανότητα να ϐρίσκεται η ϐέλτιστη λύση στο συγκεκριmicroένο

υπόδενδρο

Εκτίmicroηση του άνω ή κάτω ϕράγmicroατος ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση (microεγιστοποίηση ή ελαχιστοποίηση αντίστοιχα) για κάθε

λύση του

Αν γνωρίζουmicroε ήδη microια καλύτερη λύση από το αντίστοιχο ϕράγmicroα

του υποδένδρου γνωρίζουmicroε πως η ϐέλτιστη λύση δεν ϐρίσκεται

στο υπόδενδρο και δεν χρειάζεται να διαχωρίσουmicroε

Μια χονδρική εκτίmicroηση microπορεί να γίνει πολύ γρήγορα αλλά δεν

περιορίζει αρκετά τον αριθmicroό των ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Μια ακριβής εκτίmicroηση microας επιτρέπει να αποφύγουmicroε microεγάλο

microέρος του χώρου αναζήτησης αλλά ο υπολογισmicroός της επιβαρύνει

σηmicroαντικά τον συνολικό χρόνο

Εύρεση καλύτερου συmicroβιβασmicroού

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Πριν τον διαχώρισmicroό ενός κόmicroβου ελέγχουmicroε αν υπάρχει

πιθανότητα να ϐρίσκεται η ϐέλτιστη λύση στο συγκεκριmicroένο

υπόδενδρο

Εκτίmicroηση του άνω ή κάτω ϕράγmicroατος ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση (microεγιστοποίηση ή ελαχιστοποίηση αντίστοιχα) για κάθε

λύση του

Αν γνωρίζουmicroε ήδη microια καλύτερη λύση από το αντίστοιχο ϕράγmicroα

του υποδένδρου γνωρίζουmicroε πως η ϐέλτιστη λύση δεν ϐρίσκεται

στο υπόδενδρο και δεν χρειάζεται να διαχωρίσουmicroε

Μια χονδρική εκτίmicroηση microπορεί να γίνει πολύ γρήγορα αλλά δεν

περιορίζει αρκετά τον αριθmicroό των ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Μια ακριβής εκτίmicroηση microας επιτρέπει να αποφύγουmicroε microεγάλο

microέρος του χώρου αναζήτησης αλλά ο υπολογισmicroός της επιβαρύνει

σηmicroαντικά τον συνολικό χρόνο

Εύρεση καλύτερου συmicroβιβασmicroού

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Πριν τον διαχώρισmicroό ενός κόmicroβου ελέγχουmicroε αν υπάρχει

πιθανότητα να ϐρίσκεται η ϐέλτιστη λύση στο συγκεκριmicroένο

υπόδενδρο

Εκτίmicroηση του άνω ή κάτω ϕράγmicroατος ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση (microεγιστοποίηση ή ελαχιστοποίηση αντίστοιχα) για κάθε

λύση του

Αν γνωρίζουmicroε ήδη microια καλύτερη λύση από το αντίστοιχο ϕράγmicroα

του υποδένδρου γνωρίζουmicroε πως η ϐέλτιστη λύση δεν ϐρίσκεται

στο υπόδενδρο και δεν χρειάζεται να διαχωρίσουmicroε

Μια χονδρική εκτίmicroηση microπορεί να γίνει πολύ γρήγορα αλλά δεν

περιορίζει αρκετά τον αριθmicroό των ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Μια ακριβής εκτίmicroηση microας επιτρέπει να αποφύγουmicroε microεγάλο

microέρος του χώρου αναζήτησης αλλά ο υπολογισmicroός της επιβαρύνει

σηmicroαντικά τον συνολικό χρόνο

Εύρεση καλύτερου συmicroβιβασmicroού

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Πριν τον διαχώρισmicroό ενός κόmicroβου ελέγχουmicroε αν υπάρχει

πιθανότητα να ϐρίσκεται η ϐέλτιστη λύση στο συγκεκριmicroένο

υπόδενδρο

Εκτίmicroηση του άνω ή κάτω ϕράγmicroατος ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση (microεγιστοποίηση ή ελαχιστοποίηση αντίστοιχα) για κάθε

λύση του

Αν γνωρίζουmicroε ήδη microια καλύτερη λύση από το αντίστοιχο ϕράγmicroα

του υποδένδρου γνωρίζουmicroε πως η ϐέλτιστη λύση δεν ϐρίσκεται

στο υπόδενδρο και δεν χρειάζεται να διαχωρίσουmicroε

Μια χονδρική εκτίmicroηση microπορεί να γίνει πολύ γρήγορα αλλά δεν

περιορίζει αρκετά τον αριθmicroό των ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Μια ακριβής εκτίmicroηση microας επιτρέπει να αποφύγουmicroε microεγάλο

microέρος του χώρου αναζήτησης αλλά ο υπολογισmicroός της επιβαρύνει

σηmicroαντικά τον συνολικό χρόνο

Εύρεση καλύτερου συmicroβιβασmicroού

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Παράδειγmicroα εκτίmicroησης για πρόβληmicroα ελαχιστοποίησης

΄Εστω κόmicroβος Si και συνάρτηση εκτίmicroησης κάτω ϕράγmicroατος f()

΄Εστω πως γνωρίζουmicroε ήδη microια εφικτή λύση του προβλήmicroατος x

Αν f(Si)

ge cx Συνεχίζουmicroε στον διαχώρισmicroό του Si

διαφορετικά ∆εν διαχωρίζουmicroε το Si

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Παράδειγmicroα εκτίmicroησης για πρόβληmicroα ελαχιστοποίησης

΄Εστω κόmicroβος Si και συνάρτηση εκτίmicroησης κάτω ϕράγmicroατος f()

΄Εστω πως γνωρίζουmicroε ήδη microια εφικτή λύση του προβλήmicroατος x

Αν f(Si)

ge cx Συνεχίζουmicroε στον διαχώρισmicroό του Si

διαφορετικά ∆εν διαχωρίζουmicroε το Si

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Παράδειγmicroα εκτίmicroησης για πρόβληmicroα ελαχιστοποίησης

΄Εστω κόmicroβος Si και συνάρτηση εκτίmicroησης κάτω ϕράγmicroατος f()

΄Εστω πως γνωρίζουmicroε ήδη microια εφικτή λύση του προβλήmicroατος x

Αν f(Si)

ge cx Συνεχίζουmicroε στον διαχώρισmicroό του Si

διαφορετικά ∆εν διαχωρίζουmicroε το Si

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Παράδειγmicroα εκτίmicroησης για πρόβληmicroα ελαχιστοποίησης

΄Εστω κόmicroβος Si και συνάρτηση εκτίmicroησης κάτω ϕράγmicroατος f()

΄Εστω πως γνωρίζουmicroε ήδη microια εφικτή λύση του προβλήmicroατος x

Αν f(Si)

ge cx Συνεχίζουmicroε στον διαχώρισmicroό του Si

διαφορετικά ∆εν διαχωρίζουmicroε το Si

Branch and Bound

vassilis
Sticky Note
ΔΕΝ συνεχίζουμε
vassilis
Cross-Out

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

Αναζήτηση στο χώρο των λύσεων

S

S1 S1

S12

S12

S12 S12

S123

S123

S123

S123

S123

S123

S123 S123

x1 = 0 x1 = 1

x2 = 0 x2 = 1

x3 = 0

x3 = 1

x3 = 0

x3 = 1

x2 = 0 x2 = 1

x3 = 0

x3 = 1

x3 = 0

x3 = 1

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

vassilis
Cross-Out
η αξία
vassilis
Cross-Out
το βάρος

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Βέλτιστη συνεχής λύση x1 = 1 x2 = 3

8 z = minus26

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

∆ιαχωρισmicroός στο S1

x =

1 S1

min z = minus20minus 16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 3

0 S1

min z = minus16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 12

Βέλτιστη συνεχή λύση S1 x2 = 3

8 z = minus26 Βέλτιστη συνεχή λύση S

1

x2 = 1x3 = 2

3 z = minus 70

3asymp minus233

Branch and Bound

vassilis
Cross-Out
4 x_5
vassilis
Cross-Out
4 x_5

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

∆ιαχωρισmicroός στο S1

x =

1 S1

min z = minus20minus 16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 3

0 S1

min z = minus16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 12

Βέλτιστη συνεχή λύση S1 x2 = 3

8 z = minus26 Βέλτιστη συνεχή λύση S

1

x2 = 1x3 = 2

3 z = minus 70

3asymp minus233

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

S

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

17 κόmicroβοι εξετάστηκαν αντί για 27 minus 1

Branch and Bound

Page 5: Branch and Bound - Εθνικόν και Καποδιστριακόν ...cgi.di.uoa.gr/~vassilis/aee/L13-Branch-And -Bound.pdfBranch and Bound Μέθοδος επίλυσης προβληµάτων

Branch and Bound

Μέθοδος επίλυσης προβληmicroάτων ακέραιου γραmicromicroικού

προγραmicromicroατισmicroού

Προσπαθούmicroε να αποφύγουmicroε την εξαντλητική αναζήτηση

∆ιαχώριση ∆ιαmicroέριση του χώρου αναζήτησης σε microικρότερα

υποσύνολα

Εκτίmicroηση Εκτιmicroούmicroε ένα πάνω ϕράγmicroα της τιmicroής για οποιαδήποτε

λύση microέσα στο υπόδενδρο

Branch and Bound

∆ιαχώρηση

Πρέπει να διαλέξουmicroε σε ποια υποσύνολα ϑα διαχωρήσουmicroε τον

χώρο αναζήτησης

Θεωρούmicroε δύο σύνολα ΄Οταν microια συγκεκριmicroένη microεταβλητή που

επιλέξουmicroε παίρνει την τιmicroή 0 και 1 αντίστοιχα

Πώς επιλέγουmicroε την microεταβλητή αυτή

Στην τύχη

Συστηmicroατικά

Εmicroπειρία παρελθόντος

Επίλυση ενός υποπροβλήmicroατος

Επηρεασmicroός του χρόνου και του αριθmicroού ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Branch and Bound

∆ιαχώρηση

Πρέπει να διαλέξουmicroε σε ποια υποσύνολα ϑα διαχωρήσουmicroε τον

χώρο αναζήτησης

Θεωρούmicroε δύο σύνολα ΄Οταν microια συγκεκριmicroένη microεταβλητή που

επιλέξουmicroε παίρνει την τιmicroή 0 και 1 αντίστοιχα

Πώς επιλέγουmicroε την microεταβλητή αυτή

Στην τύχη

Συστηmicroατικά

Εmicroπειρία παρελθόντος

Επίλυση ενός υποπροβλήmicroατος

Επηρεασmicroός του χρόνου και του αριθmicroού ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Branch and Bound

∆ιαχώρηση

Πρέπει να διαλέξουmicroε σε ποια υποσύνολα ϑα διαχωρήσουmicroε τον

χώρο αναζήτησης

Θεωρούmicroε δύο σύνολα ΄Οταν microια συγκεκριmicroένη microεταβλητή που

επιλέξουmicroε παίρνει την τιmicroή 0 και 1 αντίστοιχα

Πώς επιλέγουmicroε την microεταβλητή αυτή

Στην τύχη

Συστηmicroατικά

Εmicroπειρία παρελθόντος

Επίλυση ενός υποπροβλήmicroατος

Επηρεασmicroός του χρόνου και του αριθmicroού ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Branch and Bound

∆ιαχώρηση

Πρέπει να διαλέξουmicroε σε ποια υποσύνολα ϑα διαχωρήσουmicroε τον

χώρο αναζήτησης

Θεωρούmicroε δύο σύνολα ΄Οταν microια συγκεκριmicroένη microεταβλητή που

επιλέξουmicroε παίρνει την τιmicroή 0 και 1 αντίστοιχα

Πώς επιλέγουmicroε την microεταβλητή αυτή

Στην τύχη

Συστηmicroατικά

Εmicroπειρία παρελθόντος

Επίλυση ενός υποπροβλήmicroατος

Επηρεασmicroός του χρόνου και του αριθmicroού ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Branch and Bound

∆ιαχώρηση

Πρέπει να διαλέξουmicroε σε ποια υποσύνολα ϑα διαχωρήσουmicroε τον

χώρο αναζήτησης

Θεωρούmicroε δύο σύνολα ΄Οταν microια συγκεκριmicroένη microεταβλητή που

επιλέξουmicroε παίρνει την τιmicroή 0 και 1 αντίστοιχα

Πώς επιλέγουmicroε την microεταβλητή αυτή

Στην τύχη

Συστηmicroατικά

Εmicroπειρία παρελθόντος

Επίλυση ενός υποπροβλήmicroατος

Επηρεασmicroός του χρόνου και του αριθmicroού ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Branch and Bound

∆ιαχώρηση

Πρέπει να διαλέξουmicroε σε ποια υποσύνολα ϑα διαχωρήσουmicroε τον

χώρο αναζήτησης

Θεωρούmicroε δύο σύνολα ΄Οταν microια συγκεκριmicroένη microεταβλητή που

επιλέξουmicroε παίρνει την τιmicroή 0 και 1 αντίστοιχα

Πώς επιλέγουmicroε την microεταβλητή αυτή

Στην τύχη

Συστηmicroατικά

Εmicroπειρία παρελθόντος

Επίλυση ενός υποπροβλήmicroατος

Επηρεασmicroός του χρόνου και του αριθmicroού ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Branch and Bound

∆ιαχώρηση

Πρέπει να διαλέξουmicroε σε ποια υποσύνολα ϑα διαχωρήσουmicroε τον

χώρο αναζήτησης

Θεωρούmicroε δύο σύνολα ΄Οταν microια συγκεκριmicroένη microεταβλητή που

επιλέξουmicroε παίρνει την τιmicroή 0 και 1 αντίστοιχα

Πώς επιλέγουmicroε την microεταβλητή αυτή

Στην τύχη

Συστηmicroατικά

Εmicroπειρία παρελθόντος

Επίλυση ενός υποπροβλήmicroατος

Επηρεασmicroός του χρόνου και του αριθmicroού ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Branch and Bound

∆ιαχώρηση

Πρέπει να διαλέξουmicroε σε ποια υποσύνολα ϑα διαχωρήσουmicroε τον

χώρο αναζήτησης

Θεωρούmicroε δύο σύνολα ΄Οταν microια συγκεκριmicroένη microεταβλητή που

επιλέξουmicroε παίρνει την τιmicroή 0 και 1 αντίστοιχα

Πώς επιλέγουmicroε την microεταβλητή αυτή

Στην τύχη

Συστηmicroατικά

Εmicroπειρία παρελθόντος

Επίλυση ενός υποπροβλήmicroατος

Επηρεασmicroός του χρόνου και του αριθmicroού ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Πριν τον διαχώρισmicroό ενός κόmicroβου ελέγχουmicroε αν υπάρχει

πιθανότητα να ϐρίσκεται η ϐέλτιστη λύση στο συγκεκριmicroένο

υπόδενδρο

Εκτίmicroηση του άνω ή κάτω ϕράγmicroατος ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση (microεγιστοποίηση ή ελαχιστοποίηση αντίστοιχα) για κάθε

λύση του

Αν γνωρίζουmicroε ήδη microια καλύτερη λύση από το αντίστοιχο ϕράγmicroα

του υποδένδρου γνωρίζουmicroε πως η ϐέλτιστη λύση δεν ϐρίσκεται

στο υπόδενδρο και δεν χρειάζεται να διαχωρίσουmicroε

Μια χονδρική εκτίmicroηση microπορεί να γίνει πολύ γρήγορα αλλά δεν

περιορίζει αρκετά τον αριθmicroό των ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Μια ακριβής εκτίmicroηση microας επιτρέπει να αποφύγουmicroε microεγάλο

microέρος του χώρου αναζήτησης αλλά ο υπολογισmicroός της επιβαρύνει

σηmicroαντικά τον συνολικό χρόνο

Εύρεση καλύτερου συmicroβιβασmicroού

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Πριν τον διαχώρισmicroό ενός κόmicroβου ελέγχουmicroε αν υπάρχει

πιθανότητα να ϐρίσκεται η ϐέλτιστη λύση στο συγκεκριmicroένο

υπόδενδρο

Εκτίmicroηση του άνω ή κάτω ϕράγmicroατος ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση (microεγιστοποίηση ή ελαχιστοποίηση αντίστοιχα) για κάθε

λύση του

Αν γνωρίζουmicroε ήδη microια καλύτερη λύση από το αντίστοιχο ϕράγmicroα

του υποδένδρου γνωρίζουmicroε πως η ϐέλτιστη λύση δεν ϐρίσκεται

στο υπόδενδρο και δεν χρειάζεται να διαχωρίσουmicroε

Μια χονδρική εκτίmicroηση microπορεί να γίνει πολύ γρήγορα αλλά δεν

περιορίζει αρκετά τον αριθmicroό των ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Μια ακριβής εκτίmicroηση microας επιτρέπει να αποφύγουmicroε microεγάλο

microέρος του χώρου αναζήτησης αλλά ο υπολογισmicroός της επιβαρύνει

σηmicroαντικά τον συνολικό χρόνο

Εύρεση καλύτερου συmicroβιβασmicroού

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Πριν τον διαχώρισmicroό ενός κόmicroβου ελέγχουmicroε αν υπάρχει

πιθανότητα να ϐρίσκεται η ϐέλτιστη λύση στο συγκεκριmicroένο

υπόδενδρο

Εκτίmicroηση του άνω ή κάτω ϕράγmicroατος ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση (microεγιστοποίηση ή ελαχιστοποίηση αντίστοιχα) για κάθε

λύση του

Αν γνωρίζουmicroε ήδη microια καλύτερη λύση από το αντίστοιχο ϕράγmicroα

του υποδένδρου γνωρίζουmicroε πως η ϐέλτιστη λύση δεν ϐρίσκεται

στο υπόδενδρο και δεν χρειάζεται να διαχωρίσουmicroε

Μια χονδρική εκτίmicroηση microπορεί να γίνει πολύ γρήγορα αλλά δεν

περιορίζει αρκετά τον αριθmicroό των ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Μια ακριβής εκτίmicroηση microας επιτρέπει να αποφύγουmicroε microεγάλο

microέρος του χώρου αναζήτησης αλλά ο υπολογισmicroός της επιβαρύνει

σηmicroαντικά τον συνολικό χρόνο

Εύρεση καλύτερου συmicroβιβασmicroού

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Πριν τον διαχώρισmicroό ενός κόmicroβου ελέγχουmicroε αν υπάρχει

πιθανότητα να ϐρίσκεται η ϐέλτιστη λύση στο συγκεκριmicroένο

υπόδενδρο

Εκτίmicroηση του άνω ή κάτω ϕράγmicroατος ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση (microεγιστοποίηση ή ελαχιστοποίηση αντίστοιχα) για κάθε

λύση του

Αν γνωρίζουmicroε ήδη microια καλύτερη λύση από το αντίστοιχο ϕράγmicroα

του υποδένδρου γνωρίζουmicroε πως η ϐέλτιστη λύση δεν ϐρίσκεται

στο υπόδενδρο και δεν χρειάζεται να διαχωρίσουmicroε

Μια χονδρική εκτίmicroηση microπορεί να γίνει πολύ γρήγορα αλλά δεν

περιορίζει αρκετά τον αριθmicroό των ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Μια ακριβής εκτίmicroηση microας επιτρέπει να αποφύγουmicroε microεγάλο

microέρος του χώρου αναζήτησης αλλά ο υπολογισmicroός της επιβαρύνει

σηmicroαντικά τον συνολικό χρόνο

Εύρεση καλύτερου συmicroβιβασmicroού

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Πριν τον διαχώρισmicroό ενός κόmicroβου ελέγχουmicroε αν υπάρχει

πιθανότητα να ϐρίσκεται η ϐέλτιστη λύση στο συγκεκριmicroένο

υπόδενδρο

Εκτίmicroηση του άνω ή κάτω ϕράγmicroατος ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση (microεγιστοποίηση ή ελαχιστοποίηση αντίστοιχα) για κάθε

λύση του

Αν γνωρίζουmicroε ήδη microια καλύτερη λύση από το αντίστοιχο ϕράγmicroα

του υποδένδρου γνωρίζουmicroε πως η ϐέλτιστη λύση δεν ϐρίσκεται

στο υπόδενδρο και δεν χρειάζεται να διαχωρίσουmicroε

Μια χονδρική εκτίmicroηση microπορεί να γίνει πολύ γρήγορα αλλά δεν

περιορίζει αρκετά τον αριθmicroό των ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Μια ακριβής εκτίmicroηση microας επιτρέπει να αποφύγουmicroε microεγάλο

microέρος του χώρου αναζήτησης αλλά ο υπολογισmicroός της επιβαρύνει

σηmicroαντικά τον συνολικό χρόνο

Εύρεση καλύτερου συmicroβιβασmicroού

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Πριν τον διαχώρισmicroό ενός κόmicroβου ελέγχουmicroε αν υπάρχει

πιθανότητα να ϐρίσκεται η ϐέλτιστη λύση στο συγκεκριmicroένο

υπόδενδρο

Εκτίmicroηση του άνω ή κάτω ϕράγmicroατος ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση (microεγιστοποίηση ή ελαχιστοποίηση αντίστοιχα) για κάθε

λύση του

Αν γνωρίζουmicroε ήδη microια καλύτερη λύση από το αντίστοιχο ϕράγmicroα

του υποδένδρου γνωρίζουmicroε πως η ϐέλτιστη λύση δεν ϐρίσκεται

στο υπόδενδρο και δεν χρειάζεται να διαχωρίσουmicroε

Μια χονδρική εκτίmicroηση microπορεί να γίνει πολύ γρήγορα αλλά δεν

περιορίζει αρκετά τον αριθmicroό των ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Μια ακριβής εκτίmicroηση microας επιτρέπει να αποφύγουmicroε microεγάλο

microέρος του χώρου αναζήτησης αλλά ο υπολογισmicroός της επιβαρύνει

σηmicroαντικά τον συνολικό χρόνο

Εύρεση καλύτερου συmicroβιβασmicroού

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Παράδειγmicroα εκτίmicroησης για πρόβληmicroα ελαχιστοποίησης

΄Εστω κόmicroβος Si και συνάρτηση εκτίmicroησης κάτω ϕράγmicroατος f()

΄Εστω πως γνωρίζουmicroε ήδη microια εφικτή λύση του προβλήmicroατος x

Αν f(Si)

ge cx Συνεχίζουmicroε στον διαχώρισmicroό του Si

διαφορετικά ∆εν διαχωρίζουmicroε το Si

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Παράδειγmicroα εκτίmicroησης για πρόβληmicroα ελαχιστοποίησης

΄Εστω κόmicroβος Si και συνάρτηση εκτίmicroησης κάτω ϕράγmicroατος f()

΄Εστω πως γνωρίζουmicroε ήδη microια εφικτή λύση του προβλήmicroατος x

Αν f(Si)

ge cx Συνεχίζουmicroε στον διαχώρισmicroό του Si

διαφορετικά ∆εν διαχωρίζουmicroε το Si

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Παράδειγmicroα εκτίmicroησης για πρόβληmicroα ελαχιστοποίησης

΄Εστω κόmicroβος Si και συνάρτηση εκτίmicroησης κάτω ϕράγmicroατος f()

΄Εστω πως γνωρίζουmicroε ήδη microια εφικτή λύση του προβλήmicroατος x

Αν f(Si)

ge cx Συνεχίζουmicroε στον διαχώρισmicroό του Si

διαφορετικά ∆εν διαχωρίζουmicroε το Si

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Παράδειγmicroα εκτίmicroησης για πρόβληmicroα ελαχιστοποίησης

΄Εστω κόmicroβος Si και συνάρτηση εκτίmicroησης κάτω ϕράγmicroατος f()

΄Εστω πως γνωρίζουmicroε ήδη microια εφικτή λύση του προβλήmicroατος x

Αν f(Si)

ge cx Συνεχίζουmicroε στον διαχώρισmicroό του Si

διαφορετικά ∆εν διαχωρίζουmicroε το Si

Branch and Bound

vassilis
Sticky Note
ΔΕΝ συνεχίζουμε
vassilis
Cross-Out

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

Αναζήτηση στο χώρο των λύσεων

S

S1 S1

S12

S12

S12 S12

S123

S123

S123

S123

S123

S123

S123 S123

x1 = 0 x1 = 1

x2 = 0 x2 = 1

x3 = 0

x3 = 1

x3 = 0

x3 = 1

x2 = 0 x2 = 1

x3 = 0

x3 = 1

x3 = 0

x3 = 1

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

vassilis
Cross-Out
η αξία
vassilis
Cross-Out
το βάρος

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Βέλτιστη συνεχής λύση x1 = 1 x2 = 3

8 z = minus26

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

∆ιαχωρισmicroός στο S1

x =

1 S1

min z = minus20minus 16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 3

0 S1

min z = minus16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 12

Βέλτιστη συνεχή λύση S1 x2 = 3

8 z = minus26 Βέλτιστη συνεχή λύση S

1

x2 = 1x3 = 2

3 z = minus 70

3asymp minus233

Branch and Bound

vassilis
Cross-Out
4 x_5
vassilis
Cross-Out
4 x_5

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

∆ιαχωρισmicroός στο S1

x =

1 S1

min z = minus20minus 16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 3

0 S1

min z = minus16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 12

Βέλτιστη συνεχή λύση S1 x2 = 3

8 z = minus26 Βέλτιστη συνεχή λύση S

1

x2 = 1x3 = 2

3 z = minus 70

3asymp minus233

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

S

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

17 κόmicroβοι εξετάστηκαν αντί για 27 minus 1

Branch and Bound

Page 6: Branch and Bound - Εθνικόν και Καποδιστριακόν ...cgi.di.uoa.gr/~vassilis/aee/L13-Branch-And -Bound.pdfBranch and Bound Μέθοδος επίλυσης προβληµάτων

∆ιαχώρηση

Πρέπει να διαλέξουmicroε σε ποια υποσύνολα ϑα διαχωρήσουmicroε τον

χώρο αναζήτησης

Θεωρούmicroε δύο σύνολα ΄Οταν microια συγκεκριmicroένη microεταβλητή που

επιλέξουmicroε παίρνει την τιmicroή 0 και 1 αντίστοιχα

Πώς επιλέγουmicroε την microεταβλητή αυτή

Στην τύχη

Συστηmicroατικά

Εmicroπειρία παρελθόντος

Επίλυση ενός υποπροβλήmicroατος

Επηρεασmicroός του χρόνου και του αριθmicroού ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Branch and Bound

∆ιαχώρηση

Πρέπει να διαλέξουmicroε σε ποια υποσύνολα ϑα διαχωρήσουmicroε τον

χώρο αναζήτησης

Θεωρούmicroε δύο σύνολα ΄Οταν microια συγκεκριmicroένη microεταβλητή που

επιλέξουmicroε παίρνει την τιmicroή 0 και 1 αντίστοιχα

Πώς επιλέγουmicroε την microεταβλητή αυτή

Στην τύχη

Συστηmicroατικά

Εmicroπειρία παρελθόντος

Επίλυση ενός υποπροβλήmicroατος

Επηρεασmicroός του χρόνου και του αριθmicroού ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Branch and Bound

∆ιαχώρηση

Πρέπει να διαλέξουmicroε σε ποια υποσύνολα ϑα διαχωρήσουmicroε τον

χώρο αναζήτησης

Θεωρούmicroε δύο σύνολα ΄Οταν microια συγκεκριmicroένη microεταβλητή που

επιλέξουmicroε παίρνει την τιmicroή 0 και 1 αντίστοιχα

Πώς επιλέγουmicroε την microεταβλητή αυτή

Στην τύχη

Συστηmicroατικά

Εmicroπειρία παρελθόντος

Επίλυση ενός υποπροβλήmicroατος

Επηρεασmicroός του χρόνου και του αριθmicroού ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Branch and Bound

∆ιαχώρηση

Πρέπει να διαλέξουmicroε σε ποια υποσύνολα ϑα διαχωρήσουmicroε τον

χώρο αναζήτησης

Θεωρούmicroε δύο σύνολα ΄Οταν microια συγκεκριmicroένη microεταβλητή που

επιλέξουmicroε παίρνει την τιmicroή 0 και 1 αντίστοιχα

Πώς επιλέγουmicroε την microεταβλητή αυτή

Στην τύχη

Συστηmicroατικά

Εmicroπειρία παρελθόντος

Επίλυση ενός υποπροβλήmicroατος

Επηρεασmicroός του χρόνου και του αριθmicroού ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Branch and Bound

∆ιαχώρηση

Πρέπει να διαλέξουmicroε σε ποια υποσύνολα ϑα διαχωρήσουmicroε τον

χώρο αναζήτησης

Θεωρούmicroε δύο σύνολα ΄Οταν microια συγκεκριmicroένη microεταβλητή που

επιλέξουmicroε παίρνει την τιmicroή 0 και 1 αντίστοιχα

Πώς επιλέγουmicroε την microεταβλητή αυτή

Στην τύχη

Συστηmicroατικά

Εmicroπειρία παρελθόντος

Επίλυση ενός υποπροβλήmicroατος

Επηρεασmicroός του χρόνου και του αριθmicroού ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Branch and Bound

∆ιαχώρηση

Πρέπει να διαλέξουmicroε σε ποια υποσύνολα ϑα διαχωρήσουmicroε τον

χώρο αναζήτησης

Θεωρούmicroε δύο σύνολα ΄Οταν microια συγκεκριmicroένη microεταβλητή που

επιλέξουmicroε παίρνει την τιmicroή 0 και 1 αντίστοιχα

Πώς επιλέγουmicroε την microεταβλητή αυτή

Στην τύχη

Συστηmicroατικά

Εmicroπειρία παρελθόντος

Επίλυση ενός υποπροβλήmicroατος

Επηρεασmicroός του χρόνου και του αριθmicroού ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Branch and Bound

∆ιαχώρηση

Πρέπει να διαλέξουmicroε σε ποια υποσύνολα ϑα διαχωρήσουmicroε τον

χώρο αναζήτησης

Θεωρούmicroε δύο σύνολα ΄Οταν microια συγκεκριmicroένη microεταβλητή που

επιλέξουmicroε παίρνει την τιmicroή 0 και 1 αντίστοιχα

Πώς επιλέγουmicroε την microεταβλητή αυτή

Στην τύχη

Συστηmicroατικά

Εmicroπειρία παρελθόντος

Επίλυση ενός υποπροβλήmicroατος

Επηρεασmicroός του χρόνου και του αριθmicroού ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Branch and Bound

∆ιαχώρηση

Πρέπει να διαλέξουmicroε σε ποια υποσύνολα ϑα διαχωρήσουmicroε τον

χώρο αναζήτησης

Θεωρούmicroε δύο σύνολα ΄Οταν microια συγκεκριmicroένη microεταβλητή που

επιλέξουmicroε παίρνει την τιmicroή 0 και 1 αντίστοιχα

Πώς επιλέγουmicroε την microεταβλητή αυτή

Στην τύχη

Συστηmicroατικά

Εmicroπειρία παρελθόντος

Επίλυση ενός υποπροβλήmicroατος

Επηρεασmicroός του χρόνου και του αριθmicroού ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Πριν τον διαχώρισmicroό ενός κόmicroβου ελέγχουmicroε αν υπάρχει

πιθανότητα να ϐρίσκεται η ϐέλτιστη λύση στο συγκεκριmicroένο

υπόδενδρο

Εκτίmicroηση του άνω ή κάτω ϕράγmicroατος ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση (microεγιστοποίηση ή ελαχιστοποίηση αντίστοιχα) για κάθε

λύση του

Αν γνωρίζουmicroε ήδη microια καλύτερη λύση από το αντίστοιχο ϕράγmicroα

του υποδένδρου γνωρίζουmicroε πως η ϐέλτιστη λύση δεν ϐρίσκεται

στο υπόδενδρο και δεν χρειάζεται να διαχωρίσουmicroε

Μια χονδρική εκτίmicroηση microπορεί να γίνει πολύ γρήγορα αλλά δεν

περιορίζει αρκετά τον αριθmicroό των ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Μια ακριβής εκτίmicroηση microας επιτρέπει να αποφύγουmicroε microεγάλο

microέρος του χώρου αναζήτησης αλλά ο υπολογισmicroός της επιβαρύνει

σηmicroαντικά τον συνολικό χρόνο

Εύρεση καλύτερου συmicroβιβασmicroού

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Πριν τον διαχώρισmicroό ενός κόmicroβου ελέγχουmicroε αν υπάρχει

πιθανότητα να ϐρίσκεται η ϐέλτιστη λύση στο συγκεκριmicroένο

υπόδενδρο

Εκτίmicroηση του άνω ή κάτω ϕράγmicroατος ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση (microεγιστοποίηση ή ελαχιστοποίηση αντίστοιχα) για κάθε

λύση του

Αν γνωρίζουmicroε ήδη microια καλύτερη λύση από το αντίστοιχο ϕράγmicroα

του υποδένδρου γνωρίζουmicroε πως η ϐέλτιστη λύση δεν ϐρίσκεται

στο υπόδενδρο και δεν χρειάζεται να διαχωρίσουmicroε

Μια χονδρική εκτίmicroηση microπορεί να γίνει πολύ γρήγορα αλλά δεν

περιορίζει αρκετά τον αριθmicroό των ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Μια ακριβής εκτίmicroηση microας επιτρέπει να αποφύγουmicroε microεγάλο

microέρος του χώρου αναζήτησης αλλά ο υπολογισmicroός της επιβαρύνει

σηmicroαντικά τον συνολικό χρόνο

Εύρεση καλύτερου συmicroβιβασmicroού

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Πριν τον διαχώρισmicroό ενός κόmicroβου ελέγχουmicroε αν υπάρχει

πιθανότητα να ϐρίσκεται η ϐέλτιστη λύση στο συγκεκριmicroένο

υπόδενδρο

Εκτίmicroηση του άνω ή κάτω ϕράγmicroατος ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση (microεγιστοποίηση ή ελαχιστοποίηση αντίστοιχα) για κάθε

λύση του

Αν γνωρίζουmicroε ήδη microια καλύτερη λύση από το αντίστοιχο ϕράγmicroα

του υποδένδρου γνωρίζουmicroε πως η ϐέλτιστη λύση δεν ϐρίσκεται

στο υπόδενδρο και δεν χρειάζεται να διαχωρίσουmicroε

Μια χονδρική εκτίmicroηση microπορεί να γίνει πολύ γρήγορα αλλά δεν

περιορίζει αρκετά τον αριθmicroό των ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Μια ακριβής εκτίmicroηση microας επιτρέπει να αποφύγουmicroε microεγάλο

microέρος του χώρου αναζήτησης αλλά ο υπολογισmicroός της επιβαρύνει

σηmicroαντικά τον συνολικό χρόνο

Εύρεση καλύτερου συmicroβιβασmicroού

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Πριν τον διαχώρισmicroό ενός κόmicroβου ελέγχουmicroε αν υπάρχει

πιθανότητα να ϐρίσκεται η ϐέλτιστη λύση στο συγκεκριmicroένο

υπόδενδρο

Εκτίmicroηση του άνω ή κάτω ϕράγmicroατος ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση (microεγιστοποίηση ή ελαχιστοποίηση αντίστοιχα) για κάθε

λύση του

Αν γνωρίζουmicroε ήδη microια καλύτερη λύση από το αντίστοιχο ϕράγmicroα

του υποδένδρου γνωρίζουmicroε πως η ϐέλτιστη λύση δεν ϐρίσκεται

στο υπόδενδρο και δεν χρειάζεται να διαχωρίσουmicroε

Μια χονδρική εκτίmicroηση microπορεί να γίνει πολύ γρήγορα αλλά δεν

περιορίζει αρκετά τον αριθmicroό των ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Μια ακριβής εκτίmicroηση microας επιτρέπει να αποφύγουmicroε microεγάλο

microέρος του χώρου αναζήτησης αλλά ο υπολογισmicroός της επιβαρύνει

σηmicroαντικά τον συνολικό χρόνο

Εύρεση καλύτερου συmicroβιβασmicroού

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Πριν τον διαχώρισmicroό ενός κόmicroβου ελέγχουmicroε αν υπάρχει

πιθανότητα να ϐρίσκεται η ϐέλτιστη λύση στο συγκεκριmicroένο

υπόδενδρο

Εκτίmicroηση του άνω ή κάτω ϕράγmicroατος ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση (microεγιστοποίηση ή ελαχιστοποίηση αντίστοιχα) για κάθε

λύση του

Αν γνωρίζουmicroε ήδη microια καλύτερη λύση από το αντίστοιχο ϕράγmicroα

του υποδένδρου γνωρίζουmicroε πως η ϐέλτιστη λύση δεν ϐρίσκεται

στο υπόδενδρο και δεν χρειάζεται να διαχωρίσουmicroε

Μια χονδρική εκτίmicroηση microπορεί να γίνει πολύ γρήγορα αλλά δεν

περιορίζει αρκετά τον αριθmicroό των ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Μια ακριβής εκτίmicroηση microας επιτρέπει να αποφύγουmicroε microεγάλο

microέρος του χώρου αναζήτησης αλλά ο υπολογισmicroός της επιβαρύνει

σηmicroαντικά τον συνολικό χρόνο

Εύρεση καλύτερου συmicroβιβασmicroού

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Πριν τον διαχώρισmicroό ενός κόmicroβου ελέγχουmicroε αν υπάρχει

πιθανότητα να ϐρίσκεται η ϐέλτιστη λύση στο συγκεκριmicroένο

υπόδενδρο

Εκτίmicroηση του άνω ή κάτω ϕράγmicroατος ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση (microεγιστοποίηση ή ελαχιστοποίηση αντίστοιχα) για κάθε

λύση του

Αν γνωρίζουmicroε ήδη microια καλύτερη λύση από το αντίστοιχο ϕράγmicroα

του υποδένδρου γνωρίζουmicroε πως η ϐέλτιστη λύση δεν ϐρίσκεται

στο υπόδενδρο και δεν χρειάζεται να διαχωρίσουmicroε

Μια χονδρική εκτίmicroηση microπορεί να γίνει πολύ γρήγορα αλλά δεν

περιορίζει αρκετά τον αριθmicroό των ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Μια ακριβής εκτίmicroηση microας επιτρέπει να αποφύγουmicroε microεγάλο

microέρος του χώρου αναζήτησης αλλά ο υπολογισmicroός της επιβαρύνει

σηmicroαντικά τον συνολικό χρόνο

Εύρεση καλύτερου συmicroβιβασmicroού

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Παράδειγmicroα εκτίmicroησης για πρόβληmicroα ελαχιστοποίησης

΄Εστω κόmicroβος Si και συνάρτηση εκτίmicroησης κάτω ϕράγmicroατος f()

΄Εστω πως γνωρίζουmicroε ήδη microια εφικτή λύση του προβλήmicroατος x

Αν f(Si)

ge cx Συνεχίζουmicroε στον διαχώρισmicroό του Si

διαφορετικά ∆εν διαχωρίζουmicroε το Si

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Παράδειγmicroα εκτίmicroησης για πρόβληmicroα ελαχιστοποίησης

΄Εστω κόmicroβος Si και συνάρτηση εκτίmicroησης κάτω ϕράγmicroατος f()

΄Εστω πως γνωρίζουmicroε ήδη microια εφικτή λύση του προβλήmicroατος x

Αν f(Si)

ge cx Συνεχίζουmicroε στον διαχώρισmicroό του Si

διαφορετικά ∆εν διαχωρίζουmicroε το Si

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Παράδειγmicroα εκτίmicroησης για πρόβληmicroα ελαχιστοποίησης

΄Εστω κόmicroβος Si και συνάρτηση εκτίmicroησης κάτω ϕράγmicroατος f()

΄Εστω πως γνωρίζουmicroε ήδη microια εφικτή λύση του προβλήmicroατος x

Αν f(Si)

ge cx Συνεχίζουmicroε στον διαχώρισmicroό του Si

διαφορετικά ∆εν διαχωρίζουmicroε το Si

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Παράδειγmicroα εκτίmicroησης για πρόβληmicroα ελαχιστοποίησης

΄Εστω κόmicroβος Si και συνάρτηση εκτίmicroησης κάτω ϕράγmicroατος f()

΄Εστω πως γνωρίζουmicroε ήδη microια εφικτή λύση του προβλήmicroατος x

Αν f(Si)

ge cx Συνεχίζουmicroε στον διαχώρισmicroό του Si

διαφορετικά ∆εν διαχωρίζουmicroε το Si

Branch and Bound

vassilis
Sticky Note
ΔΕΝ συνεχίζουμε
vassilis
Cross-Out

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

Αναζήτηση στο χώρο των λύσεων

S

S1 S1

S12

S12

S12 S12

S123

S123

S123

S123

S123

S123

S123 S123

x1 = 0 x1 = 1

x2 = 0 x2 = 1

x3 = 0

x3 = 1

x3 = 0

x3 = 1

x2 = 0 x2 = 1

x3 = 0

x3 = 1

x3 = 0

x3 = 1

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

vassilis
Cross-Out
η αξία
vassilis
Cross-Out
το βάρος

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Βέλτιστη συνεχής λύση x1 = 1 x2 = 3

8 z = minus26

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

∆ιαχωρισmicroός στο S1

x =

1 S1

min z = minus20minus 16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 3

0 S1

min z = minus16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 12

Βέλτιστη συνεχή λύση S1 x2 = 3

8 z = minus26 Βέλτιστη συνεχή λύση S

1

x2 = 1x3 = 2

3 z = minus 70

3asymp minus233

Branch and Bound

vassilis
Cross-Out
4 x_5
vassilis
Cross-Out
4 x_5

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

∆ιαχωρισmicroός στο S1

x =

1 S1

min z = minus20minus 16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 3

0 S1

min z = minus16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 12

Βέλτιστη συνεχή λύση S1 x2 = 3

8 z = minus26 Βέλτιστη συνεχή λύση S

1

x2 = 1x3 = 2

3 z = minus 70

3asymp minus233

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

S

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

17 κόmicroβοι εξετάστηκαν αντί για 27 minus 1

Branch and Bound

Page 7: Branch and Bound - Εθνικόν και Καποδιστριακόν ...cgi.di.uoa.gr/~vassilis/aee/L13-Branch-And -Bound.pdfBranch and Bound Μέθοδος επίλυσης προβληµάτων

∆ιαχώρηση

Πρέπει να διαλέξουmicroε σε ποια υποσύνολα ϑα διαχωρήσουmicroε τον

χώρο αναζήτησης

Θεωρούmicroε δύο σύνολα ΄Οταν microια συγκεκριmicroένη microεταβλητή που

επιλέξουmicroε παίρνει την τιmicroή 0 και 1 αντίστοιχα

Πώς επιλέγουmicroε την microεταβλητή αυτή

Στην τύχη

Συστηmicroατικά

Εmicroπειρία παρελθόντος

Επίλυση ενός υποπροβλήmicroατος

Επηρεασmicroός του χρόνου και του αριθmicroού ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Branch and Bound

∆ιαχώρηση

Πρέπει να διαλέξουmicroε σε ποια υποσύνολα ϑα διαχωρήσουmicroε τον

χώρο αναζήτησης

Θεωρούmicroε δύο σύνολα ΄Οταν microια συγκεκριmicroένη microεταβλητή που

επιλέξουmicroε παίρνει την τιmicroή 0 και 1 αντίστοιχα

Πώς επιλέγουmicroε την microεταβλητή αυτή

Στην τύχη

Συστηmicroατικά

Εmicroπειρία παρελθόντος

Επίλυση ενός υποπροβλήmicroατος

Επηρεασmicroός του χρόνου και του αριθmicroού ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Branch and Bound

∆ιαχώρηση

Πρέπει να διαλέξουmicroε σε ποια υποσύνολα ϑα διαχωρήσουmicroε τον

χώρο αναζήτησης

Θεωρούmicroε δύο σύνολα ΄Οταν microια συγκεκριmicroένη microεταβλητή που

επιλέξουmicroε παίρνει την τιmicroή 0 και 1 αντίστοιχα

Πώς επιλέγουmicroε την microεταβλητή αυτή

Στην τύχη

Συστηmicroατικά

Εmicroπειρία παρελθόντος

Επίλυση ενός υποπροβλήmicroατος

Επηρεασmicroός του χρόνου και του αριθmicroού ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Branch and Bound

∆ιαχώρηση

Πρέπει να διαλέξουmicroε σε ποια υποσύνολα ϑα διαχωρήσουmicroε τον

χώρο αναζήτησης

Θεωρούmicroε δύο σύνολα ΄Οταν microια συγκεκριmicroένη microεταβλητή που

επιλέξουmicroε παίρνει την τιmicroή 0 και 1 αντίστοιχα

Πώς επιλέγουmicroε την microεταβλητή αυτή

Στην τύχη

Συστηmicroατικά

Εmicroπειρία παρελθόντος

Επίλυση ενός υποπροβλήmicroατος

Επηρεασmicroός του χρόνου και του αριθmicroού ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Branch and Bound

∆ιαχώρηση

Πρέπει να διαλέξουmicroε σε ποια υποσύνολα ϑα διαχωρήσουmicroε τον

χώρο αναζήτησης

Θεωρούmicroε δύο σύνολα ΄Οταν microια συγκεκριmicroένη microεταβλητή που

επιλέξουmicroε παίρνει την τιmicroή 0 και 1 αντίστοιχα

Πώς επιλέγουmicroε την microεταβλητή αυτή

Στην τύχη

Συστηmicroατικά

Εmicroπειρία παρελθόντος

Επίλυση ενός υποπροβλήmicroατος

Επηρεασmicroός του χρόνου και του αριθmicroού ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Branch and Bound

∆ιαχώρηση

Πρέπει να διαλέξουmicroε σε ποια υποσύνολα ϑα διαχωρήσουmicroε τον

χώρο αναζήτησης

Θεωρούmicroε δύο σύνολα ΄Οταν microια συγκεκριmicroένη microεταβλητή που

επιλέξουmicroε παίρνει την τιmicroή 0 και 1 αντίστοιχα

Πώς επιλέγουmicroε την microεταβλητή αυτή

Στην τύχη

Συστηmicroατικά

Εmicroπειρία παρελθόντος

Επίλυση ενός υποπροβλήmicroατος

Επηρεασmicroός του χρόνου και του αριθmicroού ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Branch and Bound

∆ιαχώρηση

Πρέπει να διαλέξουmicroε σε ποια υποσύνολα ϑα διαχωρήσουmicroε τον

χώρο αναζήτησης

Θεωρούmicroε δύο σύνολα ΄Οταν microια συγκεκριmicroένη microεταβλητή που

επιλέξουmicroε παίρνει την τιmicroή 0 και 1 αντίστοιχα

Πώς επιλέγουmicroε την microεταβλητή αυτή

Στην τύχη

Συστηmicroατικά

Εmicroπειρία παρελθόντος

Επίλυση ενός υποπροβλήmicroατος

Επηρεασmicroός του χρόνου και του αριθmicroού ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Πριν τον διαχώρισmicroό ενός κόmicroβου ελέγχουmicroε αν υπάρχει

πιθανότητα να ϐρίσκεται η ϐέλτιστη λύση στο συγκεκριmicroένο

υπόδενδρο

Εκτίmicroηση του άνω ή κάτω ϕράγmicroατος ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση (microεγιστοποίηση ή ελαχιστοποίηση αντίστοιχα) για κάθε

λύση του

Αν γνωρίζουmicroε ήδη microια καλύτερη λύση από το αντίστοιχο ϕράγmicroα

του υποδένδρου γνωρίζουmicroε πως η ϐέλτιστη λύση δεν ϐρίσκεται

στο υπόδενδρο και δεν χρειάζεται να διαχωρίσουmicroε

Μια χονδρική εκτίmicroηση microπορεί να γίνει πολύ γρήγορα αλλά δεν

περιορίζει αρκετά τον αριθmicroό των ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Μια ακριβής εκτίmicroηση microας επιτρέπει να αποφύγουmicroε microεγάλο

microέρος του χώρου αναζήτησης αλλά ο υπολογισmicroός της επιβαρύνει

σηmicroαντικά τον συνολικό χρόνο

Εύρεση καλύτερου συmicroβιβασmicroού

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Πριν τον διαχώρισmicroό ενός κόmicroβου ελέγχουmicroε αν υπάρχει

πιθανότητα να ϐρίσκεται η ϐέλτιστη λύση στο συγκεκριmicroένο

υπόδενδρο

Εκτίmicroηση του άνω ή κάτω ϕράγmicroατος ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση (microεγιστοποίηση ή ελαχιστοποίηση αντίστοιχα) για κάθε

λύση του

Αν γνωρίζουmicroε ήδη microια καλύτερη λύση από το αντίστοιχο ϕράγmicroα

του υποδένδρου γνωρίζουmicroε πως η ϐέλτιστη λύση δεν ϐρίσκεται

στο υπόδενδρο και δεν χρειάζεται να διαχωρίσουmicroε

Μια χονδρική εκτίmicroηση microπορεί να γίνει πολύ γρήγορα αλλά δεν

περιορίζει αρκετά τον αριθmicroό των ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Μια ακριβής εκτίmicroηση microας επιτρέπει να αποφύγουmicroε microεγάλο

microέρος του χώρου αναζήτησης αλλά ο υπολογισmicroός της επιβαρύνει

σηmicroαντικά τον συνολικό χρόνο

Εύρεση καλύτερου συmicroβιβασmicroού

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Πριν τον διαχώρισmicroό ενός κόmicroβου ελέγχουmicroε αν υπάρχει

πιθανότητα να ϐρίσκεται η ϐέλτιστη λύση στο συγκεκριmicroένο

υπόδενδρο

Εκτίmicroηση του άνω ή κάτω ϕράγmicroατος ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση (microεγιστοποίηση ή ελαχιστοποίηση αντίστοιχα) για κάθε

λύση του

Αν γνωρίζουmicroε ήδη microια καλύτερη λύση από το αντίστοιχο ϕράγmicroα

του υποδένδρου γνωρίζουmicroε πως η ϐέλτιστη λύση δεν ϐρίσκεται

στο υπόδενδρο και δεν χρειάζεται να διαχωρίσουmicroε

Μια χονδρική εκτίmicroηση microπορεί να γίνει πολύ γρήγορα αλλά δεν

περιορίζει αρκετά τον αριθmicroό των ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Μια ακριβής εκτίmicroηση microας επιτρέπει να αποφύγουmicroε microεγάλο

microέρος του χώρου αναζήτησης αλλά ο υπολογισmicroός της επιβαρύνει

σηmicroαντικά τον συνολικό χρόνο

Εύρεση καλύτερου συmicroβιβασmicroού

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Πριν τον διαχώρισmicroό ενός κόmicroβου ελέγχουmicroε αν υπάρχει

πιθανότητα να ϐρίσκεται η ϐέλτιστη λύση στο συγκεκριmicroένο

υπόδενδρο

Εκτίmicroηση του άνω ή κάτω ϕράγmicroατος ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση (microεγιστοποίηση ή ελαχιστοποίηση αντίστοιχα) για κάθε

λύση του

Αν γνωρίζουmicroε ήδη microια καλύτερη λύση από το αντίστοιχο ϕράγmicroα

του υποδένδρου γνωρίζουmicroε πως η ϐέλτιστη λύση δεν ϐρίσκεται

στο υπόδενδρο και δεν χρειάζεται να διαχωρίσουmicroε

Μια χονδρική εκτίmicroηση microπορεί να γίνει πολύ γρήγορα αλλά δεν

περιορίζει αρκετά τον αριθmicroό των ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Μια ακριβής εκτίmicroηση microας επιτρέπει να αποφύγουmicroε microεγάλο

microέρος του χώρου αναζήτησης αλλά ο υπολογισmicroός της επιβαρύνει

σηmicroαντικά τον συνολικό χρόνο

Εύρεση καλύτερου συmicroβιβασmicroού

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Πριν τον διαχώρισmicroό ενός κόmicroβου ελέγχουmicroε αν υπάρχει

πιθανότητα να ϐρίσκεται η ϐέλτιστη λύση στο συγκεκριmicroένο

υπόδενδρο

Εκτίmicroηση του άνω ή κάτω ϕράγmicroατος ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση (microεγιστοποίηση ή ελαχιστοποίηση αντίστοιχα) για κάθε

λύση του

Αν γνωρίζουmicroε ήδη microια καλύτερη λύση από το αντίστοιχο ϕράγmicroα

του υποδένδρου γνωρίζουmicroε πως η ϐέλτιστη λύση δεν ϐρίσκεται

στο υπόδενδρο και δεν χρειάζεται να διαχωρίσουmicroε

Μια χονδρική εκτίmicroηση microπορεί να γίνει πολύ γρήγορα αλλά δεν

περιορίζει αρκετά τον αριθmicroό των ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Μια ακριβής εκτίmicroηση microας επιτρέπει να αποφύγουmicroε microεγάλο

microέρος του χώρου αναζήτησης αλλά ο υπολογισmicroός της επιβαρύνει

σηmicroαντικά τον συνολικό χρόνο

Εύρεση καλύτερου συmicroβιβασmicroού

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Πριν τον διαχώρισmicroό ενός κόmicroβου ελέγχουmicroε αν υπάρχει

πιθανότητα να ϐρίσκεται η ϐέλτιστη λύση στο συγκεκριmicroένο

υπόδενδρο

Εκτίmicroηση του άνω ή κάτω ϕράγmicroατος ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση (microεγιστοποίηση ή ελαχιστοποίηση αντίστοιχα) για κάθε

λύση του

Αν γνωρίζουmicroε ήδη microια καλύτερη λύση από το αντίστοιχο ϕράγmicroα

του υποδένδρου γνωρίζουmicroε πως η ϐέλτιστη λύση δεν ϐρίσκεται

στο υπόδενδρο και δεν χρειάζεται να διαχωρίσουmicroε

Μια χονδρική εκτίmicroηση microπορεί να γίνει πολύ γρήγορα αλλά δεν

περιορίζει αρκετά τον αριθmicroό των ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Μια ακριβής εκτίmicroηση microας επιτρέπει να αποφύγουmicroε microεγάλο

microέρος του χώρου αναζήτησης αλλά ο υπολογισmicroός της επιβαρύνει

σηmicroαντικά τον συνολικό χρόνο

Εύρεση καλύτερου συmicroβιβασmicroού

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Παράδειγmicroα εκτίmicroησης για πρόβληmicroα ελαχιστοποίησης

΄Εστω κόmicroβος Si και συνάρτηση εκτίmicroησης κάτω ϕράγmicroατος f()

΄Εστω πως γνωρίζουmicroε ήδη microια εφικτή λύση του προβλήmicroατος x

Αν f(Si)

ge cx Συνεχίζουmicroε στον διαχώρισmicroό του Si

διαφορετικά ∆εν διαχωρίζουmicroε το Si

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Παράδειγmicroα εκτίmicroησης για πρόβληmicroα ελαχιστοποίησης

΄Εστω κόmicroβος Si και συνάρτηση εκτίmicroησης κάτω ϕράγmicroατος f()

΄Εστω πως γνωρίζουmicroε ήδη microια εφικτή λύση του προβλήmicroατος x

Αν f(Si)

ge cx Συνεχίζουmicroε στον διαχώρισmicroό του Si

διαφορετικά ∆εν διαχωρίζουmicroε το Si

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Παράδειγmicroα εκτίmicroησης για πρόβληmicroα ελαχιστοποίησης

΄Εστω κόmicroβος Si και συνάρτηση εκτίmicroησης κάτω ϕράγmicroατος f()

΄Εστω πως γνωρίζουmicroε ήδη microια εφικτή λύση του προβλήmicroατος x

Αν f(Si)

ge cx Συνεχίζουmicroε στον διαχώρισmicroό του Si

διαφορετικά ∆εν διαχωρίζουmicroε το Si

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Παράδειγmicroα εκτίmicroησης για πρόβληmicroα ελαχιστοποίησης

΄Εστω κόmicroβος Si και συνάρτηση εκτίmicroησης κάτω ϕράγmicroατος f()

΄Εστω πως γνωρίζουmicroε ήδη microια εφικτή λύση του προβλήmicroατος x

Αν f(Si)

ge cx Συνεχίζουmicroε στον διαχώρισmicroό του Si

διαφορετικά ∆εν διαχωρίζουmicroε το Si

Branch and Bound

vassilis
Sticky Note
ΔΕΝ συνεχίζουμε
vassilis
Cross-Out

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

Αναζήτηση στο χώρο των λύσεων

S

S1 S1

S12

S12

S12 S12

S123

S123

S123

S123

S123

S123

S123 S123

x1 = 0 x1 = 1

x2 = 0 x2 = 1

x3 = 0

x3 = 1

x3 = 0

x3 = 1

x2 = 0 x2 = 1

x3 = 0

x3 = 1

x3 = 0

x3 = 1

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

vassilis
Cross-Out
η αξία
vassilis
Cross-Out
το βάρος

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Βέλτιστη συνεχής λύση x1 = 1 x2 = 3

8 z = minus26

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

∆ιαχωρισmicroός στο S1

x =

1 S1

min z = minus20minus 16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 3

0 S1

min z = minus16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 12

Βέλτιστη συνεχή λύση S1 x2 = 3

8 z = minus26 Βέλτιστη συνεχή λύση S

1

x2 = 1x3 = 2

3 z = minus 70

3asymp minus233

Branch and Bound

vassilis
Cross-Out
4 x_5
vassilis
Cross-Out
4 x_5

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

∆ιαχωρισmicroός στο S1

x =

1 S1

min z = minus20minus 16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 3

0 S1

min z = minus16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 12

Βέλτιστη συνεχή λύση S1 x2 = 3

8 z = minus26 Βέλτιστη συνεχή λύση S

1

x2 = 1x3 = 2

3 z = minus 70

3asymp minus233

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

S

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

17 κόmicroβοι εξετάστηκαν αντί για 27 minus 1

Branch and Bound

Page 8: Branch and Bound - Εθνικόν και Καποδιστριακόν ...cgi.di.uoa.gr/~vassilis/aee/L13-Branch-And -Bound.pdfBranch and Bound Μέθοδος επίλυσης προβληµάτων

∆ιαχώρηση

Πρέπει να διαλέξουmicroε σε ποια υποσύνολα ϑα διαχωρήσουmicroε τον

χώρο αναζήτησης

Θεωρούmicroε δύο σύνολα ΄Οταν microια συγκεκριmicroένη microεταβλητή που

επιλέξουmicroε παίρνει την τιmicroή 0 και 1 αντίστοιχα

Πώς επιλέγουmicroε την microεταβλητή αυτή

Στην τύχη

Συστηmicroατικά

Εmicroπειρία παρελθόντος

Επίλυση ενός υποπροβλήmicroατος

Επηρεασmicroός του χρόνου και του αριθmicroού ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Branch and Bound

∆ιαχώρηση

Πρέπει να διαλέξουmicroε σε ποια υποσύνολα ϑα διαχωρήσουmicroε τον

χώρο αναζήτησης

Θεωρούmicroε δύο σύνολα ΄Οταν microια συγκεκριmicroένη microεταβλητή που

επιλέξουmicroε παίρνει την τιmicroή 0 και 1 αντίστοιχα

Πώς επιλέγουmicroε την microεταβλητή αυτή

Στην τύχη

Συστηmicroατικά

Εmicroπειρία παρελθόντος

Επίλυση ενός υποπροβλήmicroατος

Επηρεασmicroός του χρόνου και του αριθmicroού ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Branch and Bound

∆ιαχώρηση

Πρέπει να διαλέξουmicroε σε ποια υποσύνολα ϑα διαχωρήσουmicroε τον

χώρο αναζήτησης

Θεωρούmicroε δύο σύνολα ΄Οταν microια συγκεκριmicroένη microεταβλητή που

επιλέξουmicroε παίρνει την τιmicroή 0 και 1 αντίστοιχα

Πώς επιλέγουmicroε την microεταβλητή αυτή

Στην τύχη

Συστηmicroατικά

Εmicroπειρία παρελθόντος

Επίλυση ενός υποπροβλήmicroατος

Επηρεασmicroός του χρόνου και του αριθmicroού ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Branch and Bound

∆ιαχώρηση

Πρέπει να διαλέξουmicroε σε ποια υποσύνολα ϑα διαχωρήσουmicroε τον

χώρο αναζήτησης

Θεωρούmicroε δύο σύνολα ΄Οταν microια συγκεκριmicroένη microεταβλητή που

επιλέξουmicroε παίρνει την τιmicroή 0 και 1 αντίστοιχα

Πώς επιλέγουmicroε την microεταβλητή αυτή

Στην τύχη

Συστηmicroατικά

Εmicroπειρία παρελθόντος

Επίλυση ενός υποπροβλήmicroατος

Επηρεασmicroός του χρόνου και του αριθmicroού ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Branch and Bound

∆ιαχώρηση

Πρέπει να διαλέξουmicroε σε ποια υποσύνολα ϑα διαχωρήσουmicroε τον

χώρο αναζήτησης

Θεωρούmicroε δύο σύνολα ΄Οταν microια συγκεκριmicroένη microεταβλητή που

επιλέξουmicroε παίρνει την τιmicroή 0 και 1 αντίστοιχα

Πώς επιλέγουmicroε την microεταβλητή αυτή

Στην τύχη

Συστηmicroατικά

Εmicroπειρία παρελθόντος

Επίλυση ενός υποπροβλήmicroατος

Επηρεασmicroός του χρόνου και του αριθmicroού ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Branch and Bound

∆ιαχώρηση

Πρέπει να διαλέξουmicroε σε ποια υποσύνολα ϑα διαχωρήσουmicroε τον

χώρο αναζήτησης

Θεωρούmicroε δύο σύνολα ΄Οταν microια συγκεκριmicroένη microεταβλητή που

επιλέξουmicroε παίρνει την τιmicroή 0 και 1 αντίστοιχα

Πώς επιλέγουmicroε την microεταβλητή αυτή

Στην τύχη

Συστηmicroατικά

Εmicroπειρία παρελθόντος

Επίλυση ενός υποπροβλήmicroατος

Επηρεασmicroός του χρόνου και του αριθmicroού ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Πριν τον διαχώρισmicroό ενός κόmicroβου ελέγχουmicroε αν υπάρχει

πιθανότητα να ϐρίσκεται η ϐέλτιστη λύση στο συγκεκριmicroένο

υπόδενδρο

Εκτίmicroηση του άνω ή κάτω ϕράγmicroατος ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση (microεγιστοποίηση ή ελαχιστοποίηση αντίστοιχα) για κάθε

λύση του

Αν γνωρίζουmicroε ήδη microια καλύτερη λύση από το αντίστοιχο ϕράγmicroα

του υποδένδρου γνωρίζουmicroε πως η ϐέλτιστη λύση δεν ϐρίσκεται

στο υπόδενδρο και δεν χρειάζεται να διαχωρίσουmicroε

Μια χονδρική εκτίmicroηση microπορεί να γίνει πολύ γρήγορα αλλά δεν

περιορίζει αρκετά τον αριθmicroό των ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Μια ακριβής εκτίmicroηση microας επιτρέπει να αποφύγουmicroε microεγάλο

microέρος του χώρου αναζήτησης αλλά ο υπολογισmicroός της επιβαρύνει

σηmicroαντικά τον συνολικό χρόνο

Εύρεση καλύτερου συmicroβιβασmicroού

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Πριν τον διαχώρισmicroό ενός κόmicroβου ελέγχουmicroε αν υπάρχει

πιθανότητα να ϐρίσκεται η ϐέλτιστη λύση στο συγκεκριmicroένο

υπόδενδρο

Εκτίmicroηση του άνω ή κάτω ϕράγmicroατος ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση (microεγιστοποίηση ή ελαχιστοποίηση αντίστοιχα) για κάθε

λύση του

Αν γνωρίζουmicroε ήδη microια καλύτερη λύση από το αντίστοιχο ϕράγmicroα

του υποδένδρου γνωρίζουmicroε πως η ϐέλτιστη λύση δεν ϐρίσκεται

στο υπόδενδρο και δεν χρειάζεται να διαχωρίσουmicroε

Μια χονδρική εκτίmicroηση microπορεί να γίνει πολύ γρήγορα αλλά δεν

περιορίζει αρκετά τον αριθmicroό των ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Μια ακριβής εκτίmicroηση microας επιτρέπει να αποφύγουmicroε microεγάλο

microέρος του χώρου αναζήτησης αλλά ο υπολογισmicroός της επιβαρύνει

σηmicroαντικά τον συνολικό χρόνο

Εύρεση καλύτερου συmicroβιβασmicroού

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Πριν τον διαχώρισmicroό ενός κόmicroβου ελέγχουmicroε αν υπάρχει

πιθανότητα να ϐρίσκεται η ϐέλτιστη λύση στο συγκεκριmicroένο

υπόδενδρο

Εκτίmicroηση του άνω ή κάτω ϕράγmicroατος ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση (microεγιστοποίηση ή ελαχιστοποίηση αντίστοιχα) για κάθε

λύση του

Αν γνωρίζουmicroε ήδη microια καλύτερη λύση από το αντίστοιχο ϕράγmicroα

του υποδένδρου γνωρίζουmicroε πως η ϐέλτιστη λύση δεν ϐρίσκεται

στο υπόδενδρο και δεν χρειάζεται να διαχωρίσουmicroε

Μια χονδρική εκτίmicroηση microπορεί να γίνει πολύ γρήγορα αλλά δεν

περιορίζει αρκετά τον αριθmicroό των ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Μια ακριβής εκτίmicroηση microας επιτρέπει να αποφύγουmicroε microεγάλο

microέρος του χώρου αναζήτησης αλλά ο υπολογισmicroός της επιβαρύνει

σηmicroαντικά τον συνολικό χρόνο

Εύρεση καλύτερου συmicroβιβασmicroού

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Πριν τον διαχώρισmicroό ενός κόmicroβου ελέγχουmicroε αν υπάρχει

πιθανότητα να ϐρίσκεται η ϐέλτιστη λύση στο συγκεκριmicroένο

υπόδενδρο

Εκτίmicroηση του άνω ή κάτω ϕράγmicroατος ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση (microεγιστοποίηση ή ελαχιστοποίηση αντίστοιχα) για κάθε

λύση του

Αν γνωρίζουmicroε ήδη microια καλύτερη λύση από το αντίστοιχο ϕράγmicroα

του υποδένδρου γνωρίζουmicroε πως η ϐέλτιστη λύση δεν ϐρίσκεται

στο υπόδενδρο και δεν χρειάζεται να διαχωρίσουmicroε

Μια χονδρική εκτίmicroηση microπορεί να γίνει πολύ γρήγορα αλλά δεν

περιορίζει αρκετά τον αριθmicroό των ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Μια ακριβής εκτίmicroηση microας επιτρέπει να αποφύγουmicroε microεγάλο

microέρος του χώρου αναζήτησης αλλά ο υπολογισmicroός της επιβαρύνει

σηmicroαντικά τον συνολικό χρόνο

Εύρεση καλύτερου συmicroβιβασmicroού

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Πριν τον διαχώρισmicroό ενός κόmicroβου ελέγχουmicroε αν υπάρχει

πιθανότητα να ϐρίσκεται η ϐέλτιστη λύση στο συγκεκριmicroένο

υπόδενδρο

Εκτίmicroηση του άνω ή κάτω ϕράγmicroατος ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση (microεγιστοποίηση ή ελαχιστοποίηση αντίστοιχα) για κάθε

λύση του

Αν γνωρίζουmicroε ήδη microια καλύτερη λύση από το αντίστοιχο ϕράγmicroα

του υποδένδρου γνωρίζουmicroε πως η ϐέλτιστη λύση δεν ϐρίσκεται

στο υπόδενδρο και δεν χρειάζεται να διαχωρίσουmicroε

Μια χονδρική εκτίmicroηση microπορεί να γίνει πολύ γρήγορα αλλά δεν

περιορίζει αρκετά τον αριθmicroό των ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Μια ακριβής εκτίmicroηση microας επιτρέπει να αποφύγουmicroε microεγάλο

microέρος του χώρου αναζήτησης αλλά ο υπολογισmicroός της επιβαρύνει

σηmicroαντικά τον συνολικό χρόνο

Εύρεση καλύτερου συmicroβιβασmicroού

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Πριν τον διαχώρισmicroό ενός κόmicroβου ελέγχουmicroε αν υπάρχει

πιθανότητα να ϐρίσκεται η ϐέλτιστη λύση στο συγκεκριmicroένο

υπόδενδρο

Εκτίmicroηση του άνω ή κάτω ϕράγmicroατος ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση (microεγιστοποίηση ή ελαχιστοποίηση αντίστοιχα) για κάθε

λύση του

Αν γνωρίζουmicroε ήδη microια καλύτερη λύση από το αντίστοιχο ϕράγmicroα

του υποδένδρου γνωρίζουmicroε πως η ϐέλτιστη λύση δεν ϐρίσκεται

στο υπόδενδρο και δεν χρειάζεται να διαχωρίσουmicroε

Μια χονδρική εκτίmicroηση microπορεί να γίνει πολύ γρήγορα αλλά δεν

περιορίζει αρκετά τον αριθmicroό των ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Μια ακριβής εκτίmicroηση microας επιτρέπει να αποφύγουmicroε microεγάλο

microέρος του χώρου αναζήτησης αλλά ο υπολογισmicroός της επιβαρύνει

σηmicroαντικά τον συνολικό χρόνο

Εύρεση καλύτερου συmicroβιβασmicroού

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Παράδειγmicroα εκτίmicroησης για πρόβληmicroα ελαχιστοποίησης

΄Εστω κόmicroβος Si και συνάρτηση εκτίmicroησης κάτω ϕράγmicroατος f()

΄Εστω πως γνωρίζουmicroε ήδη microια εφικτή λύση του προβλήmicroατος x

Αν f(Si)

ge cx Συνεχίζουmicroε στον διαχώρισmicroό του Si

διαφορετικά ∆εν διαχωρίζουmicroε το Si

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Παράδειγmicroα εκτίmicroησης για πρόβληmicroα ελαχιστοποίησης

΄Εστω κόmicroβος Si και συνάρτηση εκτίmicroησης κάτω ϕράγmicroατος f()

΄Εστω πως γνωρίζουmicroε ήδη microια εφικτή λύση του προβλήmicroατος x

Αν f(Si)

ge cx Συνεχίζουmicroε στον διαχώρισmicroό του Si

διαφορετικά ∆εν διαχωρίζουmicroε το Si

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Παράδειγmicroα εκτίmicroησης για πρόβληmicroα ελαχιστοποίησης

΄Εστω κόmicroβος Si και συνάρτηση εκτίmicroησης κάτω ϕράγmicroατος f()

΄Εστω πως γνωρίζουmicroε ήδη microια εφικτή λύση του προβλήmicroατος x

Αν f(Si)

ge cx Συνεχίζουmicroε στον διαχώρισmicroό του Si

διαφορετικά ∆εν διαχωρίζουmicroε το Si

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Παράδειγmicroα εκτίmicroησης για πρόβληmicroα ελαχιστοποίησης

΄Εστω κόmicroβος Si και συνάρτηση εκτίmicroησης κάτω ϕράγmicroατος f()

΄Εστω πως γνωρίζουmicroε ήδη microια εφικτή λύση του προβλήmicroατος x

Αν f(Si)

ge cx Συνεχίζουmicroε στον διαχώρισmicroό του Si

διαφορετικά ∆εν διαχωρίζουmicroε το Si

Branch and Bound

vassilis
Sticky Note
ΔΕΝ συνεχίζουμε
vassilis
Cross-Out

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

Αναζήτηση στο χώρο των λύσεων

S

S1 S1

S12

S12

S12 S12

S123

S123

S123

S123

S123

S123

S123 S123

x1 = 0 x1 = 1

x2 = 0 x2 = 1

x3 = 0

x3 = 1

x3 = 0

x3 = 1

x2 = 0 x2 = 1

x3 = 0

x3 = 1

x3 = 0

x3 = 1

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

vassilis
Cross-Out
η αξία
vassilis
Cross-Out
το βάρος

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Βέλτιστη συνεχής λύση x1 = 1 x2 = 3

8 z = minus26

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

∆ιαχωρισmicroός στο S1

x =

1 S1

min z = minus20minus 16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 3

0 S1

min z = minus16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 12

Βέλτιστη συνεχή λύση S1 x2 = 3

8 z = minus26 Βέλτιστη συνεχή λύση S

1

x2 = 1x3 = 2

3 z = minus 70

3asymp minus233

Branch and Bound

vassilis
Cross-Out
4 x_5
vassilis
Cross-Out
4 x_5

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

∆ιαχωρισmicroός στο S1

x =

1 S1

min z = minus20minus 16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 3

0 S1

min z = minus16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 12

Βέλτιστη συνεχή λύση S1 x2 = 3

8 z = minus26 Βέλτιστη συνεχή λύση S

1

x2 = 1x3 = 2

3 z = minus 70

3asymp minus233

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

S

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

17 κόmicroβοι εξετάστηκαν αντί για 27 minus 1

Branch and Bound

Page 9: Branch and Bound - Εθνικόν και Καποδιστριακόν ...cgi.di.uoa.gr/~vassilis/aee/L13-Branch-And -Bound.pdfBranch and Bound Μέθοδος επίλυσης προβληµάτων

∆ιαχώρηση

Πρέπει να διαλέξουmicroε σε ποια υποσύνολα ϑα διαχωρήσουmicroε τον

χώρο αναζήτησης

Θεωρούmicroε δύο σύνολα ΄Οταν microια συγκεκριmicroένη microεταβλητή που

επιλέξουmicroε παίρνει την τιmicroή 0 και 1 αντίστοιχα

Πώς επιλέγουmicroε την microεταβλητή αυτή

Στην τύχη

Συστηmicroατικά

Εmicroπειρία παρελθόντος

Επίλυση ενός υποπροβλήmicroατος

Επηρεασmicroός του χρόνου και του αριθmicroού ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Branch and Bound

∆ιαχώρηση

Πρέπει να διαλέξουmicroε σε ποια υποσύνολα ϑα διαχωρήσουmicroε τον

χώρο αναζήτησης

Θεωρούmicroε δύο σύνολα ΄Οταν microια συγκεκριmicroένη microεταβλητή που

επιλέξουmicroε παίρνει την τιmicroή 0 και 1 αντίστοιχα

Πώς επιλέγουmicroε την microεταβλητή αυτή

Στην τύχη

Συστηmicroατικά

Εmicroπειρία παρελθόντος

Επίλυση ενός υποπροβλήmicroατος

Επηρεασmicroός του χρόνου και του αριθmicroού ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Branch and Bound

∆ιαχώρηση

Πρέπει να διαλέξουmicroε σε ποια υποσύνολα ϑα διαχωρήσουmicroε τον

χώρο αναζήτησης

Θεωρούmicroε δύο σύνολα ΄Οταν microια συγκεκριmicroένη microεταβλητή που

επιλέξουmicroε παίρνει την τιmicroή 0 και 1 αντίστοιχα

Πώς επιλέγουmicroε την microεταβλητή αυτή

Στην τύχη

Συστηmicroατικά

Εmicroπειρία παρελθόντος

Επίλυση ενός υποπροβλήmicroατος

Επηρεασmicroός του χρόνου και του αριθmicroού ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Branch and Bound

∆ιαχώρηση

Πρέπει να διαλέξουmicroε σε ποια υποσύνολα ϑα διαχωρήσουmicroε τον

χώρο αναζήτησης

Θεωρούmicroε δύο σύνολα ΄Οταν microια συγκεκριmicroένη microεταβλητή που

επιλέξουmicroε παίρνει την τιmicroή 0 και 1 αντίστοιχα

Πώς επιλέγουmicroε την microεταβλητή αυτή

Στην τύχη

Συστηmicroατικά

Εmicroπειρία παρελθόντος

Επίλυση ενός υποπροβλήmicroατος

Επηρεασmicroός του χρόνου και του αριθmicroού ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Branch and Bound

∆ιαχώρηση

Πρέπει να διαλέξουmicroε σε ποια υποσύνολα ϑα διαχωρήσουmicroε τον

χώρο αναζήτησης

Θεωρούmicroε δύο σύνολα ΄Οταν microια συγκεκριmicroένη microεταβλητή που

επιλέξουmicroε παίρνει την τιmicroή 0 και 1 αντίστοιχα

Πώς επιλέγουmicroε την microεταβλητή αυτή

Στην τύχη

Συστηmicroατικά

Εmicroπειρία παρελθόντος

Επίλυση ενός υποπροβλήmicroατος

Επηρεασmicroός του χρόνου και του αριθmicroού ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Πριν τον διαχώρισmicroό ενός κόmicroβου ελέγχουmicroε αν υπάρχει

πιθανότητα να ϐρίσκεται η ϐέλτιστη λύση στο συγκεκριmicroένο

υπόδενδρο

Εκτίmicroηση του άνω ή κάτω ϕράγmicroατος ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση (microεγιστοποίηση ή ελαχιστοποίηση αντίστοιχα) για κάθε

λύση του

Αν γνωρίζουmicroε ήδη microια καλύτερη λύση από το αντίστοιχο ϕράγmicroα

του υποδένδρου γνωρίζουmicroε πως η ϐέλτιστη λύση δεν ϐρίσκεται

στο υπόδενδρο και δεν χρειάζεται να διαχωρίσουmicroε

Μια χονδρική εκτίmicroηση microπορεί να γίνει πολύ γρήγορα αλλά δεν

περιορίζει αρκετά τον αριθmicroό των ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Μια ακριβής εκτίmicroηση microας επιτρέπει να αποφύγουmicroε microεγάλο

microέρος του χώρου αναζήτησης αλλά ο υπολογισmicroός της επιβαρύνει

σηmicroαντικά τον συνολικό χρόνο

Εύρεση καλύτερου συmicroβιβασmicroού

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Πριν τον διαχώρισmicroό ενός κόmicroβου ελέγχουmicroε αν υπάρχει

πιθανότητα να ϐρίσκεται η ϐέλτιστη λύση στο συγκεκριmicroένο

υπόδενδρο

Εκτίmicroηση του άνω ή κάτω ϕράγmicroατος ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση (microεγιστοποίηση ή ελαχιστοποίηση αντίστοιχα) για κάθε

λύση του

Αν γνωρίζουmicroε ήδη microια καλύτερη λύση από το αντίστοιχο ϕράγmicroα

του υποδένδρου γνωρίζουmicroε πως η ϐέλτιστη λύση δεν ϐρίσκεται

στο υπόδενδρο και δεν χρειάζεται να διαχωρίσουmicroε

Μια χονδρική εκτίmicroηση microπορεί να γίνει πολύ γρήγορα αλλά δεν

περιορίζει αρκετά τον αριθmicroό των ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Μια ακριβής εκτίmicroηση microας επιτρέπει να αποφύγουmicroε microεγάλο

microέρος του χώρου αναζήτησης αλλά ο υπολογισmicroός της επιβαρύνει

σηmicroαντικά τον συνολικό χρόνο

Εύρεση καλύτερου συmicroβιβασmicroού

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Πριν τον διαχώρισmicroό ενός κόmicroβου ελέγχουmicroε αν υπάρχει

πιθανότητα να ϐρίσκεται η ϐέλτιστη λύση στο συγκεκριmicroένο

υπόδενδρο

Εκτίmicroηση του άνω ή κάτω ϕράγmicroατος ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση (microεγιστοποίηση ή ελαχιστοποίηση αντίστοιχα) για κάθε

λύση του

Αν γνωρίζουmicroε ήδη microια καλύτερη λύση από το αντίστοιχο ϕράγmicroα

του υποδένδρου γνωρίζουmicroε πως η ϐέλτιστη λύση δεν ϐρίσκεται

στο υπόδενδρο και δεν χρειάζεται να διαχωρίσουmicroε

Μια χονδρική εκτίmicroηση microπορεί να γίνει πολύ γρήγορα αλλά δεν

περιορίζει αρκετά τον αριθmicroό των ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Μια ακριβής εκτίmicroηση microας επιτρέπει να αποφύγουmicroε microεγάλο

microέρος του χώρου αναζήτησης αλλά ο υπολογισmicroός της επιβαρύνει

σηmicroαντικά τον συνολικό χρόνο

Εύρεση καλύτερου συmicroβιβασmicroού

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Πριν τον διαχώρισmicroό ενός κόmicroβου ελέγχουmicroε αν υπάρχει

πιθανότητα να ϐρίσκεται η ϐέλτιστη λύση στο συγκεκριmicroένο

υπόδενδρο

Εκτίmicroηση του άνω ή κάτω ϕράγmicroατος ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση (microεγιστοποίηση ή ελαχιστοποίηση αντίστοιχα) για κάθε

λύση του

Αν γνωρίζουmicroε ήδη microια καλύτερη λύση από το αντίστοιχο ϕράγmicroα

του υποδένδρου γνωρίζουmicroε πως η ϐέλτιστη λύση δεν ϐρίσκεται

στο υπόδενδρο και δεν χρειάζεται να διαχωρίσουmicroε

Μια χονδρική εκτίmicroηση microπορεί να γίνει πολύ γρήγορα αλλά δεν

περιορίζει αρκετά τον αριθmicroό των ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Μια ακριβής εκτίmicroηση microας επιτρέπει να αποφύγουmicroε microεγάλο

microέρος του χώρου αναζήτησης αλλά ο υπολογισmicroός της επιβαρύνει

σηmicroαντικά τον συνολικό χρόνο

Εύρεση καλύτερου συmicroβιβασmicroού

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Πριν τον διαχώρισmicroό ενός κόmicroβου ελέγχουmicroε αν υπάρχει

πιθανότητα να ϐρίσκεται η ϐέλτιστη λύση στο συγκεκριmicroένο

υπόδενδρο

Εκτίmicroηση του άνω ή κάτω ϕράγmicroατος ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση (microεγιστοποίηση ή ελαχιστοποίηση αντίστοιχα) για κάθε

λύση του

Αν γνωρίζουmicroε ήδη microια καλύτερη λύση από το αντίστοιχο ϕράγmicroα

του υποδένδρου γνωρίζουmicroε πως η ϐέλτιστη λύση δεν ϐρίσκεται

στο υπόδενδρο και δεν χρειάζεται να διαχωρίσουmicroε

Μια χονδρική εκτίmicroηση microπορεί να γίνει πολύ γρήγορα αλλά δεν

περιορίζει αρκετά τον αριθmicroό των ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Μια ακριβής εκτίmicroηση microας επιτρέπει να αποφύγουmicroε microεγάλο

microέρος του χώρου αναζήτησης αλλά ο υπολογισmicroός της επιβαρύνει

σηmicroαντικά τον συνολικό χρόνο

Εύρεση καλύτερου συmicroβιβασmicroού

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Πριν τον διαχώρισmicroό ενός κόmicroβου ελέγχουmicroε αν υπάρχει

πιθανότητα να ϐρίσκεται η ϐέλτιστη λύση στο συγκεκριmicroένο

υπόδενδρο

Εκτίmicroηση του άνω ή κάτω ϕράγmicroατος ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση (microεγιστοποίηση ή ελαχιστοποίηση αντίστοιχα) για κάθε

λύση του

Αν γνωρίζουmicroε ήδη microια καλύτερη λύση από το αντίστοιχο ϕράγmicroα

του υποδένδρου γνωρίζουmicroε πως η ϐέλτιστη λύση δεν ϐρίσκεται

στο υπόδενδρο και δεν χρειάζεται να διαχωρίσουmicroε

Μια χονδρική εκτίmicroηση microπορεί να γίνει πολύ γρήγορα αλλά δεν

περιορίζει αρκετά τον αριθmicroό των ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Μια ακριβής εκτίmicroηση microας επιτρέπει να αποφύγουmicroε microεγάλο

microέρος του χώρου αναζήτησης αλλά ο υπολογισmicroός της επιβαρύνει

σηmicroαντικά τον συνολικό χρόνο

Εύρεση καλύτερου συmicroβιβασmicroού

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Παράδειγmicroα εκτίmicroησης για πρόβληmicroα ελαχιστοποίησης

΄Εστω κόmicroβος Si και συνάρτηση εκτίmicroησης κάτω ϕράγmicroατος f()

΄Εστω πως γνωρίζουmicroε ήδη microια εφικτή λύση του προβλήmicroατος x

Αν f(Si)

ge cx Συνεχίζουmicroε στον διαχώρισmicroό του Si

διαφορετικά ∆εν διαχωρίζουmicroε το Si

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Παράδειγmicroα εκτίmicroησης για πρόβληmicroα ελαχιστοποίησης

΄Εστω κόmicroβος Si και συνάρτηση εκτίmicroησης κάτω ϕράγmicroατος f()

΄Εστω πως γνωρίζουmicroε ήδη microια εφικτή λύση του προβλήmicroατος x

Αν f(Si)

ge cx Συνεχίζουmicroε στον διαχώρισmicroό του Si

διαφορετικά ∆εν διαχωρίζουmicroε το Si

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Παράδειγmicroα εκτίmicroησης για πρόβληmicroα ελαχιστοποίησης

΄Εστω κόmicroβος Si και συνάρτηση εκτίmicroησης κάτω ϕράγmicroατος f()

΄Εστω πως γνωρίζουmicroε ήδη microια εφικτή λύση του προβλήmicroατος x

Αν f(Si)

ge cx Συνεχίζουmicroε στον διαχώρισmicroό του Si

διαφορετικά ∆εν διαχωρίζουmicroε το Si

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Παράδειγmicroα εκτίmicroησης για πρόβληmicroα ελαχιστοποίησης

΄Εστω κόmicroβος Si και συνάρτηση εκτίmicroησης κάτω ϕράγmicroατος f()

΄Εστω πως γνωρίζουmicroε ήδη microια εφικτή λύση του προβλήmicroατος x

Αν f(Si)

ge cx Συνεχίζουmicroε στον διαχώρισmicroό του Si

διαφορετικά ∆εν διαχωρίζουmicroε το Si

Branch and Bound

vassilis
Sticky Note
ΔΕΝ συνεχίζουμε
vassilis
Cross-Out

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

Αναζήτηση στο χώρο των λύσεων

S

S1 S1

S12

S12

S12 S12

S123

S123

S123

S123

S123

S123

S123 S123

x1 = 0 x1 = 1

x2 = 0 x2 = 1

x3 = 0

x3 = 1

x3 = 0

x3 = 1

x2 = 0 x2 = 1

x3 = 0

x3 = 1

x3 = 0

x3 = 1

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

vassilis
Cross-Out
η αξία
vassilis
Cross-Out
το βάρος

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Βέλτιστη συνεχής λύση x1 = 1 x2 = 3

8 z = minus26

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

∆ιαχωρισmicroός στο S1

x =

1 S1

min z = minus20minus 16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 3

0 S1

min z = minus16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 12

Βέλτιστη συνεχή λύση S1 x2 = 3

8 z = minus26 Βέλτιστη συνεχή λύση S

1

x2 = 1x3 = 2

3 z = minus 70

3asymp minus233

Branch and Bound

vassilis
Cross-Out
4 x_5
vassilis
Cross-Out
4 x_5

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

∆ιαχωρισmicroός στο S1

x =

1 S1

min z = minus20minus 16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 3

0 S1

min z = minus16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 12

Βέλτιστη συνεχή λύση S1 x2 = 3

8 z = minus26 Βέλτιστη συνεχή λύση S

1

x2 = 1x3 = 2

3 z = minus 70

3asymp minus233

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

S

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

17 κόmicroβοι εξετάστηκαν αντί για 27 minus 1

Branch and Bound

Page 10: Branch and Bound - Εθνικόν και Καποδιστριακόν ...cgi.di.uoa.gr/~vassilis/aee/L13-Branch-And -Bound.pdfBranch and Bound Μέθοδος επίλυσης προβληµάτων

∆ιαχώρηση

Πρέπει να διαλέξουmicroε σε ποια υποσύνολα ϑα διαχωρήσουmicroε τον

χώρο αναζήτησης

Θεωρούmicroε δύο σύνολα ΄Οταν microια συγκεκριmicroένη microεταβλητή που

επιλέξουmicroε παίρνει την τιmicroή 0 και 1 αντίστοιχα

Πώς επιλέγουmicroε την microεταβλητή αυτή

Στην τύχη

Συστηmicroατικά

Εmicroπειρία παρελθόντος

Επίλυση ενός υποπροβλήmicroατος

Επηρεασmicroός του χρόνου και του αριθmicroού ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Branch and Bound

∆ιαχώρηση

Πρέπει να διαλέξουmicroε σε ποια υποσύνολα ϑα διαχωρήσουmicroε τον

χώρο αναζήτησης

Θεωρούmicroε δύο σύνολα ΄Οταν microια συγκεκριmicroένη microεταβλητή που

επιλέξουmicroε παίρνει την τιmicroή 0 και 1 αντίστοιχα

Πώς επιλέγουmicroε την microεταβλητή αυτή

Στην τύχη

Συστηmicroατικά

Εmicroπειρία παρελθόντος

Επίλυση ενός υποπροβλήmicroατος

Επηρεασmicroός του χρόνου και του αριθmicroού ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Branch and Bound

∆ιαχώρηση

Πρέπει να διαλέξουmicroε σε ποια υποσύνολα ϑα διαχωρήσουmicroε τον

χώρο αναζήτησης

Θεωρούmicroε δύο σύνολα ΄Οταν microια συγκεκριmicroένη microεταβλητή που

επιλέξουmicroε παίρνει την τιmicroή 0 και 1 αντίστοιχα

Πώς επιλέγουmicroε την microεταβλητή αυτή

Στην τύχη

Συστηmicroατικά

Εmicroπειρία παρελθόντος

Επίλυση ενός υποπροβλήmicroατος

Επηρεασmicroός του χρόνου και του αριθmicroού ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Branch and Bound

∆ιαχώρηση

Πρέπει να διαλέξουmicroε σε ποια υποσύνολα ϑα διαχωρήσουmicroε τον

χώρο αναζήτησης

Θεωρούmicroε δύο σύνολα ΄Οταν microια συγκεκριmicroένη microεταβλητή που

επιλέξουmicroε παίρνει την τιmicroή 0 και 1 αντίστοιχα

Πώς επιλέγουmicroε την microεταβλητή αυτή

Στην τύχη

Συστηmicroατικά

Εmicroπειρία παρελθόντος

Επίλυση ενός υποπροβλήmicroατος

Επηρεασmicroός του χρόνου και του αριθmicroού ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Πριν τον διαχώρισmicroό ενός κόmicroβου ελέγχουmicroε αν υπάρχει

πιθανότητα να ϐρίσκεται η ϐέλτιστη λύση στο συγκεκριmicroένο

υπόδενδρο

Εκτίmicroηση του άνω ή κάτω ϕράγmicroατος ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση (microεγιστοποίηση ή ελαχιστοποίηση αντίστοιχα) για κάθε

λύση του

Αν γνωρίζουmicroε ήδη microια καλύτερη λύση από το αντίστοιχο ϕράγmicroα

του υποδένδρου γνωρίζουmicroε πως η ϐέλτιστη λύση δεν ϐρίσκεται

στο υπόδενδρο και δεν χρειάζεται να διαχωρίσουmicroε

Μια χονδρική εκτίmicroηση microπορεί να γίνει πολύ γρήγορα αλλά δεν

περιορίζει αρκετά τον αριθmicroό των ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Μια ακριβής εκτίmicroηση microας επιτρέπει να αποφύγουmicroε microεγάλο

microέρος του χώρου αναζήτησης αλλά ο υπολογισmicroός της επιβαρύνει

σηmicroαντικά τον συνολικό χρόνο

Εύρεση καλύτερου συmicroβιβασmicroού

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Πριν τον διαχώρισmicroό ενός κόmicroβου ελέγχουmicroε αν υπάρχει

πιθανότητα να ϐρίσκεται η ϐέλτιστη λύση στο συγκεκριmicroένο

υπόδενδρο

Εκτίmicroηση του άνω ή κάτω ϕράγmicroατος ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση (microεγιστοποίηση ή ελαχιστοποίηση αντίστοιχα) για κάθε

λύση του

Αν γνωρίζουmicroε ήδη microια καλύτερη λύση από το αντίστοιχο ϕράγmicroα

του υποδένδρου γνωρίζουmicroε πως η ϐέλτιστη λύση δεν ϐρίσκεται

στο υπόδενδρο και δεν χρειάζεται να διαχωρίσουmicroε

Μια χονδρική εκτίmicroηση microπορεί να γίνει πολύ γρήγορα αλλά δεν

περιορίζει αρκετά τον αριθmicroό των ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Μια ακριβής εκτίmicroηση microας επιτρέπει να αποφύγουmicroε microεγάλο

microέρος του χώρου αναζήτησης αλλά ο υπολογισmicroός της επιβαρύνει

σηmicroαντικά τον συνολικό χρόνο

Εύρεση καλύτερου συmicroβιβασmicroού

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Πριν τον διαχώρισmicroό ενός κόmicroβου ελέγχουmicroε αν υπάρχει

πιθανότητα να ϐρίσκεται η ϐέλτιστη λύση στο συγκεκριmicroένο

υπόδενδρο

Εκτίmicroηση του άνω ή κάτω ϕράγmicroατος ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση (microεγιστοποίηση ή ελαχιστοποίηση αντίστοιχα) για κάθε

λύση του

Αν γνωρίζουmicroε ήδη microια καλύτερη λύση από το αντίστοιχο ϕράγmicroα

του υποδένδρου γνωρίζουmicroε πως η ϐέλτιστη λύση δεν ϐρίσκεται

στο υπόδενδρο και δεν χρειάζεται να διαχωρίσουmicroε

Μια χονδρική εκτίmicroηση microπορεί να γίνει πολύ γρήγορα αλλά δεν

περιορίζει αρκετά τον αριθmicroό των ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Μια ακριβής εκτίmicroηση microας επιτρέπει να αποφύγουmicroε microεγάλο

microέρος του χώρου αναζήτησης αλλά ο υπολογισmicroός της επιβαρύνει

σηmicroαντικά τον συνολικό χρόνο

Εύρεση καλύτερου συmicroβιβασmicroού

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Πριν τον διαχώρισmicroό ενός κόmicroβου ελέγχουmicroε αν υπάρχει

πιθανότητα να ϐρίσκεται η ϐέλτιστη λύση στο συγκεκριmicroένο

υπόδενδρο

Εκτίmicroηση του άνω ή κάτω ϕράγmicroατος ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση (microεγιστοποίηση ή ελαχιστοποίηση αντίστοιχα) για κάθε

λύση του

Αν γνωρίζουmicroε ήδη microια καλύτερη λύση από το αντίστοιχο ϕράγmicroα

του υποδένδρου γνωρίζουmicroε πως η ϐέλτιστη λύση δεν ϐρίσκεται

στο υπόδενδρο και δεν χρειάζεται να διαχωρίσουmicroε

Μια χονδρική εκτίmicroηση microπορεί να γίνει πολύ γρήγορα αλλά δεν

περιορίζει αρκετά τον αριθmicroό των ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Μια ακριβής εκτίmicroηση microας επιτρέπει να αποφύγουmicroε microεγάλο

microέρος του χώρου αναζήτησης αλλά ο υπολογισmicroός της επιβαρύνει

σηmicroαντικά τον συνολικό χρόνο

Εύρεση καλύτερου συmicroβιβασmicroού

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Πριν τον διαχώρισmicroό ενός κόmicroβου ελέγχουmicroε αν υπάρχει

πιθανότητα να ϐρίσκεται η ϐέλτιστη λύση στο συγκεκριmicroένο

υπόδενδρο

Εκτίmicroηση του άνω ή κάτω ϕράγmicroατος ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση (microεγιστοποίηση ή ελαχιστοποίηση αντίστοιχα) για κάθε

λύση του

Αν γνωρίζουmicroε ήδη microια καλύτερη λύση από το αντίστοιχο ϕράγmicroα

του υποδένδρου γνωρίζουmicroε πως η ϐέλτιστη λύση δεν ϐρίσκεται

στο υπόδενδρο και δεν χρειάζεται να διαχωρίσουmicroε

Μια χονδρική εκτίmicroηση microπορεί να γίνει πολύ γρήγορα αλλά δεν

περιορίζει αρκετά τον αριθmicroό των ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Μια ακριβής εκτίmicroηση microας επιτρέπει να αποφύγουmicroε microεγάλο

microέρος του χώρου αναζήτησης αλλά ο υπολογισmicroός της επιβαρύνει

σηmicroαντικά τον συνολικό χρόνο

Εύρεση καλύτερου συmicroβιβασmicroού

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Πριν τον διαχώρισmicroό ενός κόmicroβου ελέγχουmicroε αν υπάρχει

πιθανότητα να ϐρίσκεται η ϐέλτιστη λύση στο συγκεκριmicroένο

υπόδενδρο

Εκτίmicroηση του άνω ή κάτω ϕράγmicroατος ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση (microεγιστοποίηση ή ελαχιστοποίηση αντίστοιχα) για κάθε

λύση του

Αν γνωρίζουmicroε ήδη microια καλύτερη λύση από το αντίστοιχο ϕράγmicroα

του υποδένδρου γνωρίζουmicroε πως η ϐέλτιστη λύση δεν ϐρίσκεται

στο υπόδενδρο και δεν χρειάζεται να διαχωρίσουmicroε

Μια χονδρική εκτίmicroηση microπορεί να γίνει πολύ γρήγορα αλλά δεν

περιορίζει αρκετά τον αριθmicroό των ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Μια ακριβής εκτίmicroηση microας επιτρέπει να αποφύγουmicroε microεγάλο

microέρος του χώρου αναζήτησης αλλά ο υπολογισmicroός της επιβαρύνει

σηmicroαντικά τον συνολικό χρόνο

Εύρεση καλύτερου συmicroβιβασmicroού

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Παράδειγmicroα εκτίmicroησης για πρόβληmicroα ελαχιστοποίησης

΄Εστω κόmicroβος Si και συνάρτηση εκτίmicroησης κάτω ϕράγmicroατος f()

΄Εστω πως γνωρίζουmicroε ήδη microια εφικτή λύση του προβλήmicroατος x

Αν f(Si)

ge cx Συνεχίζουmicroε στον διαχώρισmicroό του Si

διαφορετικά ∆εν διαχωρίζουmicroε το Si

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Παράδειγmicroα εκτίmicroησης για πρόβληmicroα ελαχιστοποίησης

΄Εστω κόmicroβος Si και συνάρτηση εκτίmicroησης κάτω ϕράγmicroατος f()

΄Εστω πως γνωρίζουmicroε ήδη microια εφικτή λύση του προβλήmicroατος x

Αν f(Si)

ge cx Συνεχίζουmicroε στον διαχώρισmicroό του Si

διαφορετικά ∆εν διαχωρίζουmicroε το Si

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Παράδειγmicroα εκτίmicroησης για πρόβληmicroα ελαχιστοποίησης

΄Εστω κόmicroβος Si και συνάρτηση εκτίmicroησης κάτω ϕράγmicroατος f()

΄Εστω πως γνωρίζουmicroε ήδη microια εφικτή λύση του προβλήmicroατος x

Αν f(Si)

ge cx Συνεχίζουmicroε στον διαχώρισmicroό του Si

διαφορετικά ∆εν διαχωρίζουmicroε το Si

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Παράδειγmicroα εκτίmicroησης για πρόβληmicroα ελαχιστοποίησης

΄Εστω κόmicroβος Si και συνάρτηση εκτίmicroησης κάτω ϕράγmicroατος f()

΄Εστω πως γνωρίζουmicroε ήδη microια εφικτή λύση του προβλήmicroατος x

Αν f(Si)

ge cx Συνεχίζουmicroε στον διαχώρισmicroό του Si

διαφορετικά ∆εν διαχωρίζουmicroε το Si

Branch and Bound

vassilis
Sticky Note
ΔΕΝ συνεχίζουμε
vassilis
Cross-Out

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

Αναζήτηση στο χώρο των λύσεων

S

S1 S1

S12

S12

S12 S12

S123

S123

S123

S123

S123

S123

S123 S123

x1 = 0 x1 = 1

x2 = 0 x2 = 1

x3 = 0

x3 = 1

x3 = 0

x3 = 1

x2 = 0 x2 = 1

x3 = 0

x3 = 1

x3 = 0

x3 = 1

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

vassilis
Cross-Out
η αξία
vassilis
Cross-Out
το βάρος

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Βέλτιστη συνεχής λύση x1 = 1 x2 = 3

8 z = minus26

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

∆ιαχωρισmicroός στο S1

x =

1 S1

min z = minus20minus 16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 3

0 S1

min z = minus16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 12

Βέλτιστη συνεχή λύση S1 x2 = 3

8 z = minus26 Βέλτιστη συνεχή λύση S

1

x2 = 1x3 = 2

3 z = minus 70

3asymp minus233

Branch and Bound

vassilis
Cross-Out
4 x_5
vassilis
Cross-Out
4 x_5

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

∆ιαχωρισmicroός στο S1

x =

1 S1

min z = minus20minus 16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 3

0 S1

min z = minus16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 12

Βέλτιστη συνεχή λύση S1 x2 = 3

8 z = minus26 Βέλτιστη συνεχή λύση S

1

x2 = 1x3 = 2

3 z = minus 70

3asymp minus233

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

S

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

17 κόmicroβοι εξετάστηκαν αντί για 27 minus 1

Branch and Bound

Page 11: Branch and Bound - Εθνικόν και Καποδιστριακόν ...cgi.di.uoa.gr/~vassilis/aee/L13-Branch-And -Bound.pdfBranch and Bound Μέθοδος επίλυσης προβληµάτων

∆ιαχώρηση

Πρέπει να διαλέξουmicroε σε ποια υποσύνολα ϑα διαχωρήσουmicroε τον

χώρο αναζήτησης

Θεωρούmicroε δύο σύνολα ΄Οταν microια συγκεκριmicroένη microεταβλητή που

επιλέξουmicroε παίρνει την τιmicroή 0 και 1 αντίστοιχα

Πώς επιλέγουmicroε την microεταβλητή αυτή

Στην τύχη

Συστηmicroατικά

Εmicroπειρία παρελθόντος

Επίλυση ενός υποπροβλήmicroατος

Επηρεασmicroός του χρόνου και του αριθmicroού ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Branch and Bound

∆ιαχώρηση

Πρέπει να διαλέξουmicroε σε ποια υποσύνολα ϑα διαχωρήσουmicroε τον

χώρο αναζήτησης

Θεωρούmicroε δύο σύνολα ΄Οταν microια συγκεκριmicroένη microεταβλητή που

επιλέξουmicroε παίρνει την τιmicroή 0 και 1 αντίστοιχα

Πώς επιλέγουmicroε την microεταβλητή αυτή

Στην τύχη

Συστηmicroατικά

Εmicroπειρία παρελθόντος

Επίλυση ενός υποπροβλήmicroατος

Επηρεασmicroός του χρόνου και του αριθmicroού ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Branch and Bound

∆ιαχώρηση

Πρέπει να διαλέξουmicroε σε ποια υποσύνολα ϑα διαχωρήσουmicroε τον

χώρο αναζήτησης

Θεωρούmicroε δύο σύνολα ΄Οταν microια συγκεκριmicroένη microεταβλητή που

επιλέξουmicroε παίρνει την τιmicroή 0 και 1 αντίστοιχα

Πώς επιλέγουmicroε την microεταβλητή αυτή

Στην τύχη

Συστηmicroατικά

Εmicroπειρία παρελθόντος

Επίλυση ενός υποπροβλήmicroατος

Επηρεασmicroός του χρόνου και του αριθmicroού ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Πριν τον διαχώρισmicroό ενός κόmicroβου ελέγχουmicroε αν υπάρχει

πιθανότητα να ϐρίσκεται η ϐέλτιστη λύση στο συγκεκριmicroένο

υπόδενδρο

Εκτίmicroηση του άνω ή κάτω ϕράγmicroατος ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση (microεγιστοποίηση ή ελαχιστοποίηση αντίστοιχα) για κάθε

λύση του

Αν γνωρίζουmicroε ήδη microια καλύτερη λύση από το αντίστοιχο ϕράγmicroα

του υποδένδρου γνωρίζουmicroε πως η ϐέλτιστη λύση δεν ϐρίσκεται

στο υπόδενδρο και δεν χρειάζεται να διαχωρίσουmicroε

Μια χονδρική εκτίmicroηση microπορεί να γίνει πολύ γρήγορα αλλά δεν

περιορίζει αρκετά τον αριθmicroό των ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Μια ακριβής εκτίmicroηση microας επιτρέπει να αποφύγουmicroε microεγάλο

microέρος του χώρου αναζήτησης αλλά ο υπολογισmicroός της επιβαρύνει

σηmicroαντικά τον συνολικό χρόνο

Εύρεση καλύτερου συmicroβιβασmicroού

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Πριν τον διαχώρισmicroό ενός κόmicroβου ελέγχουmicroε αν υπάρχει

πιθανότητα να ϐρίσκεται η ϐέλτιστη λύση στο συγκεκριmicroένο

υπόδενδρο

Εκτίmicroηση του άνω ή κάτω ϕράγmicroατος ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση (microεγιστοποίηση ή ελαχιστοποίηση αντίστοιχα) για κάθε

λύση του

Αν γνωρίζουmicroε ήδη microια καλύτερη λύση από το αντίστοιχο ϕράγmicroα

του υποδένδρου γνωρίζουmicroε πως η ϐέλτιστη λύση δεν ϐρίσκεται

στο υπόδενδρο και δεν χρειάζεται να διαχωρίσουmicroε

Μια χονδρική εκτίmicroηση microπορεί να γίνει πολύ γρήγορα αλλά δεν

περιορίζει αρκετά τον αριθmicroό των ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Μια ακριβής εκτίmicroηση microας επιτρέπει να αποφύγουmicroε microεγάλο

microέρος του χώρου αναζήτησης αλλά ο υπολογισmicroός της επιβαρύνει

σηmicroαντικά τον συνολικό χρόνο

Εύρεση καλύτερου συmicroβιβασmicroού

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Πριν τον διαχώρισmicroό ενός κόmicroβου ελέγχουmicroε αν υπάρχει

πιθανότητα να ϐρίσκεται η ϐέλτιστη λύση στο συγκεκριmicroένο

υπόδενδρο

Εκτίmicroηση του άνω ή κάτω ϕράγmicroατος ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση (microεγιστοποίηση ή ελαχιστοποίηση αντίστοιχα) για κάθε

λύση του

Αν γνωρίζουmicroε ήδη microια καλύτερη λύση από το αντίστοιχο ϕράγmicroα

του υποδένδρου γνωρίζουmicroε πως η ϐέλτιστη λύση δεν ϐρίσκεται

στο υπόδενδρο και δεν χρειάζεται να διαχωρίσουmicroε

Μια χονδρική εκτίmicroηση microπορεί να γίνει πολύ γρήγορα αλλά δεν

περιορίζει αρκετά τον αριθmicroό των ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Μια ακριβής εκτίmicroηση microας επιτρέπει να αποφύγουmicroε microεγάλο

microέρος του χώρου αναζήτησης αλλά ο υπολογισmicroός της επιβαρύνει

σηmicroαντικά τον συνολικό χρόνο

Εύρεση καλύτερου συmicroβιβασmicroού

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Πριν τον διαχώρισmicroό ενός κόmicroβου ελέγχουmicroε αν υπάρχει

πιθανότητα να ϐρίσκεται η ϐέλτιστη λύση στο συγκεκριmicroένο

υπόδενδρο

Εκτίmicroηση του άνω ή κάτω ϕράγmicroατος ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση (microεγιστοποίηση ή ελαχιστοποίηση αντίστοιχα) για κάθε

λύση του

Αν γνωρίζουmicroε ήδη microια καλύτερη λύση από το αντίστοιχο ϕράγmicroα

του υποδένδρου γνωρίζουmicroε πως η ϐέλτιστη λύση δεν ϐρίσκεται

στο υπόδενδρο και δεν χρειάζεται να διαχωρίσουmicroε

Μια χονδρική εκτίmicroηση microπορεί να γίνει πολύ γρήγορα αλλά δεν

περιορίζει αρκετά τον αριθmicroό των ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Μια ακριβής εκτίmicroηση microας επιτρέπει να αποφύγουmicroε microεγάλο

microέρος του χώρου αναζήτησης αλλά ο υπολογισmicroός της επιβαρύνει

σηmicroαντικά τον συνολικό χρόνο

Εύρεση καλύτερου συmicroβιβασmicroού

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Πριν τον διαχώρισmicroό ενός κόmicroβου ελέγχουmicroε αν υπάρχει

πιθανότητα να ϐρίσκεται η ϐέλτιστη λύση στο συγκεκριmicroένο

υπόδενδρο

Εκτίmicroηση του άνω ή κάτω ϕράγmicroατος ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση (microεγιστοποίηση ή ελαχιστοποίηση αντίστοιχα) για κάθε

λύση του

Αν γνωρίζουmicroε ήδη microια καλύτερη λύση από το αντίστοιχο ϕράγmicroα

του υποδένδρου γνωρίζουmicroε πως η ϐέλτιστη λύση δεν ϐρίσκεται

στο υπόδενδρο και δεν χρειάζεται να διαχωρίσουmicroε

Μια χονδρική εκτίmicroηση microπορεί να γίνει πολύ γρήγορα αλλά δεν

περιορίζει αρκετά τον αριθmicroό των ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Μια ακριβής εκτίmicroηση microας επιτρέπει να αποφύγουmicroε microεγάλο

microέρος του χώρου αναζήτησης αλλά ο υπολογισmicroός της επιβαρύνει

σηmicroαντικά τον συνολικό χρόνο

Εύρεση καλύτερου συmicroβιβασmicroού

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Πριν τον διαχώρισmicroό ενός κόmicroβου ελέγχουmicroε αν υπάρχει

πιθανότητα να ϐρίσκεται η ϐέλτιστη λύση στο συγκεκριmicroένο

υπόδενδρο

Εκτίmicroηση του άνω ή κάτω ϕράγmicroατος ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση (microεγιστοποίηση ή ελαχιστοποίηση αντίστοιχα) για κάθε

λύση του

Αν γνωρίζουmicroε ήδη microια καλύτερη λύση από το αντίστοιχο ϕράγmicroα

του υποδένδρου γνωρίζουmicroε πως η ϐέλτιστη λύση δεν ϐρίσκεται

στο υπόδενδρο και δεν χρειάζεται να διαχωρίσουmicroε

Μια χονδρική εκτίmicroηση microπορεί να γίνει πολύ γρήγορα αλλά δεν

περιορίζει αρκετά τον αριθmicroό των ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Μια ακριβής εκτίmicroηση microας επιτρέπει να αποφύγουmicroε microεγάλο

microέρος του χώρου αναζήτησης αλλά ο υπολογισmicroός της επιβαρύνει

σηmicroαντικά τον συνολικό χρόνο

Εύρεση καλύτερου συmicroβιβασmicroού

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Παράδειγmicroα εκτίmicroησης για πρόβληmicroα ελαχιστοποίησης

΄Εστω κόmicroβος Si και συνάρτηση εκτίmicroησης κάτω ϕράγmicroατος f()

΄Εστω πως γνωρίζουmicroε ήδη microια εφικτή λύση του προβλήmicroατος x

Αν f(Si)

ge cx Συνεχίζουmicroε στον διαχώρισmicroό του Si

διαφορετικά ∆εν διαχωρίζουmicroε το Si

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Παράδειγmicroα εκτίmicroησης για πρόβληmicroα ελαχιστοποίησης

΄Εστω κόmicroβος Si και συνάρτηση εκτίmicroησης κάτω ϕράγmicroατος f()

΄Εστω πως γνωρίζουmicroε ήδη microια εφικτή λύση του προβλήmicroατος x

Αν f(Si)

ge cx Συνεχίζουmicroε στον διαχώρισmicroό του Si

διαφορετικά ∆εν διαχωρίζουmicroε το Si

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Παράδειγmicroα εκτίmicroησης για πρόβληmicroα ελαχιστοποίησης

΄Εστω κόmicroβος Si και συνάρτηση εκτίmicroησης κάτω ϕράγmicroατος f()

΄Εστω πως γνωρίζουmicroε ήδη microια εφικτή λύση του προβλήmicroατος x

Αν f(Si)

ge cx Συνεχίζουmicroε στον διαχώρισmicroό του Si

διαφορετικά ∆εν διαχωρίζουmicroε το Si

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Παράδειγmicroα εκτίmicroησης για πρόβληmicroα ελαχιστοποίησης

΄Εστω κόmicroβος Si και συνάρτηση εκτίmicroησης κάτω ϕράγmicroατος f()

΄Εστω πως γνωρίζουmicroε ήδη microια εφικτή λύση του προβλήmicroατος x

Αν f(Si)

ge cx Συνεχίζουmicroε στον διαχώρισmicroό του Si

διαφορετικά ∆εν διαχωρίζουmicroε το Si

Branch and Bound

vassilis
Sticky Note
ΔΕΝ συνεχίζουμε
vassilis
Cross-Out

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

Αναζήτηση στο χώρο των λύσεων

S

S1 S1

S12

S12

S12 S12

S123

S123

S123

S123

S123

S123

S123 S123

x1 = 0 x1 = 1

x2 = 0 x2 = 1

x3 = 0

x3 = 1

x3 = 0

x3 = 1

x2 = 0 x2 = 1

x3 = 0

x3 = 1

x3 = 0

x3 = 1

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

vassilis
Cross-Out
η αξία
vassilis
Cross-Out
το βάρος

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Βέλτιστη συνεχής λύση x1 = 1 x2 = 3

8 z = minus26

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

∆ιαχωρισmicroός στο S1

x =

1 S1

min z = minus20minus 16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 3

0 S1

min z = minus16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 12

Βέλτιστη συνεχή λύση S1 x2 = 3

8 z = minus26 Βέλτιστη συνεχή λύση S

1

x2 = 1x3 = 2

3 z = minus 70

3asymp minus233

Branch and Bound

vassilis
Cross-Out
4 x_5
vassilis
Cross-Out
4 x_5

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

∆ιαχωρισmicroός στο S1

x =

1 S1

min z = minus20minus 16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 3

0 S1

min z = minus16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 12

Βέλτιστη συνεχή λύση S1 x2 = 3

8 z = minus26 Βέλτιστη συνεχή λύση S

1

x2 = 1x3 = 2

3 z = minus 70

3asymp minus233

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

S

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

17 κόmicroβοι εξετάστηκαν αντί για 27 minus 1

Branch and Bound

Page 12: Branch and Bound - Εθνικόν και Καποδιστριακόν ...cgi.di.uoa.gr/~vassilis/aee/L13-Branch-And -Bound.pdfBranch and Bound Μέθοδος επίλυσης προβληµάτων

∆ιαχώρηση

Πρέπει να διαλέξουmicroε σε ποια υποσύνολα ϑα διαχωρήσουmicroε τον

χώρο αναζήτησης

Θεωρούmicroε δύο σύνολα ΄Οταν microια συγκεκριmicroένη microεταβλητή που

επιλέξουmicroε παίρνει την τιmicroή 0 και 1 αντίστοιχα

Πώς επιλέγουmicroε την microεταβλητή αυτή

Στην τύχη

Συστηmicroατικά

Εmicroπειρία παρελθόντος

Επίλυση ενός υποπροβλήmicroατος

Επηρεασmicroός του χρόνου και του αριθmicroού ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Branch and Bound

∆ιαχώρηση

Πρέπει να διαλέξουmicroε σε ποια υποσύνολα ϑα διαχωρήσουmicroε τον

χώρο αναζήτησης

Θεωρούmicroε δύο σύνολα ΄Οταν microια συγκεκριmicroένη microεταβλητή που

επιλέξουmicroε παίρνει την τιmicroή 0 και 1 αντίστοιχα

Πώς επιλέγουmicroε την microεταβλητή αυτή

Στην τύχη

Συστηmicroατικά

Εmicroπειρία παρελθόντος

Επίλυση ενός υποπροβλήmicroατος

Επηρεασmicroός του χρόνου και του αριθmicroού ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Πριν τον διαχώρισmicroό ενός κόmicroβου ελέγχουmicroε αν υπάρχει

πιθανότητα να ϐρίσκεται η ϐέλτιστη λύση στο συγκεκριmicroένο

υπόδενδρο

Εκτίmicroηση του άνω ή κάτω ϕράγmicroατος ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση (microεγιστοποίηση ή ελαχιστοποίηση αντίστοιχα) για κάθε

λύση του

Αν γνωρίζουmicroε ήδη microια καλύτερη λύση από το αντίστοιχο ϕράγmicroα

του υποδένδρου γνωρίζουmicroε πως η ϐέλτιστη λύση δεν ϐρίσκεται

στο υπόδενδρο και δεν χρειάζεται να διαχωρίσουmicroε

Μια χονδρική εκτίmicroηση microπορεί να γίνει πολύ γρήγορα αλλά δεν

περιορίζει αρκετά τον αριθmicroό των ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Μια ακριβής εκτίmicroηση microας επιτρέπει να αποφύγουmicroε microεγάλο

microέρος του χώρου αναζήτησης αλλά ο υπολογισmicroός της επιβαρύνει

σηmicroαντικά τον συνολικό χρόνο

Εύρεση καλύτερου συmicroβιβασmicroού

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Πριν τον διαχώρισmicroό ενός κόmicroβου ελέγχουmicroε αν υπάρχει

πιθανότητα να ϐρίσκεται η ϐέλτιστη λύση στο συγκεκριmicroένο

υπόδενδρο

Εκτίmicroηση του άνω ή κάτω ϕράγmicroατος ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση (microεγιστοποίηση ή ελαχιστοποίηση αντίστοιχα) για κάθε

λύση του

Αν γνωρίζουmicroε ήδη microια καλύτερη λύση από το αντίστοιχο ϕράγmicroα

του υποδένδρου γνωρίζουmicroε πως η ϐέλτιστη λύση δεν ϐρίσκεται

στο υπόδενδρο και δεν χρειάζεται να διαχωρίσουmicroε

Μια χονδρική εκτίmicroηση microπορεί να γίνει πολύ γρήγορα αλλά δεν

περιορίζει αρκετά τον αριθmicroό των ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Μια ακριβής εκτίmicroηση microας επιτρέπει να αποφύγουmicroε microεγάλο

microέρος του χώρου αναζήτησης αλλά ο υπολογισmicroός της επιβαρύνει

σηmicroαντικά τον συνολικό χρόνο

Εύρεση καλύτερου συmicroβιβασmicroού

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Πριν τον διαχώρισmicroό ενός κόmicroβου ελέγχουmicroε αν υπάρχει

πιθανότητα να ϐρίσκεται η ϐέλτιστη λύση στο συγκεκριmicroένο

υπόδενδρο

Εκτίmicroηση του άνω ή κάτω ϕράγmicroατος ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση (microεγιστοποίηση ή ελαχιστοποίηση αντίστοιχα) για κάθε

λύση του

Αν γνωρίζουmicroε ήδη microια καλύτερη λύση από το αντίστοιχο ϕράγmicroα

του υποδένδρου γνωρίζουmicroε πως η ϐέλτιστη λύση δεν ϐρίσκεται

στο υπόδενδρο και δεν χρειάζεται να διαχωρίσουmicroε

Μια χονδρική εκτίmicroηση microπορεί να γίνει πολύ γρήγορα αλλά δεν

περιορίζει αρκετά τον αριθmicroό των ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Μια ακριβής εκτίmicroηση microας επιτρέπει να αποφύγουmicroε microεγάλο

microέρος του χώρου αναζήτησης αλλά ο υπολογισmicroός της επιβαρύνει

σηmicroαντικά τον συνολικό χρόνο

Εύρεση καλύτερου συmicroβιβασmicroού

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Πριν τον διαχώρισmicroό ενός κόmicroβου ελέγχουmicroε αν υπάρχει

πιθανότητα να ϐρίσκεται η ϐέλτιστη λύση στο συγκεκριmicroένο

υπόδενδρο

Εκτίmicroηση του άνω ή κάτω ϕράγmicroατος ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση (microεγιστοποίηση ή ελαχιστοποίηση αντίστοιχα) για κάθε

λύση του

Αν γνωρίζουmicroε ήδη microια καλύτερη λύση από το αντίστοιχο ϕράγmicroα

του υποδένδρου γνωρίζουmicroε πως η ϐέλτιστη λύση δεν ϐρίσκεται

στο υπόδενδρο και δεν χρειάζεται να διαχωρίσουmicroε

Μια χονδρική εκτίmicroηση microπορεί να γίνει πολύ γρήγορα αλλά δεν

περιορίζει αρκετά τον αριθmicroό των ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Μια ακριβής εκτίmicroηση microας επιτρέπει να αποφύγουmicroε microεγάλο

microέρος του χώρου αναζήτησης αλλά ο υπολογισmicroός της επιβαρύνει

σηmicroαντικά τον συνολικό χρόνο

Εύρεση καλύτερου συmicroβιβασmicroού

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Πριν τον διαχώρισmicroό ενός κόmicroβου ελέγχουmicroε αν υπάρχει

πιθανότητα να ϐρίσκεται η ϐέλτιστη λύση στο συγκεκριmicroένο

υπόδενδρο

Εκτίmicroηση του άνω ή κάτω ϕράγmicroατος ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση (microεγιστοποίηση ή ελαχιστοποίηση αντίστοιχα) για κάθε

λύση του

Αν γνωρίζουmicroε ήδη microια καλύτερη λύση από το αντίστοιχο ϕράγmicroα

του υποδένδρου γνωρίζουmicroε πως η ϐέλτιστη λύση δεν ϐρίσκεται

στο υπόδενδρο και δεν χρειάζεται να διαχωρίσουmicroε

Μια χονδρική εκτίmicroηση microπορεί να γίνει πολύ γρήγορα αλλά δεν

περιορίζει αρκετά τον αριθmicroό των ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Μια ακριβής εκτίmicroηση microας επιτρέπει να αποφύγουmicroε microεγάλο

microέρος του χώρου αναζήτησης αλλά ο υπολογισmicroός της επιβαρύνει

σηmicroαντικά τον συνολικό χρόνο

Εύρεση καλύτερου συmicroβιβασmicroού

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Πριν τον διαχώρισmicroό ενός κόmicroβου ελέγχουmicroε αν υπάρχει

πιθανότητα να ϐρίσκεται η ϐέλτιστη λύση στο συγκεκριmicroένο

υπόδενδρο

Εκτίmicroηση του άνω ή κάτω ϕράγmicroατος ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση (microεγιστοποίηση ή ελαχιστοποίηση αντίστοιχα) για κάθε

λύση του

Αν γνωρίζουmicroε ήδη microια καλύτερη λύση από το αντίστοιχο ϕράγmicroα

του υποδένδρου γνωρίζουmicroε πως η ϐέλτιστη λύση δεν ϐρίσκεται

στο υπόδενδρο και δεν χρειάζεται να διαχωρίσουmicroε

Μια χονδρική εκτίmicroηση microπορεί να γίνει πολύ γρήγορα αλλά δεν

περιορίζει αρκετά τον αριθmicroό των ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Μια ακριβής εκτίmicroηση microας επιτρέπει να αποφύγουmicroε microεγάλο

microέρος του χώρου αναζήτησης αλλά ο υπολογισmicroός της επιβαρύνει

σηmicroαντικά τον συνολικό χρόνο

Εύρεση καλύτερου συmicroβιβασmicroού

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Παράδειγmicroα εκτίmicroησης για πρόβληmicroα ελαχιστοποίησης

΄Εστω κόmicroβος Si και συνάρτηση εκτίmicroησης κάτω ϕράγmicroατος f()

΄Εστω πως γνωρίζουmicroε ήδη microια εφικτή λύση του προβλήmicroατος x

Αν f(Si)

ge cx Συνεχίζουmicroε στον διαχώρισmicroό του Si

διαφορετικά ∆εν διαχωρίζουmicroε το Si

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Παράδειγmicroα εκτίmicroησης για πρόβληmicroα ελαχιστοποίησης

΄Εστω κόmicroβος Si και συνάρτηση εκτίmicroησης κάτω ϕράγmicroατος f()

΄Εστω πως γνωρίζουmicroε ήδη microια εφικτή λύση του προβλήmicroατος x

Αν f(Si)

ge cx Συνεχίζουmicroε στον διαχώρισmicroό του Si

διαφορετικά ∆εν διαχωρίζουmicroε το Si

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Παράδειγmicroα εκτίmicroησης για πρόβληmicroα ελαχιστοποίησης

΄Εστω κόmicroβος Si και συνάρτηση εκτίmicroησης κάτω ϕράγmicroατος f()

΄Εστω πως γνωρίζουmicroε ήδη microια εφικτή λύση του προβλήmicroατος x

Αν f(Si)

ge cx Συνεχίζουmicroε στον διαχώρισmicroό του Si

διαφορετικά ∆εν διαχωρίζουmicroε το Si

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Παράδειγmicroα εκτίmicroησης για πρόβληmicroα ελαχιστοποίησης

΄Εστω κόmicroβος Si και συνάρτηση εκτίmicroησης κάτω ϕράγmicroατος f()

΄Εστω πως γνωρίζουmicroε ήδη microια εφικτή λύση του προβλήmicroατος x

Αν f(Si)

ge cx Συνεχίζουmicroε στον διαχώρισmicroό του Si

διαφορετικά ∆εν διαχωρίζουmicroε το Si

Branch and Bound

vassilis
Sticky Note
ΔΕΝ συνεχίζουμε
vassilis
Cross-Out

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

Αναζήτηση στο χώρο των λύσεων

S

S1 S1

S12

S12

S12 S12

S123

S123

S123

S123

S123

S123

S123 S123

x1 = 0 x1 = 1

x2 = 0 x2 = 1

x3 = 0

x3 = 1

x3 = 0

x3 = 1

x2 = 0 x2 = 1

x3 = 0

x3 = 1

x3 = 0

x3 = 1

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

vassilis
Cross-Out
η αξία
vassilis
Cross-Out
το βάρος

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Βέλτιστη συνεχής λύση x1 = 1 x2 = 3

8 z = minus26

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

∆ιαχωρισmicroός στο S1

x =

1 S1

min z = minus20minus 16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 3

0 S1

min z = minus16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 12

Βέλτιστη συνεχή λύση S1 x2 = 3

8 z = minus26 Βέλτιστη συνεχή λύση S

1

x2 = 1x3 = 2

3 z = minus 70

3asymp minus233

Branch and Bound

vassilis
Cross-Out
4 x_5
vassilis
Cross-Out
4 x_5

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

∆ιαχωρισmicroός στο S1

x =

1 S1

min z = minus20minus 16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 3

0 S1

min z = minus16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 12

Βέλτιστη συνεχή λύση S1 x2 = 3

8 z = minus26 Βέλτιστη συνεχή λύση S

1

x2 = 1x3 = 2

3 z = minus 70

3asymp minus233

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

S

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

17 κόmicroβοι εξετάστηκαν αντί για 27 minus 1

Branch and Bound

Page 13: Branch and Bound - Εθνικόν και Καποδιστριακόν ...cgi.di.uoa.gr/~vassilis/aee/L13-Branch-And -Bound.pdfBranch and Bound Μέθοδος επίλυσης προβληµάτων

∆ιαχώρηση

Πρέπει να διαλέξουmicroε σε ποια υποσύνολα ϑα διαχωρήσουmicroε τον

χώρο αναζήτησης

Θεωρούmicroε δύο σύνολα ΄Οταν microια συγκεκριmicroένη microεταβλητή που

επιλέξουmicroε παίρνει την τιmicroή 0 και 1 αντίστοιχα

Πώς επιλέγουmicroε την microεταβλητή αυτή

Στην τύχη

Συστηmicroατικά

Εmicroπειρία παρελθόντος

Επίλυση ενός υποπροβλήmicroατος

Επηρεασmicroός του χρόνου και του αριθmicroού ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Πριν τον διαχώρισmicroό ενός κόmicroβου ελέγχουmicroε αν υπάρχει

πιθανότητα να ϐρίσκεται η ϐέλτιστη λύση στο συγκεκριmicroένο

υπόδενδρο

Εκτίmicroηση του άνω ή κάτω ϕράγmicroατος ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση (microεγιστοποίηση ή ελαχιστοποίηση αντίστοιχα) για κάθε

λύση του

Αν γνωρίζουmicroε ήδη microια καλύτερη λύση από το αντίστοιχο ϕράγmicroα

του υποδένδρου γνωρίζουmicroε πως η ϐέλτιστη λύση δεν ϐρίσκεται

στο υπόδενδρο και δεν χρειάζεται να διαχωρίσουmicroε

Μια χονδρική εκτίmicroηση microπορεί να γίνει πολύ γρήγορα αλλά δεν

περιορίζει αρκετά τον αριθmicroό των ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Μια ακριβής εκτίmicroηση microας επιτρέπει να αποφύγουmicroε microεγάλο

microέρος του χώρου αναζήτησης αλλά ο υπολογισmicroός της επιβαρύνει

σηmicroαντικά τον συνολικό χρόνο

Εύρεση καλύτερου συmicroβιβασmicroού

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Πριν τον διαχώρισmicroό ενός κόmicroβου ελέγχουmicroε αν υπάρχει

πιθανότητα να ϐρίσκεται η ϐέλτιστη λύση στο συγκεκριmicroένο

υπόδενδρο

Εκτίmicroηση του άνω ή κάτω ϕράγmicroατος ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση (microεγιστοποίηση ή ελαχιστοποίηση αντίστοιχα) για κάθε

λύση του

Αν γνωρίζουmicroε ήδη microια καλύτερη λύση από το αντίστοιχο ϕράγmicroα

του υποδένδρου γνωρίζουmicroε πως η ϐέλτιστη λύση δεν ϐρίσκεται

στο υπόδενδρο και δεν χρειάζεται να διαχωρίσουmicroε

Μια χονδρική εκτίmicroηση microπορεί να γίνει πολύ γρήγορα αλλά δεν

περιορίζει αρκετά τον αριθmicroό των ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Μια ακριβής εκτίmicroηση microας επιτρέπει να αποφύγουmicroε microεγάλο

microέρος του χώρου αναζήτησης αλλά ο υπολογισmicroός της επιβαρύνει

σηmicroαντικά τον συνολικό χρόνο

Εύρεση καλύτερου συmicroβιβασmicroού

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Πριν τον διαχώρισmicroό ενός κόmicroβου ελέγχουmicroε αν υπάρχει

πιθανότητα να ϐρίσκεται η ϐέλτιστη λύση στο συγκεκριmicroένο

υπόδενδρο

Εκτίmicroηση του άνω ή κάτω ϕράγmicroατος ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση (microεγιστοποίηση ή ελαχιστοποίηση αντίστοιχα) για κάθε

λύση του

Αν γνωρίζουmicroε ήδη microια καλύτερη λύση από το αντίστοιχο ϕράγmicroα

του υποδένδρου γνωρίζουmicroε πως η ϐέλτιστη λύση δεν ϐρίσκεται

στο υπόδενδρο και δεν χρειάζεται να διαχωρίσουmicroε

Μια χονδρική εκτίmicroηση microπορεί να γίνει πολύ γρήγορα αλλά δεν

περιορίζει αρκετά τον αριθmicroό των ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Μια ακριβής εκτίmicroηση microας επιτρέπει να αποφύγουmicroε microεγάλο

microέρος του χώρου αναζήτησης αλλά ο υπολογισmicroός της επιβαρύνει

σηmicroαντικά τον συνολικό χρόνο

Εύρεση καλύτερου συmicroβιβασmicroού

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Πριν τον διαχώρισmicroό ενός κόmicroβου ελέγχουmicroε αν υπάρχει

πιθανότητα να ϐρίσκεται η ϐέλτιστη λύση στο συγκεκριmicroένο

υπόδενδρο

Εκτίmicroηση του άνω ή κάτω ϕράγmicroατος ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση (microεγιστοποίηση ή ελαχιστοποίηση αντίστοιχα) για κάθε

λύση του

Αν γνωρίζουmicroε ήδη microια καλύτερη λύση από το αντίστοιχο ϕράγmicroα

του υποδένδρου γνωρίζουmicroε πως η ϐέλτιστη λύση δεν ϐρίσκεται

στο υπόδενδρο και δεν χρειάζεται να διαχωρίσουmicroε

Μια χονδρική εκτίmicroηση microπορεί να γίνει πολύ γρήγορα αλλά δεν

περιορίζει αρκετά τον αριθmicroό των ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Μια ακριβής εκτίmicroηση microας επιτρέπει να αποφύγουmicroε microεγάλο

microέρος του χώρου αναζήτησης αλλά ο υπολογισmicroός της επιβαρύνει

σηmicroαντικά τον συνολικό χρόνο

Εύρεση καλύτερου συmicroβιβασmicroού

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Πριν τον διαχώρισmicroό ενός κόmicroβου ελέγχουmicroε αν υπάρχει

πιθανότητα να ϐρίσκεται η ϐέλτιστη λύση στο συγκεκριmicroένο

υπόδενδρο

Εκτίmicroηση του άνω ή κάτω ϕράγmicroατος ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση (microεγιστοποίηση ή ελαχιστοποίηση αντίστοιχα) για κάθε

λύση του

Αν γνωρίζουmicroε ήδη microια καλύτερη λύση από το αντίστοιχο ϕράγmicroα

του υποδένδρου γνωρίζουmicroε πως η ϐέλτιστη λύση δεν ϐρίσκεται

στο υπόδενδρο και δεν χρειάζεται να διαχωρίσουmicroε

Μια χονδρική εκτίmicroηση microπορεί να γίνει πολύ γρήγορα αλλά δεν

περιορίζει αρκετά τον αριθmicroό των ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Μια ακριβής εκτίmicroηση microας επιτρέπει να αποφύγουmicroε microεγάλο

microέρος του χώρου αναζήτησης αλλά ο υπολογισmicroός της επιβαρύνει

σηmicroαντικά τον συνολικό χρόνο

Εύρεση καλύτερου συmicroβιβασmicroού

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Πριν τον διαχώρισmicroό ενός κόmicroβου ελέγχουmicroε αν υπάρχει

πιθανότητα να ϐρίσκεται η ϐέλτιστη λύση στο συγκεκριmicroένο

υπόδενδρο

Εκτίmicroηση του άνω ή κάτω ϕράγmicroατος ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση (microεγιστοποίηση ή ελαχιστοποίηση αντίστοιχα) για κάθε

λύση του

Αν γνωρίζουmicroε ήδη microια καλύτερη λύση από το αντίστοιχο ϕράγmicroα

του υποδένδρου γνωρίζουmicroε πως η ϐέλτιστη λύση δεν ϐρίσκεται

στο υπόδενδρο και δεν χρειάζεται να διαχωρίσουmicroε

Μια χονδρική εκτίmicroηση microπορεί να γίνει πολύ γρήγορα αλλά δεν

περιορίζει αρκετά τον αριθmicroό των ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Μια ακριβής εκτίmicroηση microας επιτρέπει να αποφύγουmicroε microεγάλο

microέρος του χώρου αναζήτησης αλλά ο υπολογισmicroός της επιβαρύνει

σηmicroαντικά τον συνολικό χρόνο

Εύρεση καλύτερου συmicroβιβασmicroού

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Παράδειγmicroα εκτίmicroησης για πρόβληmicroα ελαχιστοποίησης

΄Εστω κόmicroβος Si και συνάρτηση εκτίmicroησης κάτω ϕράγmicroατος f()

΄Εστω πως γνωρίζουmicroε ήδη microια εφικτή λύση του προβλήmicroατος x

Αν f(Si)

ge cx Συνεχίζουmicroε στον διαχώρισmicroό του Si

διαφορετικά ∆εν διαχωρίζουmicroε το Si

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Παράδειγmicroα εκτίmicroησης για πρόβληmicroα ελαχιστοποίησης

΄Εστω κόmicroβος Si και συνάρτηση εκτίmicroησης κάτω ϕράγmicroατος f()

΄Εστω πως γνωρίζουmicroε ήδη microια εφικτή λύση του προβλήmicroατος x

Αν f(Si)

ge cx Συνεχίζουmicroε στον διαχώρισmicroό του Si

διαφορετικά ∆εν διαχωρίζουmicroε το Si

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Παράδειγmicroα εκτίmicroησης για πρόβληmicroα ελαχιστοποίησης

΄Εστω κόmicroβος Si και συνάρτηση εκτίmicroησης κάτω ϕράγmicroατος f()

΄Εστω πως γνωρίζουmicroε ήδη microια εφικτή λύση του προβλήmicroατος x

Αν f(Si)

ge cx Συνεχίζουmicroε στον διαχώρισmicroό του Si

διαφορετικά ∆εν διαχωρίζουmicroε το Si

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Παράδειγmicroα εκτίmicroησης για πρόβληmicroα ελαχιστοποίησης

΄Εστω κόmicroβος Si και συνάρτηση εκτίmicroησης κάτω ϕράγmicroατος f()

΄Εστω πως γνωρίζουmicroε ήδη microια εφικτή λύση του προβλήmicroατος x

Αν f(Si)

ge cx Συνεχίζουmicroε στον διαχώρισmicroό του Si

διαφορετικά ∆εν διαχωρίζουmicroε το Si

Branch and Bound

vassilis
Sticky Note
ΔΕΝ συνεχίζουμε
vassilis
Cross-Out

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

Αναζήτηση στο χώρο των λύσεων

S

S1 S1

S12

S12

S12 S12

S123

S123

S123

S123

S123

S123

S123 S123

x1 = 0 x1 = 1

x2 = 0 x2 = 1

x3 = 0

x3 = 1

x3 = 0

x3 = 1

x2 = 0 x2 = 1

x3 = 0

x3 = 1

x3 = 0

x3 = 1

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

vassilis
Cross-Out
η αξία
vassilis
Cross-Out
το βάρος

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Βέλτιστη συνεχής λύση x1 = 1 x2 = 3

8 z = minus26

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

∆ιαχωρισmicroός στο S1

x =

1 S1

min z = minus20minus 16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 3

0 S1

min z = minus16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 12

Βέλτιστη συνεχή λύση S1 x2 = 3

8 z = minus26 Βέλτιστη συνεχή λύση S

1

x2 = 1x3 = 2

3 z = minus 70

3asymp minus233

Branch and Bound

vassilis
Cross-Out
4 x_5
vassilis
Cross-Out
4 x_5

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

∆ιαχωρισmicroός στο S1

x =

1 S1

min z = minus20minus 16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 3

0 S1

min z = minus16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 12

Βέλτιστη συνεχή λύση S1 x2 = 3

8 z = minus26 Βέλτιστη συνεχή λύση S

1

x2 = 1x3 = 2

3 z = minus 70

3asymp minus233

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

S

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

17 κόmicroβοι εξετάστηκαν αντί για 27 minus 1

Branch and Bound

Page 14: Branch and Bound - Εθνικόν και Καποδιστριακόν ...cgi.di.uoa.gr/~vassilis/aee/L13-Branch-And -Bound.pdfBranch and Bound Μέθοδος επίλυσης προβληµάτων

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Πριν τον διαχώρισmicroό ενός κόmicroβου ελέγχουmicroε αν υπάρχει

πιθανότητα να ϐρίσκεται η ϐέλτιστη λύση στο συγκεκριmicroένο

υπόδενδρο

Εκτίmicroηση του άνω ή κάτω ϕράγmicroατος ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση (microεγιστοποίηση ή ελαχιστοποίηση αντίστοιχα) για κάθε

λύση του

Αν γνωρίζουmicroε ήδη microια καλύτερη λύση από το αντίστοιχο ϕράγmicroα

του υποδένδρου γνωρίζουmicroε πως η ϐέλτιστη λύση δεν ϐρίσκεται

στο υπόδενδρο και δεν χρειάζεται να διαχωρίσουmicroε

Μια χονδρική εκτίmicroηση microπορεί να γίνει πολύ γρήγορα αλλά δεν

περιορίζει αρκετά τον αριθmicroό των ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Μια ακριβής εκτίmicroηση microας επιτρέπει να αποφύγουmicroε microεγάλο

microέρος του χώρου αναζήτησης αλλά ο υπολογισmicroός της επιβαρύνει

σηmicroαντικά τον συνολικό χρόνο

Εύρεση καλύτερου συmicroβιβασmicroού

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Πριν τον διαχώρισmicroό ενός κόmicroβου ελέγχουmicroε αν υπάρχει

πιθανότητα να ϐρίσκεται η ϐέλτιστη λύση στο συγκεκριmicroένο

υπόδενδρο

Εκτίmicroηση του άνω ή κάτω ϕράγmicroατος ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση (microεγιστοποίηση ή ελαχιστοποίηση αντίστοιχα) για κάθε

λύση του

Αν γνωρίζουmicroε ήδη microια καλύτερη λύση από το αντίστοιχο ϕράγmicroα

του υποδένδρου γνωρίζουmicroε πως η ϐέλτιστη λύση δεν ϐρίσκεται

στο υπόδενδρο και δεν χρειάζεται να διαχωρίσουmicroε

Μια χονδρική εκτίmicroηση microπορεί να γίνει πολύ γρήγορα αλλά δεν

περιορίζει αρκετά τον αριθmicroό των ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Μια ακριβής εκτίmicroηση microας επιτρέπει να αποφύγουmicroε microεγάλο

microέρος του χώρου αναζήτησης αλλά ο υπολογισmicroός της επιβαρύνει

σηmicroαντικά τον συνολικό χρόνο

Εύρεση καλύτερου συmicroβιβασmicroού

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Πριν τον διαχώρισmicroό ενός κόmicroβου ελέγχουmicroε αν υπάρχει

πιθανότητα να ϐρίσκεται η ϐέλτιστη λύση στο συγκεκριmicroένο

υπόδενδρο

Εκτίmicroηση του άνω ή κάτω ϕράγmicroατος ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση (microεγιστοποίηση ή ελαχιστοποίηση αντίστοιχα) για κάθε

λύση του

Αν γνωρίζουmicroε ήδη microια καλύτερη λύση από το αντίστοιχο ϕράγmicroα

του υποδένδρου γνωρίζουmicroε πως η ϐέλτιστη λύση δεν ϐρίσκεται

στο υπόδενδρο και δεν χρειάζεται να διαχωρίσουmicroε

Μια χονδρική εκτίmicroηση microπορεί να γίνει πολύ γρήγορα αλλά δεν

περιορίζει αρκετά τον αριθmicroό των ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Μια ακριβής εκτίmicroηση microας επιτρέπει να αποφύγουmicroε microεγάλο

microέρος του χώρου αναζήτησης αλλά ο υπολογισmicroός της επιβαρύνει

σηmicroαντικά τον συνολικό χρόνο

Εύρεση καλύτερου συmicroβιβασmicroού

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Πριν τον διαχώρισmicroό ενός κόmicroβου ελέγχουmicroε αν υπάρχει

πιθανότητα να ϐρίσκεται η ϐέλτιστη λύση στο συγκεκριmicroένο

υπόδενδρο

Εκτίmicroηση του άνω ή κάτω ϕράγmicroατος ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση (microεγιστοποίηση ή ελαχιστοποίηση αντίστοιχα) για κάθε

λύση του

Αν γνωρίζουmicroε ήδη microια καλύτερη λύση από το αντίστοιχο ϕράγmicroα

του υποδένδρου γνωρίζουmicroε πως η ϐέλτιστη λύση δεν ϐρίσκεται

στο υπόδενδρο και δεν χρειάζεται να διαχωρίσουmicroε

Μια χονδρική εκτίmicroηση microπορεί να γίνει πολύ γρήγορα αλλά δεν

περιορίζει αρκετά τον αριθmicroό των ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Μια ακριβής εκτίmicroηση microας επιτρέπει να αποφύγουmicroε microεγάλο

microέρος του χώρου αναζήτησης αλλά ο υπολογισmicroός της επιβαρύνει

σηmicroαντικά τον συνολικό χρόνο

Εύρεση καλύτερου συmicroβιβασmicroού

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Πριν τον διαχώρισmicroό ενός κόmicroβου ελέγχουmicroε αν υπάρχει

πιθανότητα να ϐρίσκεται η ϐέλτιστη λύση στο συγκεκριmicroένο

υπόδενδρο

Εκτίmicroηση του άνω ή κάτω ϕράγmicroατος ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση (microεγιστοποίηση ή ελαχιστοποίηση αντίστοιχα) για κάθε

λύση του

Αν γνωρίζουmicroε ήδη microια καλύτερη λύση από το αντίστοιχο ϕράγmicroα

του υποδένδρου γνωρίζουmicroε πως η ϐέλτιστη λύση δεν ϐρίσκεται

στο υπόδενδρο και δεν χρειάζεται να διαχωρίσουmicroε

Μια χονδρική εκτίmicroηση microπορεί να γίνει πολύ γρήγορα αλλά δεν

περιορίζει αρκετά τον αριθmicroό των ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Μια ακριβής εκτίmicroηση microας επιτρέπει να αποφύγουmicroε microεγάλο

microέρος του χώρου αναζήτησης αλλά ο υπολογισmicroός της επιβαρύνει

σηmicroαντικά τον συνολικό χρόνο

Εύρεση καλύτερου συmicroβιβασmicroού

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Πριν τον διαχώρισmicroό ενός κόmicroβου ελέγχουmicroε αν υπάρχει

πιθανότητα να ϐρίσκεται η ϐέλτιστη λύση στο συγκεκριmicroένο

υπόδενδρο

Εκτίmicroηση του άνω ή κάτω ϕράγmicroατος ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση (microεγιστοποίηση ή ελαχιστοποίηση αντίστοιχα) για κάθε

λύση του

Αν γνωρίζουmicroε ήδη microια καλύτερη λύση από το αντίστοιχο ϕράγmicroα

του υποδένδρου γνωρίζουmicroε πως η ϐέλτιστη λύση δεν ϐρίσκεται

στο υπόδενδρο και δεν χρειάζεται να διαχωρίσουmicroε

Μια χονδρική εκτίmicroηση microπορεί να γίνει πολύ γρήγορα αλλά δεν

περιορίζει αρκετά τον αριθmicroό των ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Μια ακριβής εκτίmicroηση microας επιτρέπει να αποφύγουmicroε microεγάλο

microέρος του χώρου αναζήτησης αλλά ο υπολογισmicroός της επιβαρύνει

σηmicroαντικά τον συνολικό χρόνο

Εύρεση καλύτερου συmicroβιβασmicroού

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Παράδειγmicroα εκτίmicroησης για πρόβληmicroα ελαχιστοποίησης

΄Εστω κόmicroβος Si και συνάρτηση εκτίmicroησης κάτω ϕράγmicroατος f()

΄Εστω πως γνωρίζουmicroε ήδη microια εφικτή λύση του προβλήmicroατος x

Αν f(Si)

ge cx Συνεχίζουmicroε στον διαχώρισmicroό του Si

διαφορετικά ∆εν διαχωρίζουmicroε το Si

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Παράδειγmicroα εκτίmicroησης για πρόβληmicroα ελαχιστοποίησης

΄Εστω κόmicroβος Si και συνάρτηση εκτίmicroησης κάτω ϕράγmicroατος f()

΄Εστω πως γνωρίζουmicroε ήδη microια εφικτή λύση του προβλήmicroατος x

Αν f(Si)

ge cx Συνεχίζουmicroε στον διαχώρισmicroό του Si

διαφορετικά ∆εν διαχωρίζουmicroε το Si

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Παράδειγmicroα εκτίmicroησης για πρόβληmicroα ελαχιστοποίησης

΄Εστω κόmicroβος Si και συνάρτηση εκτίmicroησης κάτω ϕράγmicroατος f()

΄Εστω πως γνωρίζουmicroε ήδη microια εφικτή λύση του προβλήmicroατος x

Αν f(Si)

ge cx Συνεχίζουmicroε στον διαχώρισmicroό του Si

διαφορετικά ∆εν διαχωρίζουmicroε το Si

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Παράδειγmicroα εκτίmicroησης για πρόβληmicroα ελαχιστοποίησης

΄Εστω κόmicroβος Si και συνάρτηση εκτίmicroησης κάτω ϕράγmicroατος f()

΄Εστω πως γνωρίζουmicroε ήδη microια εφικτή λύση του προβλήmicroατος x

Αν f(Si)

ge cx Συνεχίζουmicroε στον διαχώρισmicroό του Si

διαφορετικά ∆εν διαχωρίζουmicroε το Si

Branch and Bound

vassilis
Sticky Note
ΔΕΝ συνεχίζουμε
vassilis
Cross-Out

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

Αναζήτηση στο χώρο των λύσεων

S

S1 S1

S12

S12

S12 S12

S123

S123

S123

S123

S123

S123

S123 S123

x1 = 0 x1 = 1

x2 = 0 x2 = 1

x3 = 0

x3 = 1

x3 = 0

x3 = 1

x2 = 0 x2 = 1

x3 = 0

x3 = 1

x3 = 0

x3 = 1

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

vassilis
Cross-Out
η αξία
vassilis
Cross-Out
το βάρος

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Βέλτιστη συνεχής λύση x1 = 1 x2 = 3

8 z = minus26

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

∆ιαχωρισmicroός στο S1

x =

1 S1

min z = minus20minus 16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 3

0 S1

min z = minus16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 12

Βέλτιστη συνεχή λύση S1 x2 = 3

8 z = minus26 Βέλτιστη συνεχή λύση S

1

x2 = 1x3 = 2

3 z = minus 70

3asymp minus233

Branch and Bound

vassilis
Cross-Out
4 x_5
vassilis
Cross-Out
4 x_5

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

∆ιαχωρισmicroός στο S1

x =

1 S1

min z = minus20minus 16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 3

0 S1

min z = minus16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 12

Βέλτιστη συνεχή λύση S1 x2 = 3

8 z = minus26 Βέλτιστη συνεχή λύση S

1

x2 = 1x3 = 2

3 z = minus 70

3asymp minus233

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

S

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

17 κόmicroβοι εξετάστηκαν αντί για 27 minus 1

Branch and Bound

Page 15: Branch and Bound - Εθνικόν και Καποδιστριακόν ...cgi.di.uoa.gr/~vassilis/aee/L13-Branch-And -Bound.pdfBranch and Bound Μέθοδος επίλυσης προβληµάτων

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Πριν τον διαχώρισmicroό ενός κόmicroβου ελέγχουmicroε αν υπάρχει

πιθανότητα να ϐρίσκεται η ϐέλτιστη λύση στο συγκεκριmicroένο

υπόδενδρο

Εκτίmicroηση του άνω ή κάτω ϕράγmicroατος ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση (microεγιστοποίηση ή ελαχιστοποίηση αντίστοιχα) για κάθε

λύση του

Αν γνωρίζουmicroε ήδη microια καλύτερη λύση από το αντίστοιχο ϕράγmicroα

του υποδένδρου γνωρίζουmicroε πως η ϐέλτιστη λύση δεν ϐρίσκεται

στο υπόδενδρο και δεν χρειάζεται να διαχωρίσουmicroε

Μια χονδρική εκτίmicroηση microπορεί να γίνει πολύ γρήγορα αλλά δεν

περιορίζει αρκετά τον αριθmicroό των ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Μια ακριβής εκτίmicroηση microας επιτρέπει να αποφύγουmicroε microεγάλο

microέρος του χώρου αναζήτησης αλλά ο υπολογισmicroός της επιβαρύνει

σηmicroαντικά τον συνολικό χρόνο

Εύρεση καλύτερου συmicroβιβασmicroού

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Πριν τον διαχώρισmicroό ενός κόmicroβου ελέγχουmicroε αν υπάρχει

πιθανότητα να ϐρίσκεται η ϐέλτιστη λύση στο συγκεκριmicroένο

υπόδενδρο

Εκτίmicroηση του άνω ή κάτω ϕράγmicroατος ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση (microεγιστοποίηση ή ελαχιστοποίηση αντίστοιχα) για κάθε

λύση του

Αν γνωρίζουmicroε ήδη microια καλύτερη λύση από το αντίστοιχο ϕράγmicroα

του υποδένδρου γνωρίζουmicroε πως η ϐέλτιστη λύση δεν ϐρίσκεται

στο υπόδενδρο και δεν χρειάζεται να διαχωρίσουmicroε

Μια χονδρική εκτίmicroηση microπορεί να γίνει πολύ γρήγορα αλλά δεν

περιορίζει αρκετά τον αριθmicroό των ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Μια ακριβής εκτίmicroηση microας επιτρέπει να αποφύγουmicroε microεγάλο

microέρος του χώρου αναζήτησης αλλά ο υπολογισmicroός της επιβαρύνει

σηmicroαντικά τον συνολικό χρόνο

Εύρεση καλύτερου συmicroβιβασmicroού

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Πριν τον διαχώρισmicroό ενός κόmicroβου ελέγχουmicroε αν υπάρχει

πιθανότητα να ϐρίσκεται η ϐέλτιστη λύση στο συγκεκριmicroένο

υπόδενδρο

Εκτίmicroηση του άνω ή κάτω ϕράγmicroατος ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση (microεγιστοποίηση ή ελαχιστοποίηση αντίστοιχα) για κάθε

λύση του

Αν γνωρίζουmicroε ήδη microια καλύτερη λύση από το αντίστοιχο ϕράγmicroα

του υποδένδρου γνωρίζουmicroε πως η ϐέλτιστη λύση δεν ϐρίσκεται

στο υπόδενδρο και δεν χρειάζεται να διαχωρίσουmicroε

Μια χονδρική εκτίmicroηση microπορεί να γίνει πολύ γρήγορα αλλά δεν

περιορίζει αρκετά τον αριθmicroό των ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Μια ακριβής εκτίmicroηση microας επιτρέπει να αποφύγουmicroε microεγάλο

microέρος του χώρου αναζήτησης αλλά ο υπολογισmicroός της επιβαρύνει

σηmicroαντικά τον συνολικό χρόνο

Εύρεση καλύτερου συmicroβιβασmicroού

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Πριν τον διαχώρισmicroό ενός κόmicroβου ελέγχουmicroε αν υπάρχει

πιθανότητα να ϐρίσκεται η ϐέλτιστη λύση στο συγκεκριmicroένο

υπόδενδρο

Εκτίmicroηση του άνω ή κάτω ϕράγmicroατος ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση (microεγιστοποίηση ή ελαχιστοποίηση αντίστοιχα) για κάθε

λύση του

Αν γνωρίζουmicroε ήδη microια καλύτερη λύση από το αντίστοιχο ϕράγmicroα

του υποδένδρου γνωρίζουmicroε πως η ϐέλτιστη λύση δεν ϐρίσκεται

στο υπόδενδρο και δεν χρειάζεται να διαχωρίσουmicroε

Μια χονδρική εκτίmicroηση microπορεί να γίνει πολύ γρήγορα αλλά δεν

περιορίζει αρκετά τον αριθmicroό των ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Μια ακριβής εκτίmicroηση microας επιτρέπει να αποφύγουmicroε microεγάλο

microέρος του χώρου αναζήτησης αλλά ο υπολογισmicroός της επιβαρύνει

σηmicroαντικά τον συνολικό χρόνο

Εύρεση καλύτερου συmicroβιβασmicroού

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Πριν τον διαχώρισmicroό ενός κόmicroβου ελέγχουmicroε αν υπάρχει

πιθανότητα να ϐρίσκεται η ϐέλτιστη λύση στο συγκεκριmicroένο

υπόδενδρο

Εκτίmicroηση του άνω ή κάτω ϕράγmicroατος ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση (microεγιστοποίηση ή ελαχιστοποίηση αντίστοιχα) για κάθε

λύση του

Αν γνωρίζουmicroε ήδη microια καλύτερη λύση από το αντίστοιχο ϕράγmicroα

του υποδένδρου γνωρίζουmicroε πως η ϐέλτιστη λύση δεν ϐρίσκεται

στο υπόδενδρο και δεν χρειάζεται να διαχωρίσουmicroε

Μια χονδρική εκτίmicroηση microπορεί να γίνει πολύ γρήγορα αλλά δεν

περιορίζει αρκετά τον αριθmicroό των ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Μια ακριβής εκτίmicroηση microας επιτρέπει να αποφύγουmicroε microεγάλο

microέρος του χώρου αναζήτησης αλλά ο υπολογισmicroός της επιβαρύνει

σηmicroαντικά τον συνολικό χρόνο

Εύρεση καλύτερου συmicroβιβασmicroού

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Παράδειγmicroα εκτίmicroησης για πρόβληmicroα ελαχιστοποίησης

΄Εστω κόmicroβος Si και συνάρτηση εκτίmicroησης κάτω ϕράγmicroατος f()

΄Εστω πως γνωρίζουmicroε ήδη microια εφικτή λύση του προβλήmicroατος x

Αν f(Si)

ge cx Συνεχίζουmicroε στον διαχώρισmicroό του Si

διαφορετικά ∆εν διαχωρίζουmicroε το Si

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Παράδειγmicroα εκτίmicroησης για πρόβληmicroα ελαχιστοποίησης

΄Εστω κόmicroβος Si και συνάρτηση εκτίmicroησης κάτω ϕράγmicroατος f()

΄Εστω πως γνωρίζουmicroε ήδη microια εφικτή λύση του προβλήmicroατος x

Αν f(Si)

ge cx Συνεχίζουmicroε στον διαχώρισmicroό του Si

διαφορετικά ∆εν διαχωρίζουmicroε το Si

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Παράδειγmicroα εκτίmicroησης για πρόβληmicroα ελαχιστοποίησης

΄Εστω κόmicroβος Si και συνάρτηση εκτίmicroησης κάτω ϕράγmicroατος f()

΄Εστω πως γνωρίζουmicroε ήδη microια εφικτή λύση του προβλήmicroατος x

Αν f(Si)

ge cx Συνεχίζουmicroε στον διαχώρισmicroό του Si

διαφορετικά ∆εν διαχωρίζουmicroε το Si

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Παράδειγmicroα εκτίmicroησης για πρόβληmicroα ελαχιστοποίησης

΄Εστω κόmicroβος Si και συνάρτηση εκτίmicroησης κάτω ϕράγmicroατος f()

΄Εστω πως γνωρίζουmicroε ήδη microια εφικτή λύση του προβλήmicroατος x

Αν f(Si)

ge cx Συνεχίζουmicroε στον διαχώρισmicroό του Si

διαφορετικά ∆εν διαχωρίζουmicroε το Si

Branch and Bound

vassilis
Sticky Note
ΔΕΝ συνεχίζουμε
vassilis
Cross-Out

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

Αναζήτηση στο χώρο των λύσεων

S

S1 S1

S12

S12

S12 S12

S123

S123

S123

S123

S123

S123

S123 S123

x1 = 0 x1 = 1

x2 = 0 x2 = 1

x3 = 0

x3 = 1

x3 = 0

x3 = 1

x2 = 0 x2 = 1

x3 = 0

x3 = 1

x3 = 0

x3 = 1

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

vassilis
Cross-Out
η αξία
vassilis
Cross-Out
το βάρος

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Βέλτιστη συνεχής λύση x1 = 1 x2 = 3

8 z = minus26

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

∆ιαχωρισmicroός στο S1

x =

1 S1

min z = minus20minus 16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 3

0 S1

min z = minus16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 12

Βέλτιστη συνεχή λύση S1 x2 = 3

8 z = minus26 Βέλτιστη συνεχή λύση S

1

x2 = 1x3 = 2

3 z = minus 70

3asymp minus233

Branch and Bound

vassilis
Cross-Out
4 x_5
vassilis
Cross-Out
4 x_5

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

∆ιαχωρισmicroός στο S1

x =

1 S1

min z = minus20minus 16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 3

0 S1

min z = minus16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 12

Βέλτιστη συνεχή λύση S1 x2 = 3

8 z = minus26 Βέλτιστη συνεχή λύση S

1

x2 = 1x3 = 2

3 z = minus 70

3asymp minus233

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

S

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

17 κόmicroβοι εξετάστηκαν αντί για 27 minus 1

Branch and Bound

Page 16: Branch and Bound - Εθνικόν και Καποδιστριακόν ...cgi.di.uoa.gr/~vassilis/aee/L13-Branch-And -Bound.pdfBranch and Bound Μέθοδος επίλυσης προβληµάτων

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Πριν τον διαχώρισmicroό ενός κόmicroβου ελέγχουmicroε αν υπάρχει

πιθανότητα να ϐρίσκεται η ϐέλτιστη λύση στο συγκεκριmicroένο

υπόδενδρο

Εκτίmicroηση του άνω ή κάτω ϕράγmicroατος ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση (microεγιστοποίηση ή ελαχιστοποίηση αντίστοιχα) για κάθε

λύση του

Αν γνωρίζουmicroε ήδη microια καλύτερη λύση από το αντίστοιχο ϕράγmicroα

του υποδένδρου γνωρίζουmicroε πως η ϐέλτιστη λύση δεν ϐρίσκεται

στο υπόδενδρο και δεν χρειάζεται να διαχωρίσουmicroε

Μια χονδρική εκτίmicroηση microπορεί να γίνει πολύ γρήγορα αλλά δεν

περιορίζει αρκετά τον αριθmicroό των ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Μια ακριβής εκτίmicroηση microας επιτρέπει να αποφύγουmicroε microεγάλο

microέρος του χώρου αναζήτησης αλλά ο υπολογισmicroός της επιβαρύνει

σηmicroαντικά τον συνολικό χρόνο

Εύρεση καλύτερου συmicroβιβασmicroού

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Πριν τον διαχώρισmicroό ενός κόmicroβου ελέγχουmicroε αν υπάρχει

πιθανότητα να ϐρίσκεται η ϐέλτιστη λύση στο συγκεκριmicroένο

υπόδενδρο

Εκτίmicroηση του άνω ή κάτω ϕράγmicroατος ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση (microεγιστοποίηση ή ελαχιστοποίηση αντίστοιχα) για κάθε

λύση του

Αν γνωρίζουmicroε ήδη microια καλύτερη λύση από το αντίστοιχο ϕράγmicroα

του υποδένδρου γνωρίζουmicroε πως η ϐέλτιστη λύση δεν ϐρίσκεται

στο υπόδενδρο και δεν χρειάζεται να διαχωρίσουmicroε

Μια χονδρική εκτίmicroηση microπορεί να γίνει πολύ γρήγορα αλλά δεν

περιορίζει αρκετά τον αριθmicroό των ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Μια ακριβής εκτίmicroηση microας επιτρέπει να αποφύγουmicroε microεγάλο

microέρος του χώρου αναζήτησης αλλά ο υπολογισmicroός της επιβαρύνει

σηmicroαντικά τον συνολικό χρόνο

Εύρεση καλύτερου συmicroβιβασmicroού

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Πριν τον διαχώρισmicroό ενός κόmicroβου ελέγχουmicroε αν υπάρχει

πιθανότητα να ϐρίσκεται η ϐέλτιστη λύση στο συγκεκριmicroένο

υπόδενδρο

Εκτίmicroηση του άνω ή κάτω ϕράγmicroατος ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση (microεγιστοποίηση ή ελαχιστοποίηση αντίστοιχα) για κάθε

λύση του

Αν γνωρίζουmicroε ήδη microια καλύτερη λύση από το αντίστοιχο ϕράγmicroα

του υποδένδρου γνωρίζουmicroε πως η ϐέλτιστη λύση δεν ϐρίσκεται

στο υπόδενδρο και δεν χρειάζεται να διαχωρίσουmicroε

Μια χονδρική εκτίmicroηση microπορεί να γίνει πολύ γρήγορα αλλά δεν

περιορίζει αρκετά τον αριθmicroό των ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Μια ακριβής εκτίmicroηση microας επιτρέπει να αποφύγουmicroε microεγάλο

microέρος του χώρου αναζήτησης αλλά ο υπολογισmicroός της επιβαρύνει

σηmicroαντικά τον συνολικό χρόνο

Εύρεση καλύτερου συmicroβιβασmicroού

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Πριν τον διαχώρισmicroό ενός κόmicroβου ελέγχουmicroε αν υπάρχει

πιθανότητα να ϐρίσκεται η ϐέλτιστη λύση στο συγκεκριmicroένο

υπόδενδρο

Εκτίmicroηση του άνω ή κάτω ϕράγmicroατος ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση (microεγιστοποίηση ή ελαχιστοποίηση αντίστοιχα) για κάθε

λύση του

Αν γνωρίζουmicroε ήδη microια καλύτερη λύση από το αντίστοιχο ϕράγmicroα

του υποδένδρου γνωρίζουmicroε πως η ϐέλτιστη λύση δεν ϐρίσκεται

στο υπόδενδρο και δεν χρειάζεται να διαχωρίσουmicroε

Μια χονδρική εκτίmicroηση microπορεί να γίνει πολύ γρήγορα αλλά δεν

περιορίζει αρκετά τον αριθmicroό των ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Μια ακριβής εκτίmicroηση microας επιτρέπει να αποφύγουmicroε microεγάλο

microέρος του χώρου αναζήτησης αλλά ο υπολογισmicroός της επιβαρύνει

σηmicroαντικά τον συνολικό χρόνο

Εύρεση καλύτερου συmicroβιβασmicroού

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Παράδειγmicroα εκτίmicroησης για πρόβληmicroα ελαχιστοποίησης

΄Εστω κόmicroβος Si και συνάρτηση εκτίmicroησης κάτω ϕράγmicroατος f()

΄Εστω πως γνωρίζουmicroε ήδη microια εφικτή λύση του προβλήmicroατος x

Αν f(Si)

ge cx Συνεχίζουmicroε στον διαχώρισmicroό του Si

διαφορετικά ∆εν διαχωρίζουmicroε το Si

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Παράδειγmicroα εκτίmicroησης για πρόβληmicroα ελαχιστοποίησης

΄Εστω κόmicroβος Si και συνάρτηση εκτίmicroησης κάτω ϕράγmicroατος f()

΄Εστω πως γνωρίζουmicroε ήδη microια εφικτή λύση του προβλήmicroατος x

Αν f(Si)

ge cx Συνεχίζουmicroε στον διαχώρισmicroό του Si

διαφορετικά ∆εν διαχωρίζουmicroε το Si

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Παράδειγmicroα εκτίmicroησης για πρόβληmicroα ελαχιστοποίησης

΄Εστω κόmicroβος Si και συνάρτηση εκτίmicroησης κάτω ϕράγmicroατος f()

΄Εστω πως γνωρίζουmicroε ήδη microια εφικτή λύση του προβλήmicroατος x

Αν f(Si)

ge cx Συνεχίζουmicroε στον διαχώρισmicroό του Si

διαφορετικά ∆εν διαχωρίζουmicroε το Si

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Παράδειγmicroα εκτίmicroησης για πρόβληmicroα ελαχιστοποίησης

΄Εστω κόmicroβος Si και συνάρτηση εκτίmicroησης κάτω ϕράγmicroατος f()

΄Εστω πως γνωρίζουmicroε ήδη microια εφικτή λύση του προβλήmicroατος x

Αν f(Si)

ge cx Συνεχίζουmicroε στον διαχώρισmicroό του Si

διαφορετικά ∆εν διαχωρίζουmicroε το Si

Branch and Bound

vassilis
Sticky Note
ΔΕΝ συνεχίζουμε
vassilis
Cross-Out

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

Αναζήτηση στο χώρο των λύσεων

S

S1 S1

S12

S12

S12 S12

S123

S123

S123

S123

S123

S123

S123 S123

x1 = 0 x1 = 1

x2 = 0 x2 = 1

x3 = 0

x3 = 1

x3 = 0

x3 = 1

x2 = 0 x2 = 1

x3 = 0

x3 = 1

x3 = 0

x3 = 1

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

vassilis
Cross-Out
η αξία
vassilis
Cross-Out
το βάρος

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Βέλτιστη συνεχής λύση x1 = 1 x2 = 3

8 z = minus26

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

∆ιαχωρισmicroός στο S1

x =

1 S1

min z = minus20minus 16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 3

0 S1

min z = minus16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 12

Βέλτιστη συνεχή λύση S1 x2 = 3

8 z = minus26 Βέλτιστη συνεχή λύση S

1

x2 = 1x3 = 2

3 z = minus 70

3asymp minus233

Branch and Bound

vassilis
Cross-Out
4 x_5
vassilis
Cross-Out
4 x_5

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

∆ιαχωρισmicroός στο S1

x =

1 S1

min z = minus20minus 16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 3

0 S1

min z = minus16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 12

Βέλτιστη συνεχή λύση S1 x2 = 3

8 z = minus26 Βέλτιστη συνεχή λύση S

1

x2 = 1x3 = 2

3 z = minus 70

3asymp minus233

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

S

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

17 κόmicroβοι εξετάστηκαν αντί για 27 minus 1

Branch and Bound

Page 17: Branch and Bound - Εθνικόν και Καποδιστριακόν ...cgi.di.uoa.gr/~vassilis/aee/L13-Branch-And -Bound.pdfBranch and Bound Μέθοδος επίλυσης προβληµάτων

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Πριν τον διαχώρισmicroό ενός κόmicroβου ελέγχουmicroε αν υπάρχει

πιθανότητα να ϐρίσκεται η ϐέλτιστη λύση στο συγκεκριmicroένο

υπόδενδρο

Εκτίmicroηση του άνω ή κάτω ϕράγmicroατος ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση (microεγιστοποίηση ή ελαχιστοποίηση αντίστοιχα) για κάθε

λύση του

Αν γνωρίζουmicroε ήδη microια καλύτερη λύση από το αντίστοιχο ϕράγmicroα

του υποδένδρου γνωρίζουmicroε πως η ϐέλτιστη λύση δεν ϐρίσκεται

στο υπόδενδρο και δεν χρειάζεται να διαχωρίσουmicroε

Μια χονδρική εκτίmicroηση microπορεί να γίνει πολύ γρήγορα αλλά δεν

περιορίζει αρκετά τον αριθmicroό των ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Μια ακριβής εκτίmicroηση microας επιτρέπει να αποφύγουmicroε microεγάλο

microέρος του χώρου αναζήτησης αλλά ο υπολογισmicroός της επιβαρύνει

σηmicroαντικά τον συνολικό χρόνο

Εύρεση καλύτερου συmicroβιβασmicroού

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Πριν τον διαχώρισmicroό ενός κόmicroβου ελέγχουmicroε αν υπάρχει

πιθανότητα να ϐρίσκεται η ϐέλτιστη λύση στο συγκεκριmicroένο

υπόδενδρο

Εκτίmicroηση του άνω ή κάτω ϕράγmicroατος ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση (microεγιστοποίηση ή ελαχιστοποίηση αντίστοιχα) για κάθε

λύση του

Αν γνωρίζουmicroε ήδη microια καλύτερη λύση από το αντίστοιχο ϕράγmicroα

του υποδένδρου γνωρίζουmicroε πως η ϐέλτιστη λύση δεν ϐρίσκεται

στο υπόδενδρο και δεν χρειάζεται να διαχωρίσουmicroε

Μια χονδρική εκτίmicroηση microπορεί να γίνει πολύ γρήγορα αλλά δεν

περιορίζει αρκετά τον αριθmicroό των ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Μια ακριβής εκτίmicroηση microας επιτρέπει να αποφύγουmicroε microεγάλο

microέρος του χώρου αναζήτησης αλλά ο υπολογισmicroός της επιβαρύνει

σηmicroαντικά τον συνολικό χρόνο

Εύρεση καλύτερου συmicroβιβασmicroού

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Πριν τον διαχώρισmicroό ενός κόmicroβου ελέγχουmicroε αν υπάρχει

πιθανότητα να ϐρίσκεται η ϐέλτιστη λύση στο συγκεκριmicroένο

υπόδενδρο

Εκτίmicroηση του άνω ή κάτω ϕράγmicroατος ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση (microεγιστοποίηση ή ελαχιστοποίηση αντίστοιχα) για κάθε

λύση του

Αν γνωρίζουmicroε ήδη microια καλύτερη λύση από το αντίστοιχο ϕράγmicroα

του υποδένδρου γνωρίζουmicroε πως η ϐέλτιστη λύση δεν ϐρίσκεται

στο υπόδενδρο και δεν χρειάζεται να διαχωρίσουmicroε

Μια χονδρική εκτίmicroηση microπορεί να γίνει πολύ γρήγορα αλλά δεν

περιορίζει αρκετά τον αριθmicroό των ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Μια ακριβής εκτίmicroηση microας επιτρέπει να αποφύγουmicroε microεγάλο

microέρος του χώρου αναζήτησης αλλά ο υπολογισmicroός της επιβαρύνει

σηmicroαντικά τον συνολικό χρόνο

Εύρεση καλύτερου συmicroβιβασmicroού

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Παράδειγmicroα εκτίmicroησης για πρόβληmicroα ελαχιστοποίησης

΄Εστω κόmicroβος Si και συνάρτηση εκτίmicroησης κάτω ϕράγmicroατος f()

΄Εστω πως γνωρίζουmicroε ήδη microια εφικτή λύση του προβλήmicroατος x

Αν f(Si)

ge cx Συνεχίζουmicroε στον διαχώρισmicroό του Si

διαφορετικά ∆εν διαχωρίζουmicroε το Si

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Παράδειγmicroα εκτίmicroησης για πρόβληmicroα ελαχιστοποίησης

΄Εστω κόmicroβος Si και συνάρτηση εκτίmicroησης κάτω ϕράγmicroατος f()

΄Εστω πως γνωρίζουmicroε ήδη microια εφικτή λύση του προβλήmicroατος x

Αν f(Si)

ge cx Συνεχίζουmicroε στον διαχώρισmicroό του Si

διαφορετικά ∆εν διαχωρίζουmicroε το Si

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Παράδειγmicroα εκτίmicroησης για πρόβληmicroα ελαχιστοποίησης

΄Εστω κόmicroβος Si και συνάρτηση εκτίmicroησης κάτω ϕράγmicroατος f()

΄Εστω πως γνωρίζουmicroε ήδη microια εφικτή λύση του προβλήmicroατος x

Αν f(Si)

ge cx Συνεχίζουmicroε στον διαχώρισmicroό του Si

διαφορετικά ∆εν διαχωρίζουmicroε το Si

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Παράδειγmicroα εκτίmicroησης για πρόβληmicroα ελαχιστοποίησης

΄Εστω κόmicroβος Si και συνάρτηση εκτίmicroησης κάτω ϕράγmicroατος f()

΄Εστω πως γνωρίζουmicroε ήδη microια εφικτή λύση του προβλήmicroατος x

Αν f(Si)

ge cx Συνεχίζουmicroε στον διαχώρισmicroό του Si

διαφορετικά ∆εν διαχωρίζουmicroε το Si

Branch and Bound

vassilis
Sticky Note
ΔΕΝ συνεχίζουμε
vassilis
Cross-Out

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

Αναζήτηση στο χώρο των λύσεων

S

S1 S1

S12

S12

S12 S12

S123

S123

S123

S123

S123

S123

S123 S123

x1 = 0 x1 = 1

x2 = 0 x2 = 1

x3 = 0

x3 = 1

x3 = 0

x3 = 1

x2 = 0 x2 = 1

x3 = 0

x3 = 1

x3 = 0

x3 = 1

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

vassilis
Cross-Out
η αξία
vassilis
Cross-Out
το βάρος

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Βέλτιστη συνεχής λύση x1 = 1 x2 = 3

8 z = minus26

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

∆ιαχωρισmicroός στο S1

x =

1 S1

min z = minus20minus 16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 3

0 S1

min z = minus16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 12

Βέλτιστη συνεχή λύση S1 x2 = 3

8 z = minus26 Βέλτιστη συνεχή λύση S

1

x2 = 1x3 = 2

3 z = minus 70

3asymp minus233

Branch and Bound

vassilis
Cross-Out
4 x_5
vassilis
Cross-Out
4 x_5

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

∆ιαχωρισmicroός στο S1

x =

1 S1

min z = minus20minus 16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 3

0 S1

min z = minus16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 12

Βέλτιστη συνεχή λύση S1 x2 = 3

8 z = minus26 Βέλτιστη συνεχή λύση S

1

x2 = 1x3 = 2

3 z = minus 70

3asymp minus233

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

S

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

17 κόmicroβοι εξετάστηκαν αντί για 27 minus 1

Branch and Bound

Page 18: Branch and Bound - Εθνικόν και Καποδιστριακόν ...cgi.di.uoa.gr/~vassilis/aee/L13-Branch-And -Bound.pdfBranch and Bound Μέθοδος επίλυσης προβληµάτων

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Πριν τον διαχώρισmicroό ενός κόmicroβου ελέγχουmicroε αν υπάρχει

πιθανότητα να ϐρίσκεται η ϐέλτιστη λύση στο συγκεκριmicroένο

υπόδενδρο

Εκτίmicroηση του άνω ή κάτω ϕράγmicroατος ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση (microεγιστοποίηση ή ελαχιστοποίηση αντίστοιχα) για κάθε

λύση του

Αν γνωρίζουmicroε ήδη microια καλύτερη λύση από το αντίστοιχο ϕράγmicroα

του υποδένδρου γνωρίζουmicroε πως η ϐέλτιστη λύση δεν ϐρίσκεται

στο υπόδενδρο και δεν χρειάζεται να διαχωρίσουmicroε

Μια χονδρική εκτίmicroηση microπορεί να γίνει πολύ γρήγορα αλλά δεν

περιορίζει αρκετά τον αριθmicroό των ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Μια ακριβής εκτίmicroηση microας επιτρέπει να αποφύγουmicroε microεγάλο

microέρος του χώρου αναζήτησης αλλά ο υπολογισmicroός της επιβαρύνει

σηmicroαντικά τον συνολικό χρόνο

Εύρεση καλύτερου συmicroβιβασmicroού

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Πριν τον διαχώρισmicroό ενός κόmicroβου ελέγχουmicroε αν υπάρχει

πιθανότητα να ϐρίσκεται η ϐέλτιστη λύση στο συγκεκριmicroένο

υπόδενδρο

Εκτίmicroηση του άνω ή κάτω ϕράγmicroατος ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση (microεγιστοποίηση ή ελαχιστοποίηση αντίστοιχα) για κάθε

λύση του

Αν γνωρίζουmicroε ήδη microια καλύτερη λύση από το αντίστοιχο ϕράγmicroα

του υποδένδρου γνωρίζουmicroε πως η ϐέλτιστη λύση δεν ϐρίσκεται

στο υπόδενδρο και δεν χρειάζεται να διαχωρίσουmicroε

Μια χονδρική εκτίmicroηση microπορεί να γίνει πολύ γρήγορα αλλά δεν

περιορίζει αρκετά τον αριθmicroό των ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Μια ακριβής εκτίmicroηση microας επιτρέπει να αποφύγουmicroε microεγάλο

microέρος του χώρου αναζήτησης αλλά ο υπολογισmicroός της επιβαρύνει

σηmicroαντικά τον συνολικό χρόνο

Εύρεση καλύτερου συmicroβιβασmicroού

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Παράδειγmicroα εκτίmicroησης για πρόβληmicroα ελαχιστοποίησης

΄Εστω κόmicroβος Si και συνάρτηση εκτίmicroησης κάτω ϕράγmicroατος f()

΄Εστω πως γνωρίζουmicroε ήδη microια εφικτή λύση του προβλήmicroατος x

Αν f(Si)

ge cx Συνεχίζουmicroε στον διαχώρισmicroό του Si

διαφορετικά ∆εν διαχωρίζουmicroε το Si

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Παράδειγmicroα εκτίmicroησης για πρόβληmicroα ελαχιστοποίησης

΄Εστω κόmicroβος Si και συνάρτηση εκτίmicroησης κάτω ϕράγmicroατος f()

΄Εστω πως γνωρίζουmicroε ήδη microια εφικτή λύση του προβλήmicroατος x

Αν f(Si)

ge cx Συνεχίζουmicroε στον διαχώρισmicroό του Si

διαφορετικά ∆εν διαχωρίζουmicroε το Si

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Παράδειγmicroα εκτίmicroησης για πρόβληmicroα ελαχιστοποίησης

΄Εστω κόmicroβος Si και συνάρτηση εκτίmicroησης κάτω ϕράγmicroατος f()

΄Εστω πως γνωρίζουmicroε ήδη microια εφικτή λύση του προβλήmicroατος x

Αν f(Si)

ge cx Συνεχίζουmicroε στον διαχώρισmicroό του Si

διαφορετικά ∆εν διαχωρίζουmicroε το Si

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Παράδειγmicroα εκτίmicroησης για πρόβληmicroα ελαχιστοποίησης

΄Εστω κόmicroβος Si και συνάρτηση εκτίmicroησης κάτω ϕράγmicroατος f()

΄Εστω πως γνωρίζουmicroε ήδη microια εφικτή λύση του προβλήmicroατος x

Αν f(Si)

ge cx Συνεχίζουmicroε στον διαχώρισmicroό του Si

διαφορετικά ∆εν διαχωρίζουmicroε το Si

Branch and Bound

vassilis
Sticky Note
ΔΕΝ συνεχίζουμε
vassilis
Cross-Out

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

Αναζήτηση στο χώρο των λύσεων

S

S1 S1

S12

S12

S12 S12

S123

S123

S123

S123

S123

S123

S123 S123

x1 = 0 x1 = 1

x2 = 0 x2 = 1

x3 = 0

x3 = 1

x3 = 0

x3 = 1

x2 = 0 x2 = 1

x3 = 0

x3 = 1

x3 = 0

x3 = 1

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

vassilis
Cross-Out
η αξία
vassilis
Cross-Out
το βάρος

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Βέλτιστη συνεχής λύση x1 = 1 x2 = 3

8 z = minus26

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

∆ιαχωρισmicroός στο S1

x =

1 S1

min z = minus20minus 16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 3

0 S1

min z = minus16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 12

Βέλτιστη συνεχή λύση S1 x2 = 3

8 z = minus26 Βέλτιστη συνεχή λύση S

1

x2 = 1x3 = 2

3 z = minus 70

3asymp minus233

Branch and Bound

vassilis
Cross-Out
4 x_5
vassilis
Cross-Out
4 x_5

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

∆ιαχωρισmicroός στο S1

x =

1 S1

min z = minus20minus 16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 3

0 S1

min z = minus16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 12

Βέλτιστη συνεχή λύση S1 x2 = 3

8 z = minus26 Βέλτιστη συνεχή λύση S

1

x2 = 1x3 = 2

3 z = minus 70

3asymp minus233

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

S

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

17 κόmicroβοι εξετάστηκαν αντί για 27 minus 1

Branch and Bound

Page 19: Branch and Bound - Εθνικόν και Καποδιστριακόν ...cgi.di.uoa.gr/~vassilis/aee/L13-Branch-And -Bound.pdfBranch and Bound Μέθοδος επίλυσης προβληµάτων

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Πριν τον διαχώρισmicroό ενός κόmicroβου ελέγχουmicroε αν υπάρχει

πιθανότητα να ϐρίσκεται η ϐέλτιστη λύση στο συγκεκριmicroένο

υπόδενδρο

Εκτίmicroηση του άνω ή κάτω ϕράγmicroατος ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση (microεγιστοποίηση ή ελαχιστοποίηση αντίστοιχα) για κάθε

λύση του

Αν γνωρίζουmicroε ήδη microια καλύτερη λύση από το αντίστοιχο ϕράγmicroα

του υποδένδρου γνωρίζουmicroε πως η ϐέλτιστη λύση δεν ϐρίσκεται

στο υπόδενδρο και δεν χρειάζεται να διαχωρίσουmicroε

Μια χονδρική εκτίmicroηση microπορεί να γίνει πολύ γρήγορα αλλά δεν

περιορίζει αρκετά τον αριθmicroό των ανιχνευmicroένων κόmicroβων

Μια ακριβής εκτίmicroηση microας επιτρέπει να αποφύγουmicroε microεγάλο

microέρος του χώρου αναζήτησης αλλά ο υπολογισmicroός της επιβαρύνει

σηmicroαντικά τον συνολικό χρόνο

Εύρεση καλύτερου συmicroβιβασmicroού

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Παράδειγmicroα εκτίmicroησης για πρόβληmicroα ελαχιστοποίησης

΄Εστω κόmicroβος Si και συνάρτηση εκτίmicroησης κάτω ϕράγmicroατος f()

΄Εστω πως γνωρίζουmicroε ήδη microια εφικτή λύση του προβλήmicroατος x

Αν f(Si)

ge cx Συνεχίζουmicroε στον διαχώρισmicroό του Si

διαφορετικά ∆εν διαχωρίζουmicroε το Si

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Παράδειγmicroα εκτίmicroησης για πρόβληmicroα ελαχιστοποίησης

΄Εστω κόmicroβος Si και συνάρτηση εκτίmicroησης κάτω ϕράγmicroατος f()

΄Εστω πως γνωρίζουmicroε ήδη microια εφικτή λύση του προβλήmicroατος x

Αν f(Si)

ge cx Συνεχίζουmicroε στον διαχώρισmicroό του Si

διαφορετικά ∆εν διαχωρίζουmicroε το Si

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Παράδειγmicroα εκτίmicroησης για πρόβληmicroα ελαχιστοποίησης

΄Εστω κόmicroβος Si και συνάρτηση εκτίmicroησης κάτω ϕράγmicroατος f()

΄Εστω πως γνωρίζουmicroε ήδη microια εφικτή λύση του προβλήmicroατος x

Αν f(Si)

ge cx Συνεχίζουmicroε στον διαχώρισmicroό του Si

διαφορετικά ∆εν διαχωρίζουmicroε το Si

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Παράδειγmicroα εκτίmicroησης για πρόβληmicroα ελαχιστοποίησης

΄Εστω κόmicroβος Si και συνάρτηση εκτίmicroησης κάτω ϕράγmicroατος f()

΄Εστω πως γνωρίζουmicroε ήδη microια εφικτή λύση του προβλήmicroατος x

Αν f(Si)

ge cx Συνεχίζουmicroε στον διαχώρισmicroό του Si

διαφορετικά ∆εν διαχωρίζουmicroε το Si

Branch and Bound

vassilis
Sticky Note
ΔΕΝ συνεχίζουμε
vassilis
Cross-Out

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

Αναζήτηση στο χώρο των λύσεων

S

S1 S1

S12

S12

S12 S12

S123

S123

S123

S123

S123

S123

S123 S123

x1 = 0 x1 = 1

x2 = 0 x2 = 1

x3 = 0

x3 = 1

x3 = 0

x3 = 1

x2 = 0 x2 = 1

x3 = 0

x3 = 1

x3 = 0

x3 = 1

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

vassilis
Cross-Out
η αξία
vassilis
Cross-Out
το βάρος

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Βέλτιστη συνεχής λύση x1 = 1 x2 = 3

8 z = minus26

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

∆ιαχωρισmicroός στο S1

x =

1 S1

min z = minus20minus 16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 3

0 S1

min z = minus16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 12

Βέλτιστη συνεχή λύση S1 x2 = 3

8 z = minus26 Βέλτιστη συνεχή λύση S

1

x2 = 1x3 = 2

3 z = minus 70

3asymp minus233

Branch and Bound

vassilis
Cross-Out
4 x_5
vassilis
Cross-Out
4 x_5

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

∆ιαχωρισmicroός στο S1

x =

1 S1

min z = minus20minus 16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 3

0 S1

min z = minus16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 12

Βέλτιστη συνεχή λύση S1 x2 = 3

8 z = minus26 Βέλτιστη συνεχή λύση S

1

x2 = 1x3 = 2

3 z = minus 70

3asymp minus233

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

S

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

17 κόmicroβοι εξετάστηκαν αντί για 27 minus 1

Branch and Bound

Page 20: Branch and Bound - Εθνικόν και Καποδιστριακόν ...cgi.di.uoa.gr/~vassilis/aee/L13-Branch-And -Bound.pdfBranch and Bound Μέθοδος επίλυσης προβληµάτων

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Παράδειγmicroα εκτίmicroησης για πρόβληmicroα ελαχιστοποίησης

΄Εστω κόmicroβος Si και συνάρτηση εκτίmicroησης κάτω ϕράγmicroατος f()

΄Εστω πως γνωρίζουmicroε ήδη microια εφικτή λύση του προβλήmicroατος x

Αν f(Si)

ge cx Συνεχίζουmicroε στον διαχώρισmicroό του Si

διαφορετικά ∆εν διαχωρίζουmicroε το Si

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Παράδειγmicroα εκτίmicroησης για πρόβληmicroα ελαχιστοποίησης

΄Εστω κόmicroβος Si και συνάρτηση εκτίmicroησης κάτω ϕράγmicroατος f()

΄Εστω πως γνωρίζουmicroε ήδη microια εφικτή λύση του προβλήmicroατος x

Αν f(Si)

ge cx Συνεχίζουmicroε στον διαχώρισmicroό του Si

διαφορετικά ∆εν διαχωρίζουmicroε το Si

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Παράδειγmicroα εκτίmicroησης για πρόβληmicroα ελαχιστοποίησης

΄Εστω κόmicroβος Si και συνάρτηση εκτίmicroησης κάτω ϕράγmicroατος f()

΄Εστω πως γνωρίζουmicroε ήδη microια εφικτή λύση του προβλήmicroατος x

Αν f(Si)

ge cx Συνεχίζουmicroε στον διαχώρισmicroό του Si

διαφορετικά ∆εν διαχωρίζουmicroε το Si

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Παράδειγmicroα εκτίmicroησης για πρόβληmicroα ελαχιστοποίησης

΄Εστω κόmicroβος Si και συνάρτηση εκτίmicroησης κάτω ϕράγmicroατος f()

΄Εστω πως γνωρίζουmicroε ήδη microια εφικτή λύση του προβλήmicroατος x

Αν f(Si)

ge cx Συνεχίζουmicroε στον διαχώρισmicroό του Si

διαφορετικά ∆εν διαχωρίζουmicroε το Si

Branch and Bound

vassilis
Sticky Note
ΔΕΝ συνεχίζουμε
vassilis
Cross-Out

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

Αναζήτηση στο χώρο των λύσεων

S

S1 S1

S12

S12

S12 S12

S123

S123

S123

S123

S123

S123

S123 S123

x1 = 0 x1 = 1

x2 = 0 x2 = 1

x3 = 0

x3 = 1

x3 = 0

x3 = 1

x2 = 0 x2 = 1

x3 = 0

x3 = 1

x3 = 0

x3 = 1

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

vassilis
Cross-Out
η αξία
vassilis
Cross-Out
το βάρος

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Βέλτιστη συνεχής λύση x1 = 1 x2 = 3

8 z = minus26

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

∆ιαχωρισmicroός στο S1

x =

1 S1

min z = minus20minus 16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 3

0 S1

min z = minus16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 12

Βέλτιστη συνεχή λύση S1 x2 = 3

8 z = minus26 Βέλτιστη συνεχή λύση S

1

x2 = 1x3 = 2

3 z = minus 70

3asymp minus233

Branch and Bound

vassilis
Cross-Out
4 x_5
vassilis
Cross-Out
4 x_5

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

∆ιαχωρισmicroός στο S1

x =

1 S1

min z = minus20minus 16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 3

0 S1

min z = minus16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 12

Βέλτιστη συνεχή λύση S1 x2 = 3

8 z = minus26 Βέλτιστη συνεχή λύση S

1

x2 = 1x3 = 2

3 z = minus 70

3asymp minus233

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

S

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

17 κόmicroβοι εξετάστηκαν αντί για 27 minus 1

Branch and Bound

Page 21: Branch and Bound - Εθνικόν και Καποδιστριακόν ...cgi.di.uoa.gr/~vassilis/aee/L13-Branch-And -Bound.pdfBranch and Bound Μέθοδος επίλυσης προβληµάτων

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Παράδειγmicroα εκτίmicroησης για πρόβληmicroα ελαχιστοποίησης

΄Εστω κόmicroβος Si και συνάρτηση εκτίmicroησης κάτω ϕράγmicroατος f()

΄Εστω πως γνωρίζουmicroε ήδη microια εφικτή λύση του προβλήmicroατος x

Αν f(Si)

ge cx Συνεχίζουmicroε στον διαχώρισmicroό του Si

διαφορετικά ∆εν διαχωρίζουmicroε το Si

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Παράδειγmicroα εκτίmicroησης για πρόβληmicroα ελαχιστοποίησης

΄Εστω κόmicroβος Si και συνάρτηση εκτίmicroησης κάτω ϕράγmicroατος f()

΄Εστω πως γνωρίζουmicroε ήδη microια εφικτή λύση του προβλήmicroατος x

Αν f(Si)

ge cx Συνεχίζουmicroε στον διαχώρισmicroό του Si

διαφορετικά ∆εν διαχωρίζουmicroε το Si

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Παράδειγmicroα εκτίmicroησης για πρόβληmicroα ελαχιστοποίησης

΄Εστω κόmicroβος Si και συνάρτηση εκτίmicroησης κάτω ϕράγmicroατος f()

΄Εστω πως γνωρίζουmicroε ήδη microια εφικτή λύση του προβλήmicroατος x

Αν f(Si)

ge cx Συνεχίζουmicroε στον διαχώρισmicroό του Si

διαφορετικά ∆εν διαχωρίζουmicroε το Si

Branch and Bound

vassilis
Sticky Note
ΔΕΝ συνεχίζουμε
vassilis
Cross-Out

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

Αναζήτηση στο χώρο των λύσεων

S

S1 S1

S12

S12

S12 S12

S123

S123

S123

S123

S123

S123

S123 S123

x1 = 0 x1 = 1

x2 = 0 x2 = 1

x3 = 0

x3 = 1

x3 = 0

x3 = 1

x2 = 0 x2 = 1

x3 = 0

x3 = 1

x3 = 0

x3 = 1

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

vassilis
Cross-Out
η αξία
vassilis
Cross-Out
το βάρος

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Βέλτιστη συνεχής λύση x1 = 1 x2 = 3

8 z = minus26

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

∆ιαχωρισmicroός στο S1

x =

1 S1

min z = minus20minus 16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 3

0 S1

min z = minus16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 12

Βέλτιστη συνεχή λύση S1 x2 = 3

8 z = minus26 Βέλτιστη συνεχή λύση S

1

x2 = 1x3 = 2

3 z = minus 70

3asymp minus233

Branch and Bound

vassilis
Cross-Out
4 x_5
vassilis
Cross-Out
4 x_5

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

∆ιαχωρισmicroός στο S1

x =

1 S1

min z = minus20minus 16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 3

0 S1

min z = minus16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 12

Βέλτιστη συνεχή λύση S1 x2 = 3

8 z = minus26 Βέλτιστη συνεχή λύση S

1

x2 = 1x3 = 2

3 z = minus 70

3asymp minus233

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

S

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

17 κόmicroβοι εξετάστηκαν αντί για 27 minus 1

Branch and Bound

Page 22: Branch and Bound - Εθνικόν και Καποδιστριακόν ...cgi.di.uoa.gr/~vassilis/aee/L13-Branch-And -Bound.pdfBranch and Bound Μέθοδος επίλυσης προβληµάτων

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Παράδειγmicroα εκτίmicroησης για πρόβληmicroα ελαχιστοποίησης

΄Εστω κόmicroβος Si και συνάρτηση εκτίmicroησης κάτω ϕράγmicroατος f()

΄Εστω πως γνωρίζουmicroε ήδη microια εφικτή λύση του προβλήmicroατος x

Αν f(Si)

ge cx Συνεχίζουmicroε στον διαχώρισmicroό του Si

διαφορετικά ∆εν διαχωρίζουmicroε το Si

Branch and Bound

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Παράδειγmicroα εκτίmicroησης για πρόβληmicroα ελαχιστοποίησης

΄Εστω κόmicroβος Si και συνάρτηση εκτίmicroησης κάτω ϕράγmicroατος f()

΄Εστω πως γνωρίζουmicroε ήδη microια εφικτή λύση του προβλήmicroατος x

Αν f(Si)

ge cx Συνεχίζουmicroε στον διαχώρισmicroό του Si

διαφορετικά ∆εν διαχωρίζουmicroε το Si

Branch and Bound

vassilis
Sticky Note
ΔΕΝ συνεχίζουμε
vassilis
Cross-Out

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

Αναζήτηση στο χώρο των λύσεων

S

S1 S1

S12

S12

S12 S12

S123

S123

S123

S123

S123

S123

S123 S123

x1 = 0 x1 = 1

x2 = 0 x2 = 1

x3 = 0

x3 = 1

x3 = 0

x3 = 1

x2 = 0 x2 = 1

x3 = 0

x3 = 1

x3 = 0

x3 = 1

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

vassilis
Cross-Out
η αξία
vassilis
Cross-Out
το βάρος

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Βέλτιστη συνεχής λύση x1 = 1 x2 = 3

8 z = minus26

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

∆ιαχωρισmicroός στο S1

x =

1 S1

min z = minus20minus 16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 3

0 S1

min z = minus16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 12

Βέλτιστη συνεχή λύση S1 x2 = 3

8 z = minus26 Βέλτιστη συνεχή λύση S

1

x2 = 1x3 = 2

3 z = minus 70

3asymp minus233

Branch and Bound

vassilis
Cross-Out
4 x_5
vassilis
Cross-Out
4 x_5

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

∆ιαχωρισmicroός στο S1

x =

1 S1

min z = minus20minus 16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 3

0 S1

min z = minus16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 12

Βέλτιστη συνεχή λύση S1 x2 = 3

8 z = minus26 Βέλτιστη συνεχή λύση S

1

x2 = 1x3 = 2

3 z = minus 70

3asymp minus233

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

S

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

17 κόmicroβοι εξετάστηκαν αντί για 27 minus 1

Branch and Bound

Page 23: Branch and Bound - Εθνικόν και Καποδιστριακόν ...cgi.di.uoa.gr/~vassilis/aee/L13-Branch-And -Bound.pdfBranch and Bound Μέθοδος επίλυσης προβληµάτων

Εκτίmicroηση ϕράγmicroατος

Παράδειγmicroα εκτίmicroησης για πρόβληmicroα ελαχιστοποίησης

΄Εστω κόmicroβος Si και συνάρτηση εκτίmicroησης κάτω ϕράγmicroατος f()

΄Εστω πως γνωρίζουmicroε ήδη microια εφικτή λύση του προβλήmicroατος x

Αν f(Si)

ge cx Συνεχίζουmicroε στον διαχώρισmicroό του Si

διαφορετικά ∆εν διαχωρίζουmicroε το Si

Branch and Bound

vassilis
Sticky Note
ΔΕΝ συνεχίζουμε
vassilis
Cross-Out

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

Αναζήτηση στο χώρο των λύσεων

S

S1 S1

S12

S12

S12 S12

S123

S123

S123

S123

S123

S123

S123 S123

x1 = 0 x1 = 1

x2 = 0 x2 = 1

x3 = 0

x3 = 1

x3 = 0

x3 = 1

x2 = 0 x2 = 1

x3 = 0

x3 = 1

x3 = 0

x3 = 1

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

vassilis
Cross-Out
η αξία
vassilis
Cross-Out
το βάρος

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Βέλτιστη συνεχής λύση x1 = 1 x2 = 3

8 z = minus26

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

∆ιαχωρισmicroός στο S1

x =

1 S1

min z = minus20minus 16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 3

0 S1

min z = minus16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 12

Βέλτιστη συνεχή λύση S1 x2 = 3

8 z = minus26 Βέλτιστη συνεχή λύση S

1

x2 = 1x3 = 2

3 z = minus 70

3asymp minus233

Branch and Bound

vassilis
Cross-Out
4 x_5
vassilis
Cross-Out
4 x_5

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

∆ιαχωρισmicroός στο S1

x =

1 S1

min z = minus20minus 16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 3

0 S1

min z = minus16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 12

Βέλτιστη συνεχή λύση S1 x2 = 3

8 z = minus26 Βέλτιστη συνεχή λύση S

1

x2 = 1x3 = 2

3 z = minus 70

3asymp minus233

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

S

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

17 κόmicroβοι εξετάστηκαν αντί για 27 minus 1

Branch and Bound

Page 24: Branch and Bound - Εθνικόν και Καποδιστριακόν ...cgi.di.uoa.gr/~vassilis/aee/L13-Branch-And -Bound.pdfBranch and Bound Μέθοδος επίλυσης προβληµάτων

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

Αναζήτηση στο χώρο των λύσεων

S

S1 S1

S12

S12

S12 S12

S123

S123

S123

S123

S123

S123

S123 S123

x1 = 0 x1 = 1

x2 = 0 x2 = 1

x3 = 0

x3 = 1

x3 = 0

x3 = 1

x2 = 0 x2 = 1

x3 = 0

x3 = 1

x3 = 0

x3 = 1

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

vassilis
Cross-Out
η αξία
vassilis
Cross-Out
το βάρος

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Βέλτιστη συνεχής λύση x1 = 1 x2 = 3

8 z = minus26

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

∆ιαχωρισmicroός στο S1

x =

1 S1

min z = minus20minus 16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 3

0 S1

min z = minus16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 12

Βέλτιστη συνεχή λύση S1 x2 = 3

8 z = minus26 Βέλτιστη συνεχή λύση S

1

x2 = 1x3 = 2

3 z = minus 70

3asymp minus233

Branch and Bound

vassilis
Cross-Out
4 x_5
vassilis
Cross-Out
4 x_5

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

∆ιαχωρισmicroός στο S1

x =

1 S1

min z = minus20minus 16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 3

0 S1

min z = minus16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 12

Βέλτιστη συνεχή λύση S1 x2 = 3

8 z = minus26 Βέλτιστη συνεχή λύση S

1

x2 = 1x3 = 2

3 z = minus 70

3asymp minus233

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

S

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

17 κόmicroβοι εξετάστηκαν αντί για 27 minus 1

Branch and Bound

Page 25: Branch and Bound - Εθνικόν και Καποδιστριακόν ...cgi.di.uoa.gr/~vassilis/aee/L13-Branch-And -Bound.pdfBranch and Bound Μέθοδος επίλυσης προβληµάτων

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

Αναζήτηση στο χώρο των λύσεων

S

S1 S1

S12

S12

S12 S12

S123

S123

S123

S123

S123

S123

S123 S123

x1 = 0 x1 = 1

x2 = 0 x2 = 1

x3 = 0

x3 = 1

x3 = 0

x3 = 1

x2 = 0 x2 = 1

x3 = 0

x3 = 1

x3 = 0

x3 = 1

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

vassilis
Cross-Out
η αξία
vassilis
Cross-Out
το βάρος

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Βέλτιστη συνεχής λύση x1 = 1 x2 = 3

8 z = minus26

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

∆ιαχωρισmicroός στο S1

x =

1 S1

min z = minus20minus 16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 3

0 S1

min z = minus16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 12

Βέλτιστη συνεχή λύση S1 x2 = 3

8 z = minus26 Βέλτιστη συνεχή λύση S

1

x2 = 1x3 = 2

3 z = minus 70

3asymp minus233

Branch and Bound

vassilis
Cross-Out
4 x_5
vassilis
Cross-Out
4 x_5

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

∆ιαχωρισmicroός στο S1

x =

1 S1

min z = minus20minus 16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 3

0 S1

min z = minus16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 12

Βέλτιστη συνεχή λύση S1 x2 = 3

8 z = minus26 Βέλτιστη συνεχή λύση S

1

x2 = 1x3 = 2

3 z = minus 70

3asymp minus233

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

S

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

17 κόmicroβοι εξετάστηκαν αντί για 27 minus 1

Branch and Bound

Page 26: Branch and Bound - Εθνικόν και Καποδιστριακόν ...cgi.di.uoa.gr/~vassilis/aee/L13-Branch-And -Bound.pdfBranch and Bound Μέθοδος επίλυσης προβληµάτων

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

Αναζήτηση στο χώρο των λύσεων

S

S1 S1

S12

S12

S12 S12

S123

S123

S123

S123

S123

S123

S123 S123

x1 = 0 x1 = 1

x2 = 0 x2 = 1

x3 = 0

x3 = 1

x3 = 0

x3 = 1

x2 = 0 x2 = 1

x3 = 0

x3 = 1

x3 = 0

x3 = 1

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

vassilis
Cross-Out
η αξία
vassilis
Cross-Out
το βάρος

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Βέλτιστη συνεχής λύση x1 = 1 x2 = 3

8 z = minus26

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

∆ιαχωρισmicroός στο S1

x =

1 S1

min z = minus20minus 16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 3

0 S1

min z = minus16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 12

Βέλτιστη συνεχή λύση S1 x2 = 3

8 z = minus26 Βέλτιστη συνεχή λύση S

1

x2 = 1x3 = 2

3 z = minus 70

3asymp minus233

Branch and Bound

vassilis
Cross-Out
4 x_5
vassilis
Cross-Out
4 x_5

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

∆ιαχωρισmicroός στο S1

x =

1 S1

min z = minus20minus 16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 3

0 S1

min z = minus16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 12

Βέλτιστη συνεχή λύση S1 x2 = 3

8 z = minus26 Βέλτιστη συνεχή λύση S

1

x2 = 1x3 = 2

3 z = minus 70

3asymp minus233

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

S

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

17 κόmicroβοι εξετάστηκαν αντί για 27 minus 1

Branch and Bound

Page 27: Branch and Bound - Εθνικόν και Καποδιστριακόν ...cgi.di.uoa.gr/~vassilis/aee/L13-Branch-And -Bound.pdfBranch and Bound Μέθοδος επίλυσης προβληµάτων

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

Αναζήτηση στο χώρο των λύσεων

S

S1 S1

S12

S12

S12 S12

S123

S123

S123

S123

S123

S123

S123 S123

x1 = 0 x1 = 1

x2 = 0 x2 = 1

x3 = 0

x3 = 1

x3 = 0

x3 = 1

x2 = 0 x2 = 1

x3 = 0

x3 = 1

x3 = 0

x3 = 1

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

vassilis
Cross-Out
η αξία
vassilis
Cross-Out
το βάρος

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Βέλτιστη συνεχής λύση x1 = 1 x2 = 3

8 z = minus26

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

∆ιαχωρισmicroός στο S1

x =

1 S1

min z = minus20minus 16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 3

0 S1

min z = minus16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 12

Βέλτιστη συνεχή λύση S1 x2 = 3

8 z = minus26 Βέλτιστη συνεχή λύση S

1

x2 = 1x3 = 2

3 z = minus 70

3asymp minus233

Branch and Bound

vassilis
Cross-Out
4 x_5
vassilis
Cross-Out
4 x_5

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

∆ιαχωρισmicroός στο S1

x =

1 S1

min z = minus20minus 16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 3

0 S1

min z = minus16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 12

Βέλτιστη συνεχή λύση S1 x2 = 3

8 z = minus26 Βέλτιστη συνεχή λύση S

1

x2 = 1x3 = 2

3 z = minus 70

3asymp minus233

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

S

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

17 κόmicroβοι εξετάστηκαν αντί για 27 minus 1

Branch and Bound

Page 28: Branch and Bound - Εθνικόν και Καποδιστριακόν ...cgi.di.uoa.gr/~vassilis/aee/L13-Branch-And -Bound.pdfBranch and Bound Μέθοδος επίλυσης προβληµάτων

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

Αναζήτηση στο χώρο των λύσεων

S

S1 S1

S12

S12

S12 S12

S123

S123

S123

S123

S123

S123

S123 S123

x1 = 0 x1 = 1

x2 = 0 x2 = 1

x3 = 0

x3 = 1

x3 = 0

x3 = 1

x2 = 0 x2 = 1

x3 = 0

x3 = 1

x3 = 0

x3 = 1

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

vassilis
Cross-Out
η αξία
vassilis
Cross-Out
το βάρος

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Βέλτιστη συνεχής λύση x1 = 1 x2 = 3

8 z = minus26

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

∆ιαχωρισmicroός στο S1

x =

1 S1

min z = minus20minus 16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 3

0 S1

min z = minus16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 12

Βέλτιστη συνεχή λύση S1 x2 = 3

8 z = minus26 Βέλτιστη συνεχή λύση S

1

x2 = 1x3 = 2

3 z = minus 70

3asymp minus233

Branch and Bound

vassilis
Cross-Out
4 x_5
vassilis
Cross-Out
4 x_5

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

∆ιαχωρισmicroός στο S1

x =

1 S1

min z = minus20minus 16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 3

0 S1

min z = minus16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 12

Βέλτιστη συνεχή λύση S1 x2 = 3

8 z = minus26 Βέλτιστη συνεχή λύση S

1

x2 = 1x3 = 2

3 z = minus 70

3asymp minus233

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

S

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

17 κόmicroβοι εξετάστηκαν αντί για 27 minus 1

Branch and Bound

Page 29: Branch and Bound - Εθνικόν και Καποδιστριακόν ...cgi.di.uoa.gr/~vassilis/aee/L13-Branch-And -Bound.pdfBranch and Bound Μέθοδος επίλυσης προβληµάτων

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

Αναζήτηση στο χώρο των λύσεων

S

S1 S1

S12

S12

S12 S12

S123

S123

S123

S123

S123

S123

S123 S123

x1 = 0 x1 = 1

x2 = 0 x2 = 1

x3 = 0

x3 = 1

x3 = 0

x3 = 1

x2 = 0 x2 = 1

x3 = 0

x3 = 1

x3 = 0

x3 = 1

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

vassilis
Cross-Out
η αξία
vassilis
Cross-Out
το βάρος

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Βέλτιστη συνεχής λύση x1 = 1 x2 = 3

8 z = minus26

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

∆ιαχωρισmicroός στο S1

x =

1 S1

min z = minus20minus 16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 3

0 S1

min z = minus16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 12

Βέλτιστη συνεχή λύση S1 x2 = 3

8 z = minus26 Βέλτιστη συνεχή λύση S

1

x2 = 1x3 = 2

3 z = minus 70

3asymp minus233

Branch and Bound

vassilis
Cross-Out
4 x_5
vassilis
Cross-Out
4 x_5

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

∆ιαχωρισmicroός στο S1

x =

1 S1

min z = minus20minus 16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 3

0 S1

min z = minus16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 12

Βέλτιστη συνεχή λύση S1 x2 = 3

8 z = minus26 Βέλτιστη συνεχή λύση S

1

x2 = 1x3 = 2

3 z = minus 70

3asymp minus233

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

S

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

17 κόmicroβοι εξετάστηκαν αντί για 27 minus 1

Branch and Bound

Page 30: Branch and Bound - Εθνικόν και Καποδιστριακόν ...cgi.di.uoa.gr/~vassilis/aee/L13-Branch-And -Bound.pdfBranch and Bound Μέθοδος επίλυσης προβληµάτων

∆ιάσχιση

Αφού γίνει η διαχώρηση microε ποια σειρά ϑα διασχίσουmicroε τον χώρο

αναζήτησης

Κατά ϐάθος (Depth First Search )

Συνήθως στην Συνδυαστική Βελτιστοποίηση

Κατά πλάτος (Bread First Search )

Συνήθως στην Τεχνητή Νοηmicroοσύνη

Προς το καλύτερο (χειρότερο) ανάλογα microε την αντικειmicroενική

συνάρτηση

Πολυπλοκότητα

Θεωρητικά Εκθετική

Πρακτικά microε υπολογισmicroό του χρόνου και του αριθmicroού των κόmicroβων

για την πολυπλοκότητα χώρου (microνήmicroης)

Branch and Bound

Αναζήτηση στο χώρο των λύσεων

S

S1 S1

S12

S12

S12 S12

S123

S123

S123

S123

S123

S123

S123 S123

x1 = 0 x1 = 1

x2 = 0 x2 = 1

x3 = 0

x3 = 1

x3 = 0

x3 = 1

x2 = 0 x2 = 1

x3 = 0

x3 = 1

x3 = 0

x3 = 1

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

vassilis
Cross-Out
η αξία
vassilis
Cross-Out
το βάρος

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Βέλτιστη συνεχής λύση x1 = 1 x2 = 3

8 z = minus26

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

∆ιαχωρισmicroός στο S1

x =

1 S1

min z = minus20minus 16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 3

0 S1

min z = minus16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 12

Βέλτιστη συνεχή λύση S1 x2 = 3

8 z = minus26 Βέλτιστη συνεχή λύση S

1

x2 = 1x3 = 2

3 z = minus 70

3asymp minus233

Branch and Bound

vassilis
Cross-Out
4 x_5
vassilis
Cross-Out
4 x_5

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

∆ιαχωρισmicroός στο S1

x =

1 S1

min z = minus20minus 16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 3

0 S1

min z = minus16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 12

Βέλτιστη συνεχή λύση S1 x2 = 3

8 z = minus26 Βέλτιστη συνεχή λύση S

1

x2 = 1x3 = 2

3 z = minus 70

3asymp minus233

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

S

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

17 κόmicroβοι εξετάστηκαν αντί για 27 minus 1

Branch and Bound

Page 31: Branch and Bound - Εθνικόν και Καποδιστριακόν ...cgi.di.uoa.gr/~vassilis/aee/L13-Branch-And -Bound.pdfBranch and Bound Μέθοδος επίλυσης προβληµάτων

Αναζήτηση στο χώρο των λύσεων

S

S1 S1

S12

S12

S12 S12

S123

S123

S123

S123

S123

S123

S123 S123

x1 = 0 x1 = 1

x2 = 0 x2 = 1

x3 = 0

x3 = 1

x3 = 0

x3 = 1

x2 = 0 x2 = 1

x3 = 0

x3 = 1

x3 = 0

x3 = 1

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

vassilis
Cross-Out
η αξία
vassilis
Cross-Out
το βάρος

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Βέλτιστη συνεχής λύση x1 = 1 x2 = 3

8 z = minus26

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

∆ιαχωρισmicroός στο S1

x =

1 S1

min z = minus20minus 16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 3

0 S1

min z = minus16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 12

Βέλτιστη συνεχή λύση S1 x2 = 3

8 z = minus26 Βέλτιστη συνεχή λύση S

1

x2 = 1x3 = 2

3 z = minus 70

3asymp minus233

Branch and Bound

vassilis
Cross-Out
4 x_5
vassilis
Cross-Out
4 x_5

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

∆ιαχωρισmicroός στο S1

x =

1 S1

min z = minus20minus 16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 3

0 S1

min z = minus16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 12

Βέλτιστη συνεχή λύση S1 x2 = 3

8 z = minus26 Βέλτιστη συνεχή λύση S

1

x2 = 1x3 = 2

3 z = minus 70

3asymp minus233

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

S

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

17 κόmicroβοι εξετάστηκαν αντί για 27 minus 1

Branch and Bound

Page 32: Branch and Bound - Εθνικόν και Καποδιστριακόν ...cgi.di.uoa.gr/~vassilis/aee/L13-Branch-And -Bound.pdfBranch and Bound Μέθοδος επίλυσης προβληµάτων

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

vassilis
Cross-Out
η αξία
vassilis
Cross-Out
το βάρος

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Βέλτιστη συνεχής λύση x1 = 1 x2 = 3

8 z = minus26

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

∆ιαχωρισmicroός στο S1

x =

1 S1

min z = minus20minus 16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 3

0 S1

min z = minus16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 12

Βέλτιστη συνεχή λύση S1 x2 = 3

8 z = minus26 Βέλτιστη συνεχή λύση S

1

x2 = 1x3 = 2

3 z = minus 70

3asymp minus233

Branch and Bound

vassilis
Cross-Out
4 x_5
vassilis
Cross-Out
4 x_5

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

∆ιαχωρισmicroός στο S1

x =

1 S1

min z = minus20minus 16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 3

0 S1

min z = minus16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 12

Βέλτιστη συνεχή λύση S1 x2 = 3

8 z = minus26 Βέλτιστη συνεχή λύση S

1

x2 = 1x3 = 2

3 z = minus 70

3asymp minus233

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

S

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

17 κόmicroβοι εξετάστηκαν αντί για 27 minus 1

Branch and Bound

Page 33: Branch and Bound - Εθνικόν και Καποδιστριακόν ...cgi.di.uoa.gr/~vassilis/aee/L13-Branch-And -Bound.pdfBranch and Bound Μέθοδος επίλυσης προβληµάτων

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

vassilis
Cross-Out
η αξία
vassilis
Cross-Out
το βάρος

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Βέλτιστη συνεχής λύση x1 = 1 x2 = 3

8 z = minus26

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

∆ιαχωρισmicroός στο S1

x =

1 S1

min z = minus20minus 16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 3

0 S1

min z = minus16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 12

Βέλτιστη συνεχή λύση S1 x2 = 3

8 z = minus26 Βέλτιστη συνεχή λύση S

1

x2 = 1x3 = 2

3 z = minus 70

3asymp minus233

Branch and Bound

vassilis
Cross-Out
4 x_5
vassilis
Cross-Out
4 x_5

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

∆ιαχωρισmicroός στο S1

x =

1 S1

min z = minus20minus 16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 3

0 S1

min z = minus16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 12

Βέλτιστη συνεχή λύση S1 x2 = 3

8 z = minus26 Βέλτιστη συνεχή λύση S

1

x2 = 1x3 = 2

3 z = minus 70

3asymp minus233

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

S

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

17 κόmicroβοι εξετάστηκαν αντί για 27 minus 1

Branch and Bound

Page 34: Branch and Bound - Εθνικόν και Καποδιστριακόν ...cgi.di.uoa.gr/~vassilis/aee/L13-Branch-And -Bound.pdfBranch and Bound Μέθοδος επίλυσης προβληµάτων

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

vassilis
Cross-Out
η αξία
vassilis
Cross-Out
το βάρος

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Βέλτιστη συνεχής λύση x1 = 1 x2 = 3

8 z = minus26

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

∆ιαχωρισmicroός στο S1

x =

1 S1

min z = minus20minus 16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 3

0 S1

min z = minus16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 12

Βέλτιστη συνεχή λύση S1 x2 = 3

8 z = minus26 Βέλτιστη συνεχή λύση S

1

x2 = 1x3 = 2

3 z = minus 70

3asymp minus233

Branch and Bound

vassilis
Cross-Out
4 x_5
vassilis
Cross-Out
4 x_5

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

∆ιαχωρισmicroός στο S1

x =

1 S1

min z = minus20minus 16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 3

0 S1

min z = minus16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 12

Βέλτιστη συνεχή λύση S1 x2 = 3

8 z = minus26 Βέλτιστη συνεχή λύση S

1

x2 = 1x3 = 2

3 z = minus 70

3asymp minus233

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

S

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

17 κόmicroβοι εξετάστηκαν αντί για 27 minus 1

Branch and Bound

Page 35: Branch and Bound - Εθνικόν και Καποδιστριακόν ...cgi.di.uoa.gr/~vassilis/aee/L13-Branch-And -Bound.pdfBranch and Bound Μέθοδος επίλυσης προβληµάτων

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Branch and Bound

vassilis
Cross-Out
η αξία
vassilis
Cross-Out
το βάρος

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Βέλτιστη συνεχής λύση x1 = 1 x2 = 3

8 z = minus26

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

∆ιαχωρισmicroός στο S1

x =

1 S1

min z = minus20minus 16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 3

0 S1

min z = minus16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 12

Βέλτιστη συνεχή λύση S1 x2 = 3

8 z = minus26 Βέλτιστη συνεχή λύση S

1

x2 = 1x3 = 2

3 z = minus 70

3asymp minus233

Branch and Bound

vassilis
Cross-Out
4 x_5
vassilis
Cross-Out
4 x_5

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

∆ιαχωρισmicroός στο S1

x =

1 S1

min z = minus20minus 16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 3

0 S1

min z = minus16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 12

Βέλτιστη συνεχή λύση S1 x2 = 3

8 z = minus26 Βέλτιστη συνεχή λύση S

1

x2 = 1x3 = 2

3 z = minus 70

3asymp minus233

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

S

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

17 κόmicroβοι εξετάστηκαν αντί για 27 minus 1

Branch and Bound

Page 36: Branch and Bound - Εθνικόν και Καποδιστριακόν ...cgi.di.uoa.gr/~vassilis/aee/L13-Branch-And -Bound.pdfBranch and Bound Μέθοδος επίλυσης προβληµάτων

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

min z = minus20x1 minus16x2 minus11x3 minus9x4 minus7x5 minusx6

st 9x1 +8x2 +6x3 +5x4 +4x5 +x6 le 12

x1 x2 x3 x4 x5 x6 isin 0 1

Για την επίλυση ϑα χρησιmicroοποιήσουmicroε ως συνάρτηση εκτίmicroησης την

λύση που επιστρέφει η Simplex για το συνεχές πρόβληmicroα Στο

συγκεκριmicroένο πρόβληmicroα η λύση είναι τετριmicromicroένα εύκολη

∆ιατάσσουmicroε τις microεταβλητές Cj1

aj1

le Cj2

aj2

le middot middot middot le Cji

aji

όπου Ci το ϐάρος και ai η αξία της microεταβλητής xi

Σύmicroφωνα microε την παραπάνω διάταξη επιλέγουmicroε τις microεταβλητές στη

σειρά και τις microεγιστοποιούmicroε microέχρι να κορεστεί ο περιορισmicroός

Βέλτιστη συνεχής λύση x1 = 1 x2 = 3

8 z = minus26

Branch and Bound

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

∆ιαχωρισmicroός στο S1

x =

1 S1

min z = minus20minus 16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 3

0 S1

min z = minus16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 12

Βέλτιστη συνεχή λύση S1 x2 = 3

8 z = minus26 Βέλτιστη συνεχή λύση S

1

x2 = 1x3 = 2

3 z = minus 70

3asymp minus233

Branch and Bound

vassilis
Cross-Out
4 x_5
vassilis
Cross-Out
4 x_5

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

∆ιαχωρισmicroός στο S1

x =

1 S1

min z = minus20minus 16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 3

0 S1

min z = minus16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 12

Βέλτιστη συνεχή λύση S1 x2 = 3

8 z = minus26 Βέλτιστη συνεχή λύση S

1

x2 = 1x3 = 2

3 z = minus 70

3asymp minus233

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

S

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

17 κόmicroβοι εξετάστηκαν αντί για 27 minus 1

Branch and Bound

Page 37: Branch and Bound - Εθνικόν και Καποδιστριακόν ...cgi.di.uoa.gr/~vassilis/aee/L13-Branch-And -Bound.pdfBranch and Bound Μέθοδος επίλυσης προβληµάτων

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

∆ιαχωρισmicroός στο S1

x =

1 S1

min z = minus20minus 16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 3

0 S1

min z = minus16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 12

Βέλτιστη συνεχή λύση S1 x2 = 3

8 z = minus26 Βέλτιστη συνεχή λύση S

1

x2 = 1x3 = 2

3 z = minus 70

3asymp minus233

Branch and Bound

vassilis
Cross-Out
4 x_5
vassilis
Cross-Out
4 x_5

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

∆ιαχωρισmicroός στο S1

x =

1 S1

min z = minus20minus 16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 3

0 S1

min z = minus16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 12

Βέλτιστη συνεχή λύση S1 x2 = 3

8 z = minus26 Βέλτιστη συνεχή λύση S

1

x2 = 1x3 = 2

3 z = minus 70

3asymp minus233

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

S

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

17 κόmicroβοι εξετάστηκαν αντί για 27 minus 1

Branch and Bound

Page 38: Branch and Bound - Εθνικόν και Καποδιστριακόν ...cgi.di.uoa.gr/~vassilis/aee/L13-Branch-And -Bound.pdfBranch and Bound Μέθοδος επίλυσης προβληµάτων

Παράδειγmicroα (Πρόβληmicroα σακιδίου)

∆ιαχωρισmicroός στο S1

x =

1 S1

min z = minus20minus 16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 3

0 S1

min z = minus16x2 minus 11x3 minus 9x4 minus 7x5 minus x6

8x2 + 6x3 + 5x4 + 4x3 + x6 lt 12

Βέλτιστη συνεχή λύση S1 x2 = 3

8 z = minus26 Βέλτιστη συνεχή λύση S

1

x2 = 1x3 = 2

3 z = minus 70

3asymp minus233

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

S

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

17 κόmicroβοι εξετάστηκαν αντί για 27 minus 1

Branch and Bound

Page 39: Branch and Bound - Εθνικόν και Καποδιστριακόν ...cgi.di.uoa.gr/~vassilis/aee/L13-Branch-And -Bound.pdfBranch and Bound Μέθοδος επίλυσης προβληµάτων

Αναζήτηση προς το καλύτερο

S

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

17 κόmicroβοι εξετάστηκαν αντί για 27 minus 1

Branch and Bound

Page 40: Branch and Bound - Εθνικόν και Καποδιστριακόν ...cgi.di.uoa.gr/~vassilis/aee/L13-Branch-And -Bound.pdfBranch and Bound Μέθοδος επίλυσης προβληµάτων

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

17 κόmicroβοι εξετάστηκαν αντί για 27 minus 1

Branch and Bound

Page 41: Branch and Bound - Εθνικόν και Καποδιστριακόν ...cgi.di.uoa.gr/~vassilis/aee/L13-Branch-And -Bound.pdfBranch and Bound Μέθοδος επίλυσης προβληµάτων

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

17 κόmicroβοι εξετάστηκαν αντί για 27 minus 1

Branch and Bound

Page 42: Branch and Bound - Εθνικόν και Καποδιστριακόν ...cgi.di.uoa.gr/~vassilis/aee/L13-Branch-And -Bound.pdfBranch and Bound Μέθοδος επίλυσης προβληµάτων

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

17 κόmicroβοι εξετάστηκαν αντί για 27 minus 1

Branch and Bound

Page 43: Branch and Bound - Εθνικόν και Καποδιστριακόν ...cgi.di.uoa.gr/~vassilis/aee/L13-Branch-And -Bound.pdfBranch and Bound Μέθοδος επίλυσης προβληµάτων

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

17 κόmicroβοι εξετάστηκαν αντί για 27 minus 1

Branch and Bound

Page 44: Branch and Bound - Εθνικόν και Καποδιστριακόν ...cgi.di.uoa.gr/~vassilis/aee/L13-Branch-And -Bound.pdfBranch and Bound Μέθοδος επίλυσης προβληµάτων

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

17 κόmicroβοι εξετάστηκαν αντί για 27 minus 1

Branch and Bound

Page 45: Branch and Bound - Εθνικόν και Καποδιστριακόν ...cgi.di.uoa.gr/~vassilis/aee/L13-Branch-And -Bound.pdfBranch and Bound Μέθοδος επίλυσης προβληµάτων

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

17 κόmicroβοι εξετάστηκαν αντί για 27 minus 1

Branch and Bound

Page 46: Branch and Bound - Εθνικόν και Καποδιστριακόν ...cgi.di.uoa.gr/~vassilis/aee/L13-Branch-And -Bound.pdfBranch and Bound Μέθοδος επίλυσης προβληµάτων

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

17 κόmicroβοι εξετάστηκαν αντί για 27 minus 1

Branch and Bound

Page 47: Branch and Bound - Εθνικόν και Καποδιστριακόν ...cgi.di.uoa.gr/~vassilis/aee/L13-Branch-And -Bound.pdfBranch and Bound Μέθοδος επίλυσης προβληµάτων

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

17 κόmicroβοι εξετάστηκαν αντί για 27 minus 1

Branch and Bound

Page 48: Branch and Bound - Εθνικόν και Καποδιστριακόν ...cgi.di.uoa.gr/~vassilis/aee/L13-Branch-And -Bound.pdfBranch and Bound Μέθοδος επίλυσης προβληµάτων

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

17 κόmicroβοι εξετάστηκαν αντί για 27 minus 1

Branch and Bound

Page 49: Branch and Bound - Εθνικόν και Καποδιστριακόν ...cgi.di.uoa.gr/~vassilis/aee/L13-Branch-And -Bound.pdfBranch and Bound Μέθοδος επίλυσης προβληµάτων

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

17 κόmicroβοι εξετάστηκαν αντί για 27 minus 1

Branch and Bound

Page 50: Branch and Bound - Εθνικόν και Καποδιστριακόν ...cgi.di.uoa.gr/~vassilis/aee/L13-Branch-And -Bound.pdfBranch and Bound Μέθοδος επίλυσης προβληµάτων

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

17 κόmicroβοι εξετάστηκαν αντί για 27 minus 1

Branch and Bound

Page 51: Branch and Bound - Εθνικόν και Καποδιστριακόν ...cgi.di.uoa.gr/~vassilis/aee/L13-Branch-And -Bound.pdfBranch and Bound Μέθοδος επίλυσης προβληµάτων

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

17 κόmicroβοι εξετάστηκαν αντί για 27 minus 1

Branch and Bound

Page 52: Branch and Bound - Εθνικόν και Καποδιστριακόν ...cgi.di.uoa.gr/~vassilis/aee/L13-Branch-And -Bound.pdfBranch and Bound Μέθοδος επίλυσης προβληµάτων

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

17 κόmicroβοι εξετάστηκαν αντί για 27 minus 1

Branch and Bound

Page 53: Branch and Bound - Εθνικόν και Καποδιστριακόν ...cgi.di.uoa.gr/~vassilis/aee/L13-Branch-And -Bound.pdfBranch and Bound Μέθοδος επίλυσης προβληµάτων

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

17 κόmicroβοι εξετάστηκαν αντί για 27 minus 1

Branch and Bound

Page 54: Branch and Bound - Εθνικόν και Καποδιστριακόν ...cgi.di.uoa.gr/~vassilis/aee/L13-Branch-And -Bound.pdfBranch and Bound Μέθοδος επίλυσης προβληµάτων

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

17 κόmicroβοι εξετάστηκαν αντί για 27 minus 1

Branch and Bound

Page 55: Branch and Bound - Εθνικόν και Καποδιστριακόν ...cgi.di.uoa.gr/~vassilis/aee/L13-Branch-And -Bound.pdfBranch and Bound Μέθοδος επίλυσης προβληµάτων

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

17 κόmicroβοι εξετάστηκαν αντί για 27 minus 1

Branch and Bound

Page 56: Branch and Bound - Εθνικόν και Καποδιστριακόν ...cgi.di.uoa.gr/~vassilis/aee/L13-Branch-And -Bound.pdfBranch and Bound Μέθοδος επίλυσης προβληµάτων

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

Branch and Bound

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

17 κόmicroβοι εξετάστηκαν αντί για 27 minus 1

Branch and Bound

Page 57: Branch and Bound - Εθνικόν και Καποδιστριακόν ...cgi.di.uoa.gr/~vassilis/aee/L13-Branch-And -Bound.pdfBranch and Bound Μέθοδος επίλυσης προβληµάτων

Αναζήτηση προς το καλύτερο

SS

S1 minus233 S1 minus26

S1 minus26

S12 infinS12 minus255 S12 infinS12 minus255

S123 infinS

123 minus254 S123 infinS

123 minus254

S1234 infinS

1234 minus254 S1234 infinS

1234 minus254

S12345 infinS

12345 minus21S

12345 infinS12345 minus21

S1 minus233

S12 minus2175

S12 minus2333

S12 minus2175

S12 minus2333

S123 infinS

123 minus232 S123 infinS

123 minus232

S1234 infinS

1234 230 S1234 infinS

1234 230

17 κόmicroβοι εξετάστηκαν αντί για 27 minus 1

Branch and Bound