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Computerpraktikum Diskrete Optimierung

Ferienkurs

 

%SBBANNER% Die Ferienkurse werden aus Mitteln der Studienbeiträge finanziert.

Dozent: Fabian Klemm
Umfang: Blockpraktikum vom 8. bis 10. April
Raum: 02.04.011

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Aktuelles Beschreibung Termine Vorbereitende Informationen Material zum Praktikum Installation der Praktikums-Software Links zum Praktikum

Aktuelles

  • 10. April: Lösungsvorschläge zu den Aufgaben sowie die Folien von Donnerstag und Mittwoch wurden ergänzt.
  • 02. April: Raum ergänzt. Alle Teilnehmer/innen sollten nochmal eine Erinnerungsmail erhalten haben.
  • 29. Januar: Die Kursanmeldung erfolgt demnächst unter http://ferienkurse.ma.tum.de.

Beschreibung

Ziel des Praktikums ist es, die in den Vorlesung Fundamentals of Convex Optimization (MA2504) und Discrete Optimization (MA 3502) vorgestellte Theorie der linearen und diskreten Optimierung an praktischen Beispielen zu vertiefen und den Umgang mit professionellen Solver-Packages (hier: Fico Xpress) zu erlernen. Es wird geübt, Problemstellungen in ein implementierfähiges Modell zu überführen und den Solver in seinem Lösungsprozess gezielt zu steuern. Dadurch soll das Praktikum auf weitere Veranstaltungen der Optimierung (insbesondere die Case Studies Discrete Optimization), sowie Bachelor- und Masterarbeiten vorbereiten.

Das Praktikum gliedert sich wie folgt: Zunächst wird die Programmiersprache Mosel eingeführt und dann auf verschiedenste Problemstellungen der Linearen Optimierung angewendet. Im weiteren Verlauf widmen wir uns dann der diskreten Optimierung und Möglichkeiten, diesen Prozess mittels Schnittebenen oder Branch & Bound zu steuern.

Dabei soll die Theorie anhand von kurzweiligen Beispielen in die Praxis umgesetzt werden. Während des Praktikums wird hierzu zwischen kurzen Vorlesungsabschnitten und längerer Gruppenarbeit gewechselt. In kleinen Gruppen (2 oder 3 Personen) werden Modellierungsaufgaben bearbeitet und am eigenen Laptop implementiert.

Vorraussetzungen

Sollten Sie die Voraussetzungen nicht erfüllen aber dennoch teilnehmen wollen, können Sie uns gerne kontaktieren und wir besprechen individuell, ob eine Teilnahme für Sie sinnvoll sein könnte!

Anmeldung

Die Anmeldung zum Praktikum erfolgt über das Ferienkurse - Portal.

Termine und vorläufiges Programm

Datum Uhrzeit Raum Thema
Mittwoch, 8. Apri 2015 11:00 - 12:00 und 13:00 - ca. 18:00 02.04.011 Einführung in Mosel, Programmieraufgaben zur Linearen Optimierung
Donnerstag, 9. April 2015 9:00 - 12:00 und 13:00 - ca. 17:00 02.04.011 Einführung Mosel Teil II, Diskrete Optimierung: Schnittebenen
Freitag, 10. April 2015 9:00 - 12:00 und 13:00 - ca. 16:00 02.04.011 Diskrete Optimierung: Branch & Bound

Vorbereitende Informationen

Während des Computerpraktikums werden in kleineren Übungsgruppen von 2 - 3 Studenten Aufgaben selbständig bearbeitet und implementiert werden. Da jede dieser Übungsgruppen hierfür einen Laptop aus eigenem Besitz benötigt, werden zunächst alle Teilnehmer gebeten, zum ersten Termin einen Laptop, möglichst mit Windows Betriebssystem, mitzubringen. Auf diesem sollte außerdem bereits eine lauffähige Studentenversion von FICO Xpress installiert sein, diese kann unter https://community.fico.com/download.jspa  heruntergeladen werden. Ein funktionierender Internetzugang über eines der im FMI verfügbaren WLAN Netze ist ebenfalls von Vorteil, um Kursmaterialien herunterladen zu können. Da jede Gruppe nur einen Laptop benötigt, sollte es kein Problem darstellen, sollte es Ihnen nicht möglich sein, einen Laptop mitzubringen. Sollten Sie Probleme oder Fragen haben, schreiben Sie mir bitte eine Mail!

Material zum Praktikum

Mosel Handout: pdf
Mosel Kurzreferenz: pdf
Demo-Moseldateien: zip
Präsentationen: pdf, pdf

  Aufgabe Angabe Daten & Vorlagen Lösungsvorschlag
0 Rohölveredelung pdf zip
1 Käsediebstahl pdf zip zip
2 Fußball pdf zip pdf zip
3 Knapsack pdf zip zip
4 Odyssee pdf zip txt zip
5 Branching pdf zip zip
6 Knapsack Symmetry pdf zip zip
7 Lot Sizing pdf zip zip pdf

Installation der Praktikums-Software

Im Praktikum wird die kommerzielle Software FICO Xpress verwendet.

Windows

Für Windows gibt es eine eingeschränkte, dafür aber kostenfreie Studentenversion. Diese kann unter https://community.fico.com/download.jspa  heruntergeladen werden.

Linux und Mac

Für diese Betriebssysteme gibt es leider keine kostenfreie Version. Linux- und Mac-User haben vier Möglichkeiten:

  • Sie verwenden in der Gruppe einen Laptop eines anderen Teilnehmers/in (empfohlene Variante)
  • Sie verwenden Wine (Linux: http://www.winehq.org/download , Mac: http://wiki.winehq.org/MacOSX/ , Version 1.4) um die Studentenversion für Windows laufen zu lassen.
  • Sie verwenden eine Virtuellen Maschine Windows (kostenfrei vom Maniac) und dann die Studentenversion für Windows.

Wenn es bei der Installation Probleme gibt, melden Sie sich bitte (per Mail)!

  • Eine (eingeschränkte) Studentenversion von FICO Xpress kann von https://community.fico.com/download.jspa  heruntergeladen werden (leider nur für Windows-Rechner).
  • Eine Übersicht zu Mosel gibt es hier , einige Beispielen finden sich hier .
  • Andere kommerzielle Optimierungssoftware:
  • Freie Optimierungssoftware:
  • Einen Überblick über (kommerzielle, kostenlose und freie) Optimierungssoftware für verschiedenste Problemstellungen bietet der Decision Tree for Optimization Software .

Research Unit M9


Department of Mathematics
Boltzmannstraße 3
85748 Garching b. München
Germany
phone:+49 89 289-16858
fax:+49 089 289-16859
sekretariat-m9ma.tum.de

Professors

Prof. Dr. Peter Gritzmann
Applied Geometry and Discrete Mathematics

Prof. Dr. Andreas S. Schulz
Mathematics of Operations Research
(affiliated member of M9)

Prof. Dr. Stefan Weltge
Discrete Mathematics

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