JPH0485659A - Binary tree possible solution keeping/restoring processing system - Google Patents

Binary tree possible solution keeping/restoring processing system

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JPH0485659A
JPH0485659A JP2201748A JP20174890A JPH0485659A JP H0485659 A JPH0485659 A JP H0485659A JP 2201748 A JP2201748 A JP 2201748A JP 20174890 A JP20174890 A JP 20174890A JP H0485659 A JPH0485659 A JP H0485659A
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  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)

Abstract

PURPOSE:To reduce a using memory capacity at optimizing processing and to shorten the processing time of the whole by keeping the minimum conditions for the restoring of solution information among the information of a node that a possible solution is obtained at optimizing processing by the branch limiting method of a mixed integer programming problem and restoring the solution information based on them. CONSTITUTION:A binary tree 1 that the conditions of the parameter of an inputted mixed integer programming problem are changed and are given to respective nodes in order is prepared, the optimizing of the respective nodes of the binary tree 1 is executed and conditions 2 of a possible solution when all the conditions are satisfied are outputted and kept. Besides, an inverse matrix E is generated based on the conditions 2 of the kept possible solution, the inverse matrix E is operated to the matrix of the original mixed integer programming problem and solution information is restored. Thus, a using memory capacity at optimizing processing can be reduced and the processing time of the whole can be shortened.

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 混合整数計画問題の二分木のノードの可能解の保存・復
元する二分木可能解保存・復元処理方式混合整数計画問
題の分枝限定法による最適化処理時に、可能解が得られ
たノードの情報のうち解復元に必要最小限の情報(M 
I P変数の上限値、下限値、基底、非基底(値)など
)を保存しておき、解復元時にこれをもとに解状態を復
元し、最適化処理時の使用メモリ容量を削減すると共に
全体の処理時間を短縮することを目的とし、人力された
混合整数計画問題について、変数の条件(例えば上限値
、下限値など)を変更して各ノードに順次付与した二分
木を作成し、この二分木の各ノードに付与した変数の条
件のもとで最適化を行い27条件を全て満足したときの
解(可能解)の条件(M I P変数の土、限値、下限
値、基底、非基底(値))を出力し7て保存し、少ない
メモリ容量で解消料を保存するように構成する。
[Detailed Description of the Invention] [Summary] Binary tree possible solution storage/restoration processing method for storing and restoring possible solutions of nodes in a binary tree of a mixed integer programming problem During optimization processing using the branch and bound method for a mixed integer programming problem , the minimum information (M
Save the upper limit value, lower limit value, base value, non-base value (value, etc.) of IP variables, and restore the solution state based on this when restoring the solution to reduce the memory capacity used during optimization processing. With the aim of shortening the overall processing time, we created a binary tree in which variable conditions (e.g., upper and lower limits) were changed and sequentially assigned to each node for manually generated mixed integer programming problems. Optimization is performed under the conditions of the variables assigned to each node of this binary tree, and the conditions of the solution (possible solution) when all 27 conditions are satisfied (M I P variable soil, limit value, lower limit value, basis , non-base (value)) and store them, and the solution is configured to be stored with a small memory capacity.

〔産業上の利用分野〕[Industrial application field]

本発明は、混合整数計画問題の三分木のノードの可能解
の保存・復元する二分木可能解保存・復元処理方式に関
するものである。数理汎1画法システムの適用範囲は、
従来の少産計画主体の通用から繊維・配送・人員配置計
画へと、多様化してきた。このため、1950年代に確
立した彫体法による線形耐内間[3(1,、P問題)か
ら、分枝限定法を紺ろ合υせた混合整数計画問題(MI
P問題)へとその発展を見せている。
The present invention relates to a binary tree possible solution storage and restoration processing method for storing and restoring possible solutions of nodes of a ternary tree of a mixed integer programming problem. The scope of application of the mathematical generalized one-stroke system is
It has diversified from the traditional focus on low production planning to textile, delivery, and personnel allocation planning. For this reason, from the linear tolerance [3(1,,P problem)] using the Horitai method established in the 1950s, to the mixed integer programming problem (MI
This is showing its development into P problem).

l、))間社の最適化では解は1つしか存在しないが、
M I P問題の最適化では分枝限定法を使用するため
に複数の解(可能解)を出力する。このため、Jl1通
化処理にl・要と夛゛るメモリ容量の削減が望まれてい
る。
l, )) There is only one solution in the optimization of the company, but
In optimization of the MIP problem, a plurality of solutions (possible solutions) are output to use the branch and bound method. For this reason, it is desired to reduce the memory capacity required for JI1 standardization processing.

〔従来の技術と発明が解決しようとする課題〕MIP問
題の従来の最適化処理の流れを第9図に示す。与えられ
たM I 1)問題に対して各MIP変数(分校の対象
となる変数をMIP変数と呼ぶ)の条件(整数変数の場
合には上限値あるいは下限値−)で分割しく@)、分割
し、た領域(ノード)において線形最適化を行・う(e
)。分枝の状態を表現するために第10図に示ず−゛分
木使用する。この二分木の上でVIP変数として定義さ
れた変数の値を吟味し、線形最適化結果がMIP変数の
条件を満足する場合(19で満足している場合)には、
その線形最適化結果をM I P問題の可能解の1つの
として記録する。二」分木における全てのノードを探索
して終了したときにM l i)問題の最適化を終了壇
る。ここで、MIP問題の最適化処理では、ノードのマ
ドリスク情報を更新処理している。
[Prior art and problems to be solved by the invention] FIG. 9 shows the flow of a conventional optimization process for an MIP problem. Given M I 1) Divide the problem by the conditions (in the case of integer variables, the upper limit or lower limit -) of each MIP variable (variables that are subject to branching are called MIP variables). Then, perform linear optimization in the area (node) (e
). A branch tree (not shown in FIG. 10) is used to express the branch state. Examine the values of variables defined as VIP variables on this binary tree, and if the linear optimization result satisfies the conditions for MIP variables (19),
Record the linear optimization result as one of the possible solutions to the M I P problem. 2) When all nodes in the branch tree have been searched and completed, the optimization of the problem is terminated. Here, in the optimization process of the MIP problem, the madrisk information of the node is updated.

この際、15P問題の解復元方法としては、基底情報を
利用する方法が知られている。Ll)問題ではマトリク
ス情報を一切変更しないため、基底情報のみで解を復元
することができた。しかし、MIP問題の最適化処理で
は、個々のノードでマトリクス情報を更新しているため
、基底情報を保存したのみでは解を復元できず、従来の
システムでは、可能解の横出毎に解消料(変数の値や基
底状態など)をファイルに出力する必要があった。可能
解をn個検出した場合、可能解n個分の解消料の大きさ
は、例えば n*(全ての変数の個数水(4ハイド*8+8バイト*
6)) であった。このため、下記問題があった。
At this time, a method using base information is known as a method for restoring the solution to the 15P problem. In the Ll) problem, the matrix information was not changed at all, so the solution could be restored using only the base information. However, in the optimization process of MIP problems, matrix information is updated at each node, so it is not possible to restore the solution just by saving the base information, and in conventional systems, a solution fee is charged for each possible solution. It was necessary to output (variable values, ground state, etc.) to a file. When n possible solutions are detected, the size of the solution fee for n possible solutions is, for example, n * (number of all variables (4 hides * 8 + 8 bytes *
6)). This caused the following problems.

(1)解消料が大きいため、小型データに対してはメモ
リへ出力することができたが、大型データに対してはど
うしてもファイル出力(外部記憶装置上に設けたファイ
ルに出力)する必要が発生し、迅速に処理し得ないとい
う問題があった。
(1) Because the cancellation fee is large, it was possible to output small data to memory, but large data had to be output to a file (output to a file on an external storage device). However, there was a problem that it could not be processed quickly.

(2)混合整数計画問題の最適化は、最も良い可能解だ
けを要求されたにも係わらず、全ての可能解をファイル
に出力して保存する必要があり1.ファイル出力するだ
めの1)0回数が多くなっ”こしまい、迅速に処理でき
なくなってしまうと共に可能解をファイル出力してしま
うために情報の加工処理に時間がかかってしまうという
問題があった。
(2) When optimizing a mixed integer programming problem, even though only the best possible solution is required, it is necessary to output and save all possible solutions to a file.1. There is a problem that 1) the number of 0 times when outputting to a file becomes too large, which makes it difficult to process quickly, and it takes time to process the information because possible solutions are outputted to a file.

本発明は、混合整数計画問題の分校限定法による最適化
処理時に、可能解が得られたノードの情報のうち解復元
に必要最小限の情報(MI P変数の上限値、)限値、
基底、非基底(稙)など)を保存しておき、解復元時に
これをもとに解状態を復元し、最適化処理時の使用メモ
リ容1を削減すると共に全体の処理時間を短縮すること
を目的としている。
The present invention provides the minimum information necessary for solution recovery (the upper limit value of the MIP variable,
To save the base, non-base (base, etc.) and restore the solution state based on this when restoring the solution, thereby reducing the memory capacity used during optimization processing1 and shortening the overall processing time. It is an object.

(課題を解決するための手段〕 第1図を参照して課題を解決するための1段を説明する
(Means for solving the problem) One step for solving the problem will be explained with reference to FIG.

第1図において、二分木1は、入力された混合整数計画
問題について、変数の条件(例えば北限値、下限値など
)を変更して各ノードに順次付すして作成したものであ
る。
In FIG. 1, binary tree 1 is created by changing variable conditions (for example, north limit value, lower limit value, etc.) for an input mixed integer programming problem and sequentially attaching them to each node.

可能解の条件2は、二分木1の各ノードの最適化を行い
、条件を全て満足したときの解の条件(M I P変数
の上限値、下限値、基底、非基底(値)など)であって
、前情報を復元するための必要最小限の条件である。
Condition 2 for a possible solution is the condition for a solution when each node of binary tree 1 is optimized and all conditions are satisfied (upper limit value, lower limit value, base, non-base (value), etc. of M I P variables). This is the minimum necessary condition for restoring the previous information.

〔作用〕[Effect]

本発明は、第1図に示すように、入力された混合整数計
画問題について、変数の条件(例えば上限値、下限値な
ど)を変更して各ノードに順次付与した二分木1を作成
し、この二分木lの各ノードの最適化を行い、条件を全
て満足したときの解(可能解)の条件(M I P変数
の上限値、下限値、基底、非基底(値)など)2を出力
して保存するようにしている。また、保存した可能解の
条件2をもとに逆行列Eを生成し、元の混合整数計画問
題のマドリスクにこの逆行列Eを演算して前情報を復元
するようにしている。
As shown in FIG. 1, the present invention creates a binary tree 1 for an input mixed integer programming problem by changing variable conditions (for example, upper limit value, lower limit value, etc.) and sequentially assigning them to each node. Optimize each node of this binary tree l, and find the conditions (upper limit, lower limit value, base, non-base (value), etc. of M I P variables) 2 of the solution (possible solution) when all the conditions are satisfied. I am trying to output and save it. Furthermore, an inverse matrix E is generated based on the saved condition 2 of the possible solution, and this inverse matrix E is operated on the madrisk of the original mixed integer programming problem to restore the previous information.

従って、混合整数計画問題の分枝限定法による最適化処
理時に、可能解が得られたノードの情報のうち前情報の
復元に必要最小限の条件(V I P変数の上限価、下
限値、基底、非基底(値)など)2を保存しておき、こ
れをもとに前情報を復元することにより、最適化処理時
の使用メモリ容量を削減することが可能となると共に、
全体の処理時間を短縮することが可能となる。
Therefore, when optimizing a mixed integer programming problem using the branch-and-bound method, the minimum conditions necessary for restoring the previous information among the information on the nodes for which possible solutions have been obtained (the upper and lower values of the V I P variables, By storing the base, non-base (values, etc.) 2 and restoring the previous information based on this, it is possible to reduce the memory capacity used during optimization processing, and
It becomes possible to shorten the overall processing time.

〔実施例〕〔Example〕

次に、第1図から第8図を用いて本発明の1実施例の構
成δよび動作を順次詳細に説明する。
Next, the configuration δ and operation of one embodiment of the present invention will be sequentially explained in detail using FIGS. 1 to 8.

第1図において、二分木1は、入力された混合整数計画
問題について、変数の条件(例えば上限値、下限値など
)を1つ変更して各ノードに順次付与して作成したもの
である。これは、後述する第3図(イ)MIP問題につ
いての二分木である。
In FIG. 1, binary tree 1 is created by changing one variable condition (for example, upper limit value, lower limit value, etc.) for an input mixed integer programming problem and sequentially assigning it to each node. This is a binary tree for the MIP problem in FIG. 3 (a), which will be described later.

可能解の条件2は、二分木1の各ノードの最適化処理を
行い、条件を全て満足したときの解(可能解)の条件(
VIP変数の上限値、下限値、基底、非基底(値)など
)であって、前情報を復元するために必要な最小限の条
件である。
Condition 2 for a possible solution is the condition for a solution (possible solution) when all the conditions are satisfied by optimizing each node of binary tree 1 (
(upper limit, lower limit, base, non-base (value), etc.) of the VIP variable, and is the minimum condition necessary to restore the previous information.

次に、第2図順序に従い、第3図(イ)MIP問題の変
数X、Yの1つを変更して第1図二分木1のノードを作
成して最適化などする動作を説明する。
Next, an explanation will be given of the operation of changing one of the variables X and Y of the MIP problem in FIG. 3(a) and creating and optimizing the nodes of the binary tree 1 in FIG. 1 according to the order in FIG. 2.

第2図において、■は、MIP問題を、緩和問題として
線形最適化する。これは、例えば第3図(イ)MIP問
題のXは整数、Yは整数を、第3図(ハ)に示すように
、Xは実数、Yは実数というように変数条件を緩和する
In FIG. 2, ■ linearly optimizes the MIP problem as a relaxation problem. This is done by relaxing the variable conditions such as, for example, in the MIP problem shown in FIG. 3(A), X is an integer and Y is an integer, and as shown in FIG. 3(C), X is a real number and Y is a real number.

0は、VIP変数の条件を1つ変更して、線形最適化す
る。これは、第1図二分木1のノードAについて、第3
図(ハ)緩和問題を、更に第3図(ニ)タブロー(オリ
ジナル)によって表現し、このタブローについて、線形
最適化を行い、第4図(ホ)解を得る(後述する)。
0 changes one condition of the VIP variable and performs linear optimization. This means that for node A of binary tree 1 in Figure 1, the third
The relaxation problem in Figure (C) is further expressed by a tableau (original) in Figure 3 (D), linear optimization is performed on this tableau, and a solution in Figure 4 (E) is obtained (described later).

@は、MIP条件を全て満足しているか否かを判別する
。これは、@で線形最適化して得た解がMIP条件を全
て満足するか否かを判別する。ここでは、ノードAの線
形最適化結果は、第1図■ノードにボすように、X=2
.57、Y=2.86であり、MIP条件(ここでは整
数)を満足していないので、Oを行う、尚、MIP条件
を満足している場合(X、Yが全て整数の場合)には、
■でINVERT処理し、再度、可能解を計算する。
@ determines whether all MIP conditions are satisfied. This determines whether the solution obtained by linear optimization using @ satisfies all the MIP conditions. Here, the linear optimization result of node A is X=2, as shown in Figure 1.
.. 57, Y=2.86, and the MIP condition (integer here) is not satisfied, so perform O. Furthermore, if the MIP condition is satisfied (when X and Y are all integers), ,
Perform the INVERT process in (2) and calculate possible solutions again.

[相]は、VIP条件を全て満足しているが否かを判別
する。満足している場合には、[相]でノード情報を更
新、および基底情報を更新する。満足していない場合に
は、■を行う。
[Phase] determines whether all VIP conditions are satisfied or not. If satisfied, the node information and base information are updated in [Phase]. If you are not satisfied, perform ■.

■は、すべての可能性を調べたか否かを判別する。まだ
残っている場合には、■以降を繰り返し行う。すべての
場合を調べてしまった場合には、[相]で最良の可能解
を取り出す、マドリスクの更新処理、基底の復元処理、
INVERT処理を行う。
■ determines whether all possibilities have been investigated. If there is still some left, repeat steps after ■. If all cases have been investigated, use [Phase] to extract the best possible solution, Madrisk update processing, base restoration processing,
Perform INVERT processing.

ここで、可能解の復元処理は、可能解フラグがオンのノ
ードを検索して見つけ、可能解のマドリスク情報を復元
するためにそのノードのVIP条件を読み込み、マドリ
スクの更新を行う、更に、可能解の基底情報を復元する
ために、そのノードの基底情報をgfcシ込み、■べ°
V ]フ、RTサブルーチンを実行して復元°!(る。
Here, the possible solution restoration processing involves searching and finding a node with the possible solution flag on, reading the VIP conditions of that node in order to restore the madrisk information of the possible solution, and updating the madrisk. In order to restore the basis information of the solution, input the basis information of the node into gfc and
V] Execute the RT subroutine and restore °! (Ru.

以上の処理に計、って、第3図(イ) M I J)問
題について、第3図(ハ)緩和問題に変数条件を緩和と
、た後、この緩和問題とIi′1)値の第3図(、−)
タブロー(オリジカル)にフいて線形最適化イ9)い、
結果をノード八〇ご図示のよ・])(ご得る。ここでは
、VIP条件(v:数:+ヲtit+−、ナイノテ、M
 i P g数(ここではX、Y)(7)1つを変更、
例えばOシX≦4から0シX52(こ変更し、これを)
−ド13に付与して線形最適化を行い、同様に結果を1
■示のよ・うに得る。、イL2て、得た結果がM I 
P条4’+′を全て満足した場合、例えばノードI)の
場合にはMll)茶代を全一ご渦足し7たので、当該ノ
ードI〕の13J能解ソ)グをオンφ゛ると共に可能解
を復元するために必要な曲線で囲んだIiJ能解の条件
2を出力し5て保存1−る6そLで、可能解の復元時に
、この保存し−こおいたlIJ能解の条件2をもとムこ
I N V E R処理を行い、解情報を復元ちる。以
下具体的に順次説明づ“る。
Taking the above processing into account, for the problem in Figure 3 (A) M I J), after relaxing the variable conditions in the relaxation problem in Figure 3 (C), we can calculate the value of Ii'1) with this relaxation problem. Figure 3 (,-)
Linear optimization based on tableau (original)9)
The results are shown at node 80.
i P g number (here X, Y) (7) change one,
For example, from OshiX≦4 to 0shiX52 (change this)
− to code 13 to perform linear optimization, and similarly convert the result to 1
■Get as shown. , iL2, the obtained result is M I
If all P clauses 4'+' are satisfied, for example, in the case of node I), the Mll) tea fee has been added up to 7, so turn on φ In addition, when restoring the possible solution, output the condition 2 of the IiJ functional solution surrounded by the curve necessary to restore the possible solution. Based on condition 2, the solution information is restored by performing the multi-inverter process. A detailed explanation will be given below.

第31’lは、未発明の緩和問題の説明ヌ1を示°ダ。No. 31'l shows explanation number 1 of the uninvented mitigation problem.

第3図(イ)は、hえらねたM I P問題を示す。FIG. 3(a) shows the selected MIP problem.

第3図(D)は、第3図(イ)のα)のM I Fi問
題を図解したもの”ご涜)イ1゜Xl)/が整数でJ)
る、二とから、解となり得るのは、斜線の領域内のうり
の格子点の(直である。
Figure 3 (D) is an illustration of the M I Fi problem of α) in Figure 3 (A).
From , and 2, a possible solution is (direct) of the lattice points of the edges within the shaded area.

第3関(ハ)は、第3M(イ:l M I ))問題を
変数条件4il和した緩和問題である6、、′7こでは
、×、)′が整数という変数条件杢、X、)lが実数♂
い・〕変変数性に変更し、問題を緩和(2ている。緩和
問題の最適化では、改訂シン′グl/ソクス法苓使用イ
るため、タブ17−とogiふ表で■の緩和問題を表現
する。
The third function (c) is a relaxation problem of the third M (i: l M I )) problem summed with variable conditions 4il. ) l is a real number ♂
・] Change to variable property and relax the problem (2). In optimization of the relaxation problem, we use the revised single/socks method, so in tab 17 and the OGI table, express the problem.

第31閾(J−)は、タブロー(オリ・;−yル)を示
ず。これは、第3し1(ハ)緩和問題を第、3+pcホ
)に示すよ・)!ご変更したときのタブ1)−である。
The 31st threshold (J-) does not show a tableau (ori;-yl). This shows the 3rd and 1st (c) relaxation problem in the 3rd + pc ho).)! This is the tab 1) when you change it.

第3[渇(ホ)は、第3ヌ](ハ)の■の緩和問題を圓
小のように変更L7た状態を車重。第31塁J(ハ)の
■の緩和問題と、第:H’&(ホ)の(す゛の変更した
例とは同値である。
3rd [H] changes the mitigation problem of ③ of 3rd N] (C) to the state in which L7 is applied to the vehicle weight. The mitigation problem of ■ in 31st base J (c) is equivalent to the modified example of (Su゛) in 31st base J (c).

第4図は、本発明の詳細な説明閲苓丞”づ。FIG. 4 provides a detailed explanation of the present invention.

第4図(イ)は、タブロー(オリシーツ゛ル)?:あっ
で5.第3閲(ニ)タブロー(オリジナル)と同しもの
である。
Is Figure 4 (a) a tableau? : Ah de 5. It is the same as the 3rd review (d) tableau (original).

第4図(1:I)は、第4回(イ)タブ1】−(オリジ
ナル)のR10位置で掃き出L2:[算を示゛す。ごれ
ば、第4図(イ)のタブロー(メリジナル)の第2行に
1/′9を乗算し、第1行と、第3行に符号を考慮して
足し込んだものである。
FIG. 4 (1:I) shows the calculation of the 4th (A) tab 1]-(original) at the R10 position. In other words, the second row of the tableau (meridinal) in FIG. 4(a) is multiplied by 1/'9, and the result is added to the first and third rows, taking into account the signs.

第41図(ハ)は、更に、R2の位置で掃き出し。In Fig. 41 (c), it is further swept out at the R2 position.

計算を嗜ゴったちのである。I love calculations.

第4図(ニ)は、第3図(ハ)を小数点0表したもので
ある。
FIG. 4(D) is a representation of FIG. 3(C) with 0 decimal points.

第4図(ホ)は、第4図(5−)小数点で表したM造化
後のタブ「]−から■の解を取り出り、たものである。
FIG. 4(E) shows the result obtained by extracting the solution of ■ from the M-shaped tab "]-" shown in FIG. 4(5-) with a decimal point.

ここで、例えば0BJO値を決めるのは、第4図(ニ)
の第1行であり、R1、R2が正の値をとれば、OBJ
は小さくなる。また、R1、R2はR1≧0、R2≧O
であるので、負の値は取れず、今求めた値がOB Jの
値を与える最適な状態(OBJの最適解)となる。
Here, for example, determining the 0BJO value is shown in Figure 4 (d).
If R1 and R2 take positive values, OBJ
becomes smaller. Also, R1 and R2 are R1≧0, R2≧O
Therefore, it cannot take a negative value, and the value just found is the optimal state (optimal solution for OBJ) that gives the value of OBJ.

第5図は、本発明の逆行列の作成説明シン1苓示ず。FIG. 5 is a diagram illustrating the creation of an inverse matrix according to the present invention.

第5図〈イ)は、タブロー(最適状態、第4図(ニ)に
同(5〕を示す。
FIG. 5(a) shows the tableau (optimal state), and FIG. 4(d) shows the tableau (5).

第5図(+−t)は、タブ1)−の作成を示ず。最適化
後のタブ+:v−72は、逆行列Eにオリシナ月のタブ
o −T’ + を乗算して得られる。逆行列)ミは、
こ(°では、E、 、R2とい・)2つからなっている
FIG. 5(+-t) does not show the creation of tab 1)-. The optimized tab+:v-72 is obtained by multiplying the inverse matrix E by the tab o −T′ + of the Orisina month. Inverse matrix) Mi is
It consists of two parts (E, , R2 in °).

第5図(ハ)逆行列F、のイ′[成を示−づ。この逆行
列l−:、は、第4図(ロ)から判明するよ”N乙(l
itlの掃き出し位置が24)口なので左からがける当
該行列E1の2列目に要素を入う1.る。(2)Y02
行目の要素9の逆数を図示矢印の位置にいメ1.る。
FIG. 5(c) shows the formation of the inverse matrix F. This inverse matrix l-:, can be seen from Figure 4 (b).
Since the sweep position of itl is 24), enter the element in the second column of the matrix E1 from the left.1. Ru. (2) Y02
Place the reciprocal of element 9 in the row at the position of the arrow shown in the figure.1. Ru.

(3)Yの1行目の要素を(−1)倍して2行「」の要
素で鰐った数を図示矢印の位置に入n、る。(4)Yの
3行目の要素を(−1)倍して291目の要素で剖った
数を図示矢印の位置に入れる。こる、ら(])ないしく
4)によって、図示逆行列E、を作成寝る。
(3) Multiply the element in the first row of Y by (-1) and enter the number n in the element in the second row at the position indicated by the arrow in the figure. (4) Multiply the element in the third row of Y by (-1) and insert the resulting number into the position of the arrow in the figure. The illustrated inverse matrix E is created using the equations 4) and 4).

第6図(ニ)は、逆行列E2の作成を示す。この逆行列
E2は2.第4図(ハ)から判明゛するよ°)に、第6
図(ホ)と同様にして作成したものである。そして、逆
行列Eは、Et XEI として求めることができる。
FIG. 6(d) shows the creation of the inverse matrix E2. This inverse matrix E2 is 2. It is clear from Figure 4 (c) that the 6th
It was created in the same manner as in Figure (E). Then, the inverse matrix E can be obtained as EtXEI.

ここで、どの変数が、どの位置で基底かが判明すれば、
容易にEの構成行列であるEl 、Etを作成できる。
Here, if you know which variable is the base and at which position,
El and Et, which are constituent matrices of E, can be easily created.

第6図は、本発明の基底状態例を示す。これは、第1図
ノードAの基底状態を示す。この基底状態例から第5図
(ハ)で記述したように、逆行列E、および第5図(ニ
)で記述したように逆行列E2を作成し、これら両者を
演算して逆行列Eを生成できる。
FIG. 6 shows an example ground state of the present invention. This shows the ground state of node A in FIG. From this ground state example, we create an inverse matrix E as described in Figure 5 (C) and an inverse matrix E2 as described in Figure 5 (D), and calculate the inverse matrix E by calculating both of them. Can be generated.

第7図は、ノードBの最適化説明図を示す。FIG. 7 shows an illustration of optimization of node B.

第7図(イ)は、ノードBの問題を示す。このノードB
は、ノードAに比し、変数条件が0≦X≦2に変更され
ている。
FIG. 7(a) shows the problem of node B. This node B
Compared to node A, the variable condition has been changed to 0≦X≦2.

第7図(ロ)は、第7図(イ)問題を図解したものであ
る。XSYが整数であることから、解となり得るのは、
斜線の領域内のうちの格子点の値である。
Figure 7 (b) is an illustration of the problem in figure 7 (a). Since XSY is an integer, the possible solutions are:
This is the value of the grid point within the shaded area.

第7図(ハ)は、第7図(イ)問題について、既述した
ようにして作成した線形最適化したタブローを示す。
FIG. 7(c) shows a linearly optimized tableau created as described above for the problem of FIG. 7(a).

第7図(ニ)は、最適化後のノード情報を示す。FIG. 7(d) shows node information after optimization.

結果は、X=2.0、Y=3.1)であり、変数Yが整
数値でなく、可能解でないので、更に変数条件を変更し
てノードD、ノードEについて処理する。
The results are (X=2.0, Y=3.1), and since the variable Y is not an integer value and is not a possible solution, the variable conditions are further changed and processing is performed for nodes D and E.

第8図は、ノードDの説明図を示す。FIG. 8 shows an explanatory diagram of node D.

第8図(イ)は、ノードDの問題を示す、ノードDは、
変数条件二〇≦X≦2.0≦Y≦2である。
FIG. 8(a) shows the problem of node D.
Variable condition 20≦X≦2.0≦Y≦2.

第8図(ロ)は、第8図(イ)ノードDの問題を最適化
した後のタブローである。
FIG. 8(b) is a tableau after optimizing the problem of node D in FIG. 8(a).

第8図(ハ)は、最適化後のノード情報を示す。FIG. 8(C) shows node information after optimization.

ここでは、結果が第1図ノードDに示すように、X=2
.0、Y=2.0で整数値であったので、MIP可能可
能ラフラグNにして記憶しておく。
Here, the result is X=2, as shown in node D in Figure 1.
.. Since it is an integer value of 0 and Y=2.0, it is stored as the MIP possible rough flag N.

また、第1図ノードDの曲線で囲んだ可能解の条件2を
出力して保存する。
Also, the possible solution condition 2 surrounded by the curve of node D in FIG. 1 is output and saved.

第8図(ニ)は、逆行列を示す。これは、ノードDは、
基底変数がOBJ、R1、R2と保存した第8図(ハ)
基底情報から判明するので、それぞれが単位ベクトルで
あり、逆行列Eは図示のようになる。また、X、Yが上
限値2.00をとり、非基底であるので、次の事実に対
応する。単体法は、常にその変数が下限値0.0をとり
、正の方向に動くものとして処理する。今、Xが上限値
2゜00にたどりついてしまったため、Xは今の位置か
ら動くとすれば、今までと反対の方向になる。
FIG. 8(d) shows the inverse matrix. This means that node D is
Figure 8 (c) where the base variables are saved as OBJ, R1, and R2
Since it is known from the base information, each is a unit vector, and the inverse matrix E becomes as shown in the figure. Furthermore, since X and Y have an upper limit of 2.00 and are non-basic, this corresponds to the following fact. The simplex method always assumes that the variable has a lower limit value of 0.0 and moves in the positive direction. Now that X has reached the upper limit of 2°00, if X were to move from its current position, it would be in the opposite direction.

ここで、Xについて、軸の移動と、方向の逆転を行い、
通常の処理が行えるように調整する。このため、Xから
上限値2.00を引き(軸の移動)、更に−1をかける
(方向の逆転)、従って、X’ =−(X−2) Y’ =−(Y−2) として置き換える。ここで、−1倍は、計夏機上で符号
処理を逆にすることで対応するので、X’ =X−2 Y  =Y−2 とする、従って、これら両者について、第8図(ホ)タ
ブロー(オリジナル)に代入し、X、Yを消去すると、
第8図(へ)タブローが得られる。
Here, regarding X, move the axis and reverse the direction,
Adjust so that normal processing can be performed. Therefore, subtract the upper limit 2.00 from X (axis movement) and then multiply by -1 (direction reversal), so X' = - (X-2) Y' = - (Y-2) replace. Here, -1 times is handled by reversing the sign processing on the summer calculator, so we set X' = X-2 Y = Y-2. Therefore, for both of them, ) and substituting it into the tableau (original) and deleting X and Y, we get
FIG. 8(f) A tableau is obtained.

更に整理して第8図(ト)タブローが得られる。By further organizing, the tableau in FIG. 8 (g) is obtained.

この第8図(ト)タブローから、 OBJは1行目で基底なので、0BJ=4.0R1は2
行目で基底なので、R1=10.00R2は3行目で基
底なので、R2=2.00Xは上限値2.00をとり非
基底なのでXo −(X−2)より、x’ −o、oo
なのでX−2゜Yは下限値2.00をとり非基底なので
Y’ =−(Y−2)より、y’ =o、ooなのでY
=2゜O となる。また、Xo とYo は、反対の方向に動くの
で、今の状態がOBJの値が最大となる最適な状態であ
る。
From this tableau in Figure 8 (g), OBJ is the base in the first row, so 0BJ = 4.0R1 is 2
Since it is the basis in the 3rd line, R1 = 10.00R2 is the basis in the 3rd line, so R2 = 2.00
Therefore, X-2゜Y takes the lower limit value 2.00, and since it is non-basic, Y' = -(Y-2), and since y' = o, oo, Y
=2°O. Furthermore, since Xo and Yo move in opposite directions, the current state is the optimal state where the value of OBJ is maximum.

また、他のノードC,Eについも同様に変数条件を第1
図図示のように変更し、最適化後のタブローから図示の
ような結果を得ることができる。
Similarly, for other nodes C and E, set the variable conditions to the first
By making changes as shown in the figure, the results shown in the figure can be obtained from the tableau after optimization.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、本発明によれば、混合整数計画問
題の分枝限定法による最適化処理時に、可能解が得られ
たノードの情報のうち解情報の復元に必要最小限の条件
(MIP変数のL限値、下限イ直、基底、非基底(債)
など)2を保存しておき、ことをもとに解情報を復元す
る構成を採用し2ているため、最適化処理時の使用メモ
リ容量を削減することができると共Cご、1)0回数の
削減により、全体の処理時間を短縮することができるつ
第8図はノードDの説明図 第9図は従来のM + 1)問題の最適化処理の説明第
10同は二分木例 を示ず。
As explained above, according to the present invention, the minimum conditions necessary for restoring solution information (MIP L limit value of variable, lower limit I, base, non-base (bond)
etc.) 2, and then restores the solution information based on the information, it is possible to reduce the amount of memory used during optimization processing. By reducing the number of times, the overall processing time can be shortened. Figure 8 is an explanation of node D. Figure 9 is an explanation of the conventional optimization process for the M + 1) problem. 10 is an example of a binary tree. Not shown.

図中、 】:二分木 2:可能解の条イ1 AないしE:7二分木のノIn the figure, ]: Binary tree 2: Possible solution clause A1 A to E: 7 binary trees

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)混合整数計画問題の二分木のノードの可能解の保
存・復元する二分木可能解保存・復元処理方式において
、 入力された混合整数計画問題について、変数の条件(例
えば上限値、下限値など)を変更して各ノードに順次付
与した二分木(1)を作成し、この二分木(1)の各ノ
ードに付与した変数の条件のもとで最適化を行い、条件
を全て満足したときの解(可能解)の条件(MIP変数
の上限値、下限値、基底、非基底(値))(2)を出力
して保存し、少ないメモリ容量で解情報を保存するよう
に構成したことを特徴とする二分木可能解保存・復元処
理方式。
(1) Saving and restoring possible solutions of nodes in a binary tree of a mixed integer programming problem In the binary tree possible solution saving and restoring processing method, variable conditions (for example, upper limit value, lower limit value etc.) to create a binary tree (1) in which each node is sequentially assigned, and optimization is performed under the conditions of the variables assigned to each node of this binary tree (1), and all conditions are satisfied. The conditions for the solution (possible solution) (upper limit, lower limit, base, non-base (value) of MIP variables) (2) are output and saved, and the solution information is saved with a small memory capacity. A binary tree solution storage/restoration processing method characterized by the following.
(2)上記保存した可能解の条件(2)をもとに逆行列
Eを生成し、元の混合整数計画問題のマトリスクにこの
逆行列Eを演算して解情報を復元するように構成したこ
とを特徴とする請求項第(1)項記載の二分木可能解保
存・復元処理方式。
(2) An inverse matrix E was generated based on the saved possible solution condition (2) above, and the solution information was restored by calculating this inverse matrix E on the matrix of the original mixed integer programming problem. A binary tree possible solution storage/restoration processing method according to claim (1).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2003204624A (en) * 2002-01-08 2003-07-18 Mitsubishi Electric Corp Solution to optimization problem including discrete values
JP2003245843A (en) * 2002-02-21 2003-09-02 Hitachi Via Mechanics Ltd Processing device and method
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US7386465B1 (en) 1999-05-07 2008-06-10 Medco Health Solutions, Inc. Computer implemented resource allocation model and process to dynamically and optimally schedule an arbitrary number of resources subject to an arbitrary number of constraints in the managed care, health care and/or pharmacy industry

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