PUC-Rio
Departamento de Informática
Prof. Marcus Vinicius S. Poggi de Aragão
Horário: 2as-feiras 12 às 15 horas - Sala 510 RDC
14 de março de 2008
Data da Entrega: 7 de abril de 2008
Período: 2008.1
Metaeurísticas e Heurísticas Matemáticas (INF 2914)
1a Lista de Exercícios
-
Considere o seguinte problema: Um fabricante de computadores
prevê a demanda nos próximos n meses como sendo d1, d2,
... , dn. Em qualquer mês ele é capaz de produzir r
unidades utilizando sua produção normal onde o custo por unidade
é R$ b. Usando hora extra ele produz unidades adicionais
a um custo de R$ c por unidade, onde c>b. A firma pode estocar
unidades de um mês para o outro a um custo de de R$ s por unidade
por mês. Encontre o número de unidades a serem produzidas por mês
que minimiza o custo de produção (e atende a todas as demandas, é
claro).
-
Proponha uma representação para as soluoedo problema acima.
Como você calcula o valor da função objetivo ?
- Proponha um método para a construção de uma solução(viável).
- Discuta as intuioeem que se baseia o seu método. Como, no seu
entender, seria um algoritmo guloso para este problema ?
- Discuta a qualidade da solução gerada por seu método. Existe
garantia de qualidade ?
- Defina uma vizinhança para as soluoedeste problema.
- (Cultura) Que método resolve este problema exatamente ?
Uma instância exemplo deste problema é:
n = 10,
d = { 150, 250, 600, 600, 450, 200, 100, 300, 600, 350 }, r =
300, b = 1500, c = 2250, s = 85.
- Considere o problema K-color(K-coloração de grafos):
Dado um
grafo G=(N,E) e um inteiro K encontre uma atribuição de até K cores
aos nós do grafo que minimize o número de conflitos (i.e. o número
de arestas em E que possuem nas suas extremidades vértices com cores
iguais). Considere também a vizinhança de uma solução como sendo as
soluoeobtidas pela troca da cor de um único vértice.
-
Descreva a representação de uma solução e mostre que se o número
de conflitos é maior que zero não existe ótimo local em que menos
de K cores são utilizadas na atribuição correspondente.
- Encontre um ótimo local que não seja ótimo global, i.e. uma
instância de K-color e uma solução(um grafo e uma atribuição de
côres aos vértices) cujos vizinhos tenham pelo menos tantos conflitos
quanto a solução dada e exista uma solução com menos conflitos. Esta
instância deve ser o menor possível.
- Proponha para este problema uma heurística equivalente à de
Lin e Kernighan para o Problema do Caixeiro Viajante (TSP). Em que difere
a otimalidade local neste algoritmo da descrita no enunciado desta questão ?
- Encontre uma instância em que o algoritmo que você descreveu
no item anterior não encontre a solução ótima (você pode escolher
a solução inicial de todas as iteraoee basta uma iteração).
- Considere o problema CVRP(Roteamento de veículos com restrioede capacidade): Dados um depósito,
n pontos de coleta, as respectivas
quantidades q1 , q2 , ... , qn a serem coletadas nestes pontos, a
capacidade C dos veículos, e as distâncias entre os pontos de coleta e
entre estes e o depósito; determine as rotas a serem efetuadas pelos
veículos que minimize a distância total percorrida.
-
Descreva uma família de instâncias onde é trivial
encontrar a solução ótima (e provar que é ótima).
- Proponha um método para construção de uma solução (viável).
Descreva sua intuição.
- Descreva uma forma de randomização para o seu método. Qual o
objetivo da sua proposta.
- Proponha uma metaeurística para este problema. (Defina todos
seus ``ingredientes'' e a forma como o controle é efetuado).
- Proponha uma instância (pequena) e experimente o seu método
(este exemplo deve ser não-trivial, i.e. dever ser possível mostrar
que o seu método é melhor que uma simples construção de solução viável).
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