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Formulazioni dei problemi di packing

Parte 2 · Formulazioni dei problemi e loro proprietà · Capitolo 10 · Dispensa, volume 2 (PDF) · Slide · Esercizi: Problemi di packing

Prerequisiti

Obiettivi

Al termine di questo capitolo saremo in grado di:

  • scrivere il modello PLI del problema del bin packing e spiegare il legame fra le variabili di assegnamento e le variabili di attivazione;

  • scrivere i due rilassamenti lineari e i loro duali, e dimostrare che il loro valore ottimo è \(\sum_{j} w_j / c\);

  • arrotondare per eccesso il bound del rilassamento per ottenere un lower bound sul numero di contenitori;

  • dimostrare che il bound del rilassamento è almeno la metà del valore ottimo, e che il fattore è tight;

  • scrivere il modello PLI del problema del cutting stock, con variabili intere per le copie degli oggetti.

10.1 Panoramica della famiglia

  • I modelli PLI dei problemi di packing usano un upper bound \(m\) sul numero di contenitori e l'insieme \(\mathscr{B} = \{1,2,\dots,m\}\) dei contenitori che si possono usare.

  • Le variabili di assegnamento \(x_{jb}\) mettono gli oggetti \(j \in \mathscr{I}\) nei contenitori \(b \in \mathscr{B}\), e le variabili di attivazione binarie \(y_b\) dicono se il contenitore \(b\) è usato.

  • Ogni contenitore dà un vincolo di capacità, che collega anche i due tipi di variabili, e la funzione obiettivo minimizza il numero \(\sum_{b \in \mathscr{B}} y_b\) di contenitori usati.

I modelli di packing sono modelli di assegnamento: ogni oggetto, o ogni copia di un oggetto, è assegnato a un contenitore usato, e gli oggetti assegnati a un contenitore ne rispettano la capacità. I membri della famiglia cambiano il dominio delle variabili di assegnamento.

  • La tabella elenca i membri della famiglia, con il nome del loro modello PLI e la sezione che lo scrive.
Problema Modello Variabili di assegnamento Sezione
BPP \(\mathrm{ILP}_{\mathrm{BPP}}\) binarie \(x_{jb}\) 10.2
CSP \(\mathrm{ILP}_{\mathrm{CSP}}\) intere \(x_{jb}\), le copie dell'oggetto \(j\) nel contenitore \(b\) 10.5
  • Panoramica

    Panoramica della famiglia

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  • 10.2 Un modello PLI per il problema del bin packing

    Alcune proprietà teoriche importanti

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  • 10.5 Un modello PLI per il problema del cutting stock

    In sintesi

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Avanti: 10.2 Un modello PLI per il problema del bin packing


Esercizi su questo capitolo: Problemi di packing