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J.A.Oliveira – DPS – U.Minho 1 problema de afectação J.A.Oliveira – DPS – U.Minho 2 problema de afectação Qual é o objectivo?

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J.A.Oliveira – DPS – U.Minho 1

problema de afectação

J.A.Oliveira – DPS – U.Minho 2

problema de afectação

• Qual é o objectivo?

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J.A.Oliveira – DPS – U.Minho 3

problema de afectação

O algoritmo húngaro é quase parecido

J.A.Oliveira – DPS – U.Minho 4

problema de afectação

O

O

O

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3

J.A.Oliveira – DPS – U.Minho 5

problema de afectação

O

O

O

J.A.Oliveira – DPS – U.Minho 6

problema de afectação

OOO

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4

J.A.Oliveira – DPS – U.Minho 7

problema de afectação

• é solução?

O

O

O

J.A.Oliveira – DPS – U.Minho 8

problema de afectação

• é solução?

O

O

O

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J.A.Oliveira – DPS – U.Minho 9

problema de afectação

• o que há de comum?

OO

O

OO

O

Zeros Independentes

J.A.Oliveira – DPS – U.Minho 10

problema de afectação

OO

O

OO

O

Zeros Independentes

Quantos são?

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J.A.Oliveira – DPS – U.Minho 11

problema de afectação

• problema de emparelhamento num grafo bipartido com custos (lucros) associados aos arcos.

• se todos podem executar um conjunto de n tarefas a enumeração completa avalia n! soluções -> inviável

• igual ao problema de transporte, quando as disponibilidades e procuras são iguais a 1 -> altamente degenerado, só tem n variáveis positivas (resultam do emparelhamento), transportes tem n+m-1 variáveis básicas

H M/T20

12186

13

J.A.Oliveira – DPS – U.Minho 12

problema de afectação

• aplicações– afectação de tarefas

• tempos de desempenho• aptidões específicas

– resolução do caixeiro viajante

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J.A.Oliveira – DPS – U.Minho 13

problema de afectação• formulação matemática

H T57

63B

A 1

2

1 2

5 73 6

AB

1

1 2 1 2

1 2

1 2

1 1

2 2

1 2

2

1 2

2 2

1 1

1 2

0 5 7 3 6

. : 1111

, , ,

0 0 00 0 0 00 0 0 00 0 0 0

0 0 0 0 0

B B

A A

A

A A B B

A A

B B

A B

A B

A A B B

B

A B

Min x x x xs a x x

x xx x

x xx x x

zx x

x xx x

x xx

=+ +

+ +

+ + ++

+ ++ +

=+ =

+ =+ =

1V 2V

J.A.Oliveira – DPS – U.Minho 14

problema de afectação

• formulação matemática– poliedro de afectação é um poliedro

inteiro– total unimodularidade da matriz A

qualquer solução básica tomará valores inteiros embora não seja necessário explicitamente requerer

{ }0,1ijx ∈

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J.A.Oliveira – DPS – U.Minho 15

problema de afectação

• a solução de um problema PL é óptima se:– válida para o primal;– válida para o dual;– obedecer às condições de folga complementar.

J.A.Oliveira – DPS – U.Minho 16

problema de afectação

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J.A.Oliveira – DPS – U.Minho 17

problema de afectação

J.A.Oliveira – DPS – U.Minho 18

problema de afectação

A B C Da 2 2 5 3b 2 5 4 1c 5 5 7 2d 4 3 6 1

A B C Da 0 0 3 1b 1 4 3 0c 3 3 5 0d 3 2 5 0

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J.A.Oliveira – DPS – U.Minho 19

problema de afectação

A B C Da 2 2 5 3b 2 5 4 1c 5 5 7 2d 4 3 6 1

A B C Da 0 0 3 1b 1 4 3 0c 3 3 5 0d 3 2 5 0

J.A.Oliveira – DPS – U.Minho 20

problema de afectação

A B C Da 2 2 5 3b 2 5 4 1c 5 5 7 2d 4 3 6 1

A B C Da 0 0 3 1b 1 4 3 0c 3 3 5 0d 3 2 5 0

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J.A.Oliveira – DPS – U.Minho 21

problema de afectação

A B C Da 2 2 5 3b 2 5 4 1c 5 5 7 2d 4 3 6 1

A B C Da 0 0 3 1b 1 4 3 0c 3 3 5 0d 3 2 5 0

J.A.Oliveira – DPS – U.Minho 22

problema de afectação

A B C Da 2 2 5 3b 2 5 4 1c 5 5 7 2d 4 3 6 1

A B C Da 0 0 3 1b 1 4 3 0c 3 3 5 0d 3 2 5 0

A B C Da 0 0 0 1b 1 4 0 0c 3 3 2 0d 3 2 2 0

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J.A.Oliveira – DPS – U.Minho 23

problema de afectação

A B C Da 2 2 5 3b 2 5 4 1c 5 5 7 2d 4 3 6 1

A B C Da 0 0 3 1b 1 4 3 0c 3 3 5 0d 3 2 5 0

A B C Da 0 0 0 1b 1 4 0 0c 3 3 2 0d 3 2 2 0

J.A.Oliveira – DPS – U.Minho 24

problema de afectação

A B C Da 2 2 5 3b 2 5 4 1c 5 5 7 2d 4 3 6 1

A B C Da 0 0 3 1b 1 4 3 0c 3 3 5 0d 3 2 5 0

A B C Da 0 0 0 1b 1 4 0 0c 3 3 2 0d 3 2 2 0

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J.A.Oliveira – DPS – U.Minho 25

problema de afectação

A B C Da 2 2 5 3b 2 5 4 1c 5 5 7 2d 4 3 6 1

A B C Da 0 0 3 1b 1 4 3 0c 3 3 5 0d 3 2 5 0

A B C Da 0 0 0 1b 1 4 0 0c 3 3 2 0d 3 2 2 0

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problema de afectação

A B C Da 2 2 5 3b 2 5 4 1c 5 5 7 2d 4 3 6 1

A B C Da 0 0 3 1b 1 4 3 0c 3 3 5 0d 3 2 5 0

A B C Da 0 0 0 1b 1 4 0 0c 3 3 2 0d 3 2 2 0

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J.A.Oliveira – DPS – U.Minho 27

problema de afectação

A B C Da 2 2 5 3b 2 5 4 1c 5 5 7 2d 4 3 6 1

A B C Da 0 0 3 1b 1 4 3 0c 3 3 5 0d 3 2 5 0

A B C Da 0 0 0 1b 1 4 0 0c 3 3 2 0d 3 2 2 0

J.A.Oliveira – DPS – U.Minho 28

problema de afectação

A B C Da 2 2 5 3b 2 5 4 1c 5 5 7 2d 4 3 6 1

A B C Da 0 0 3 1b 1 4 3 0c 3 3 5 0d 3 2 5 0

A B C Da 0 0 0 1b 1 4 0 0c 3 3 2 0d 3 2 2 0

A B C Da 0 0 1 2b 0 3 0 0c 2 2 2 0d 2 1 2 0

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J.A.Oliveira – DPS – U.Minho 29

problema de afectação

A B C Da 2 2 5 3b 2 5 4 1c 5 5 7 2d 4 3 6 1

A B C Da 0 0 3 1b 1 4 3 0c 3 3 5 0d 3 2 5 0

A B C Da 0 0 0 1b 1 4 0 0c 3 3 2 0d 3 2 2 0

A B C Da 0 0 1 2b 0 3 0 0c 2 2 2 0d 2 1 2 0

J.A.Oliveira – DPS – U.Minho 30

problema de afectação

A B C Da 2 2 5 3b 2 5 4 1c 5 5 7 2d 4 3 6 1

A B C Da 0 0 3 1b 1 4 3 0c 3 3 5 0d 3 2 5 0

A B C Da 0 0 0 1b 1 4 0 0c 3 3 2 0d 3 2 2 0

A B C Da 0 0 1 2b 0 3 0 0c 2 2 2 0d 2 1 2 0

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J.A.Oliveira – DPS – U.Minho 31

problema de afectação

A B C Da 2 2 5 3b 2 5 4 1c 5 5 7 2d 4 3 6 1

A B C Da 0 0 3 1b 1 4 3 0c 3 3 5 0d 3 2 5 0

A B C Da 0 0 0 1b 1 4 0 0c 3 3 2 0d 3 2 2 0

A B C Da 0 0 1 2b 0 3 0 0c 2 2 2 0d 2 1 2 0

J.A.Oliveira – DPS – U.Minho 32

problema de afectação

A B C Da 2 2 5 3b 2 5 4 1c 5 5 7 2d 4 3 6 1

A B C Da 0 0 3 1b 1 4 3 0c 3 3 5 0d 3 2 5 0

A B C Da 0 0 0 1b 1 4 0 0c 3 3 2 0d 3 2 2 0

A B C Da 0 0 1 2b 0 3 0 0c 2 2 2 0d 2 1 2 0

A B C Da 0 0 1 3b 0 3 0 1c 1 1 1 0d 1 0 1 0

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J.A.Oliveira – DPS – U.Minho 33

problema de afectação

A B C Da 2 2 5 3b 2 5 4 1c 5 5 7 2d 4 3 6 1

A B C Da 0 0 3 1b 1 4 3 0c 3 3 5 0d 3 2 5 0

A B C Da 0 0 0 1b 1 4 0 0c 3 3 2 0d 3 2 2 0

A B C Da 0 0 1 2b 0 3 0 0c 2 2 2 0d 2 1 2 0

A B C Da 0 0 1 3b 0 3 0 1c 1 1 1 0d 1 0 1 0

J.A.Oliveira – DPS – U.Minho 34

problema de afectação

A B C Da 2 2 5 3b 2 5 4 1c 5 5 7 2d 4 3 6 1

A B C Da 0 0 3 1b 1 4 3 0c 3 3 5 0d 3 2 5 0

A B C Da 0 0 0 1b 1 4 0 0c 3 3 2 0d 3 2 2 0

A B C Da 0 0 1 2b 0 3 0 0c 2 2 2 0d 2 1 2 0

A B C Da 0 0 1 3b 0 3 0 1c 1 1 1 0d 1 0 1 0

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J.A.Oliveira – DPS – U.Minho 35

problema de afectação

A B C Da 2 2 5 3b 2 5 4 1c 5 5 7 2d 4 3 6 1

A B C Da 0 0 3 1b 1 4 3 0c 3 3 5 0d 3 2 5 0

A B C Da 0 0 0 1b 1 4 0 0c 3 3 2 0d 3 2 2 0

A B C Da 0 0 1 2b 0 3 0 0c 2 2 2 0d 2 1 2 0

A B C Da 0 0 1 3b 0 3 0 1c 1 1 1 0d 1 0 1 0a A

b Bc Cd D

242

3 Custo = 11

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problema de afectação

• a solução de um problema PL é óptima se:– válida para o primal;– válida para o dual;– obedecer às condições de folga complementar.

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J.A.Oliveira – DPS – U.Minho 37

problema de afectação

H T57

63B

A 1

2

1 2

1

2

5 73 6

v v

uu

1V

1 1

2 2

5 03 0

u vu v= == =

1 2 1 2

1 1

1 2

2 2

2 1

1 2

1 1

2 1

2 2

0 0 0 00 0 0 00 0 0 00 0 0 00 0 0 0

0 0

. : 5

736

, i j

zu vu v

u

Max u u v vs a u v

u vu vu vu v livr s

u ve

v

+ + ++ ≤

+

=+ ++ ++

≤+

≤+ ≤

+ + +

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problema de afectação

B

A 1

2

1V 2V

ST

2V T−

1V S− =∅

corte

1 1

2 2

5 03 0

u vu v= == =

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J.A.Oliveira – DPS – U.Minho 39

problema de afectação

1 2

1

2

5 73 6

v v

uu B

A 12

1V 2V

ST

2V T−

1V S− = ∅

corte

( )( )

min 7 5 0;6 3 0

min 2;3 2

θ = − − − −

= =

1 1

2 2

5 03 0

u vu v= == =

J.A.Oliveira – DPS – U.Minho 40

problema de afectação

1

2

1

2

5 2 73 2 50 2 20

uuvv

′ = + =′ = + == − = −=

1 2

1

2

2 0

7 5 75

0 0 0 00 03 0 06

v v

uu

= =

=

=

=

=

==

B

A 1

2

1V 2V

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J.A.Oliveira – DPS – U.Minho 41

problema de afectação

B

A 1

2

1V 2V

21

AB→→

1 2

5 73 6

AB

custo total=101 2

1

2

2 0

7 5 75

0 0 0 00 03 0 06

v v

uu

= =

=

=

=

=

==

1 2 1 2 100 0 0 0u u v v+ + + =

J.A.Oliveira – DPS – U.Minho 42

1 2

6AB

• ••

problema de afectação

1 2

76

AB

••

B

A 1

2

1V 2V

ST

2V T−

1V S− =∅

corteB

A 1

2

1V 2V

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J.A.Oliveira – DPS – U.Minho 43

problema de afectação

J.A.Oliveira – DPS – U.Minho 44

problema de afectação

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J.A.Oliveira – DPS – U.Minho 45

problema de afectação

J.A.Oliveira – DPS – U.Minho 46

problema de afectação

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J.A.Oliveira – DPS – U.Minho 47

problema de afectação

J.A.Oliveira – DPS – U.Minho 48

problema de afectação

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J.A.Oliveira – DPS – U.Minho 49

problema de afectação

J.A.Oliveira – DPS – U.Minho 50

problema de afectação

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J.A.Oliveira – DPS – U.Minho 51

problema de afectação

J.A.Oliveira – DPS – U.Minho 52

problema de afectação

O algoritmo húngaro é quase parecido