运筹优化学习21:Java调用Cplex实现求解Cuting Stock Porblem的列生成算法详解(中)

简介: 运筹优化学习21:Java调用Cplex实现求解Cuting Stock Porblem的列生成算法详解

3.2 第二次迭代

得到新的RMP:

 dvar int+ y1; dvar int+ y2; dvar int+ y3; dvar int+ y4;
 minimize y1 + y2 + y3 + y4;
 subject to{
5*y1 + 0*y2 + 0*y3 + 1*y4 >= 25;
0*y1 + 2*y2 + 0*y3 + 2*y4>= 20;
0*y1 + 0*y2 + 2*y3 + 0*y4>= 18;
}

得到结果为:Y = [3,0,9,10];

对偶变量为:gif.gif

现在我们要加一列到RMP中,记为gif.gif,计算其检验数:

gif.gif

得到子问题:

gif.png

得到gif.gif,ruduce cost的取值为负数,因此加入gif.gif

3.3 第三次迭代

 dvar int+ y1; dvar int+ y2; dvar int+ y3; dvar int+ y4;dvar int+ y5;
 minimize y1 + y2 + y3 + y4 + y5;
 subject to{
5*y1 + 0*y2 + 0*y3 + 1*y4 + 1*y5>= 25;
0*y1 + 2*y2 + 0*y3 + 2*y4 + 1*y5 >= 20;
0*y1 + 0*y2 + 2*y3 + 0*y4 + 1*y5>= 18;
}

得到结果为:Y = [2,0,0,1,18];


对偶变量为:gif.gif


现在我们要加一列到RMP中,记为gif.gif,计算其检验数:


gif.gif


得到子问题:


gif.png


得到gif.gif,ruduce cost的取值为0,因此不加入gif.gif


3.4 最终RMP


gif.gif


令上述模型中的决策变量都取整数,得到的Cplex的最优方案组合为[2,0,0,1,18],最优值为21


对应到实际问题就是,2个卷切5个3米的;1个卷1个3米和2个6米;18个卷切1个3米、1个6米和1个7米


最终我们得到了29个3米的,20个6米的,18个7米的;总共切了21个卷,浪费21*16 - (25*3 + 6*20 + 7*18)=15米


4 多种长度木材的例子

4.1 问题说明

有三种长度为9,14,16的木材,成本价分别为5,9,10,需要切割长度为4的成品 30个;长度为5的成品20个;长度为7的成品40个,求解切割方案,使得总体成本价最低。

构建的模型:

image.png

模型:

gif.png

找初始方案: gif.gif

4.2 Cplex OPL求解

4.2.1 初始RMP

gif.png

Cplex求解:

dvar int+ x1; dvar int+ x2; dvar int+ x3;
minimize 5*x1 + 5*x2 + 5*x3; 
subject to{
2*x1 + 0*x2 + 0*x3 >= 30;
0*x1 + 1*x2 + 0*x3 >= 20;
0*x1 + 0*x2 + 1*x3 >= 40;
}

决策变量X = [15,20,40]; 对偶变量:[2.5,5,5];最优值375

构建新的列:gif.gif

构建subproblem时,我们再求gif.gif时,发现 gif.gif有三个,那么我们就需要构建三个子问题,然后得到其中的最大的


image.png

检验数相同,我们选择成本更低的方案,因此我们新增加的列是[0,3,0]

4.2.2 第一次进基离基

gif.png

Cplex求解:

dvar int+ x1; dvar int+ x2; dvar int+ x3; dvar int+ x4;
minimize 5*x1 + 5*x2 + 5*x3 + 10*x4; 
subject to{
2*x1 + 0*x2 + 0*x3 + 0*x4 >= 30;
0*x1 + 1*x2 + 0*x3 + 3*x4 >= 20;
0*x1 + 0*x2 + 1*x3 + 0*x4 >= 40;
}

X = [15, 0, 40, 6.7]; 目标值341.67;对偶变量:[2.5, 3.3, 5]

对应最优整数解, X = [15, 0, 40, 7]; 目标345

可知,变量  gif.gif应该离基,构建新的列:gif.gif

image.png


添加列[0,0,2],离基列[0,1,0]


相关文章
|
4月前
|
设计模式 算法 搜索推荐
Java 设计模式之策略模式:灵活切换算法的艺术
策略模式通过封装不同算法并实现灵活切换,将算法与使用解耦。以支付为例,微信、支付宝等支付方式作为独立策略,购物车根据选择调用对应支付逻辑,提升代码可维护性与扩展性,避免冗长条件判断,符合开闭原则。
610 35
|
4月前
|
存储 人工智能 算法
从零掌握贪心算法Java版:LeetCode 10题实战解析(上)
在算法世界里,有一种思想如同生活中的"见好就收"——每次做出当前看来最优的选择,寄希望于通过局部最优达成全局最优。这种思想就是贪心算法,它以其简洁高效的特点,成为解决最优问题的利器。今天我们就来系统学习贪心算法的核心思想,并通过10道LeetCode经典题目实战演练,带你掌握这种"步步为营"的解题思维。
|
4月前
|
存储 算法 搜索推荐
《数据之美》:Java数据结构与算法精要
本系列深入探讨数据结构与算法的核心原理及Java实现,涵盖线性与非线性结构、常用算法分类、复杂度分析及集合框架应用,助你提升程序效率,掌握编程底层逻辑。
|
4月前
|
消息中间件 缓存 Java
Spring框架优化:提高Java应用的性能与适应性
以上方法均旨在综合考虑Java Spring 应该程序设计原则, 数据库交互, 编码实践和系统架构布局等多角度因素, 旨在达到高效稳定运转目标同时也易于未来扩展.
253 8
|
5月前
|
Java Spring
如何优化Java异步任务的性能?
本文介绍了Java中四种异步任务实现方式:基础Thread、线程池、CompletableFuture及虚拟线程。涵盖多场景代码示例,展示从简单异步到复杂流程编排的演进,适用于不同版本与业务需求,助你掌握高效并发编程实践。(239字)
308 6
|
5月前
|
数据采集 存储 弹性计算
高并发Java爬虫的瓶颈分析与动态线程优化方案
高并发Java爬虫的瓶颈分析与动态线程优化方案
|
6月前
|
安全 Java 编译器
new出来的对象,不一定在堆上?聊聊Java虚拟机的优化技术:逃逸分析
逃逸分析是一种静态程序分析技术,用于判断对象的可见性与生命周期。它帮助即时编译器优化内存使用、降低同步开销。根据对象是否逃逸出方法或线程,分析结果分为未逃逸、方法逃逸和线程逃逸三种。基于分析结果,编译器可进行同步锁消除、标量替换和栈上分配等优化,从而提升程序性能。尽管逃逸分析计算复杂度较高,但其在热点代码中的应用为Java虚拟机带来了显著的优化效果。
202 4
|
6月前
|
存储 人工智能 算法
Java 大视界 -- Java 大数据在智能医疗影像数据压缩与传输优化中的技术应用(227)
本文探讨 Java 大数据在智能医疗影像压缩与传输中的关键技术应用,分析其如何解决医疗影像数据存储、传输与压缩三大难题,并结合实际案例展示技术落地效果。
|
6月前
|
机器学习/深度学习 算法 Java
Java 大视界 -- Java 大数据机器学习模型在生物信息学基因功能预测中的优化与应用(223)
本文探讨了Java大数据与机器学习模型在生物信息学中基因功能预测的优化与应用。通过高效的数据处理能力和智能算法,提升基因功能预测的准确性与效率,助力医学与农业发展。
|
6月前
|
数据采集 搜索推荐 Java
Java 大视界 -- Java 大数据在智能教育虚拟学习环境构建与用户体验优化中的应用(221)
本文探讨 Java 大数据在智能教育虚拟学习环境中的应用,涵盖多源数据采集、个性化推荐、实时互动优化等核心技术,结合实际案例分析其在提升学习体验与教学质量中的成效,并展望未来发展方向与技术挑战。