OR Labor

Wir stellen an dieser Stelle verschiedene grundlegende Aufgaben aus dem Bereich des Operations Research vor, die jeweils zu konkreten Optimierungsproblemen führen. Die programmierten Applets bzw. JavaScript-Applikationen sollen die Problematik verdeutlichen und die Möglichkeit des Experimentierens bieten. Durch das Aufzeigen konkreter Fragestellungen wird zudem ein Praxisbezug hergestellt. Die nachfolgenden Verknüpfungen führen zur Aufgabenbeschreibungen, und von dort gelangt man zur Experimentierumgebung.

Die Beispiele zum Laufzeitverhalten beziehen sich auf Kapitel 1 zur Komplexität spezieller Algorithmen in der Einheit 3 »Optimierung mit Intelligenten Strategien« des Moduls 31801.

Das Einsammeln von Objekten in einem Hochregallager kann ebenso wie die Bohrungen auf einer Platine als Rundreiseproblem modelliert werden. Die Darstellung der Probleme und seine Lösung mit dem A*-Verfahren werden beschrieben und ein Applet sowie eine Javaskript-Applikation zur Verfügung gestellt, mit denen es möglich ist, die Lösung schrittweise zu verfolgen. Außerdem wird das Ergebnis entsprechend visualisiert. Das Verfahren ist Gegenstand der Einheit 3 »Optimierung mit Intelligenten Strategien« des Moduls 31801.

Das Bandabgleichproblem wird in der Einheit 3 »Optimierung mit Intelligenten Strategien« des Moduls 31801 mit Genetischen Algorithmen gelöst. Es gehört zu den Reihenfolgeproblemen und ist deshalb ein gutes Beispiel für den Einsatz von Metaheuristiken.

Das Färbungsproblem wird in der Einheit 3 »Optimierung mit Intelligenten Strategien« des Moduls 31801 vorgestellt. Es existieren zahlreiche Anwendungen, bei denen das Problem als Färbungsproblem modelliert werden kann und dieses damit auch intelligenten Lösungsverfahren zugänglich ist.

Das Transportproblem ist Gegenstand der Einheit 2 »Standortplanung und Transportoptimierung« des Moduls 31801. Ausgehend vom klassischen Transportproblem gibt es in der Literatur zahlreiche Varianten, die sich auf dieses Grundproblem zurückführen lassen. In einer Experimentierumgebung (Javaskript-Applikation) ist es möglich, unterschiedliche Eröffnungsverfahren für eine spezielle Transportaufgabe zu vergleichen.

Warteschlangen sind Gegenstand der Einheit 3 »Stochastische Simulation« des Moduls 32621.

Scilab ist ein frei verfügbares Softarepaket zur Lösung mathematischer Problemstellungen und kann auch für graphentheoretische Aufgaben verwendet werden. Für das Modul 31801 »Problemlösen in graphischen Strukturen« wurden einige der in Einheit 1 »Grundlagen der Graphentheorie und Netzwerkoptimierung« behandelten Algorithmen in Scilab implementiert.

GAMS (General Algebraic Modeling System) ist ein kommerzielles Softwarepaket zur Modellierung und Lösung von mathematischen Optimierungsproblemen. Tiefergehende Ausführungen zum Umfang als auch zur Syntax dieser Umgebung sind der Einheit 3 »Modellierung und Optimierung betriebswirtschaftlicher Probleme« des Moduls 31811 zu entnehmen.