Lecture on basic and advanced optimization algorithms applicable to
practical problems. We discuss exact algorithms based on Linear
Programming, heuristic algorithms based on Artificial Intelligence and
their combinations in hybrid meta-heuristics for solving real-life
optimization problems.
Last update: RNDr. Jan Hric (12.05.2022)
Přednáška základních a pokročilých algoritmů s aplikacemi na praktické
problémy. Diskutujeme exaktní algoritmy založené na lineárním
programování, heuristické algoritmy Umělé inteligence a jejich kombinace
v hybridních metaheuristikách pro řešení reálných problémů.
Aim of the course -
Last update: RNDr. Jakub Bulín, Ph.D. (13.05.2022)
Understand the main principles of various optimization methods with
emphasis on large-scale instances. Learn how to apply these methods in
practice.
Last update: RNDr. Jakub Bulín, Ph.D. (13.05.2022)
Cílem předmětu je porozumění principů různých optimalizačních metod
použitelných na velké instance pocházejících z praxe.
Course completion requirements -
Last update: RNDr. Jakub Bulín, Ph.D. (13.05.2022)
Student are expected to implement practical homeworks and to pass
theoretical examination. The nature of homeworks excludes the
possibility of repeated attempts to get credit.
Last update: RNDr. Jakub Bulín, Ph.D. (13.05.2022)
Studenti musí implementovat praktické domácí úkoly a splnit teoretickou
zkoušku. Povaha domácích úkolů vylučujeme možnost opakování zápočtu.
Literature -
Last update: RNDr. Jakub Bulín, Ph.D. (13.05.2022)
Wolsey, Laurence A. Integer programming. Vol. 42. New York: Wiley, 1998.
Kochenderfer, Mykel J., and Tim A. Wheeler. Algorithms for optimization. Mit Press, 2019.
Blum, Christian, and Günther R. Raidl. Hybrid Metaheuristics: Powerful Tools for Optimization. Springer, 2016.
Desaulniers, Guy, Jacques Desrosiers, and Marius M. Solomon, eds. Column generation. Vol. 5. Springer Science & Business Media, 2006.
Last update: RNDr. Jakub Bulín, Ph.D. (13.05.2022)
Wolsey, Laurence A. Integer programming. Vol. 42. New York: Wiley, 1998.
Kochenderfer, Mykel J., and Tim A. Wheeler. Algorithms for optimization. Mit Press, 2019.
Blum, Christian, and Günther R. Raidl. Hybrid Metaheuristics: Powerful Tools for Optimization. Springer, 2016.
Desaulniers, Guy, Jacques Desrosiers, and Marius M. Solomon, eds. Column generation. Vol. 5. Springer Science & Business Media, 2006.
Syllabus -
Last update: RNDr. Jiří Fink, Ph.D. (13.05.2022)
Exact methods:
Linear programming, duality, complementary slackness
Integer linear programming, Branch and bound
Gomory-Chvátal cutting plane, lazy constraint
Column generation, Dantzig-Wolve decomposition
Lagrange relaxation
Multi-objective optimization, Pareto optimality
Applications, e.g. Cutting Stock Problem, Vehicle Routing Problems, Job Scheduling
Hybrid meta-heuristics
Local search, Hill climbing, Simulated annealing
Population methods, e.g. Genetic algorithms
Problem instance reduction, Large neighborhood search
Hybrid methods: Lamarckian vs. Baldwinian learning, examples
Surrogate models
Applications, e.g. Minimum Common String Partition, Minimum Weight Dominating Set Problem, Arc Routing Problems, Public Transportation
Recommended prerequisite: Linear Programming and Combinatorial
Optimization (NOPT048)
Last update: RNDr. Jiří Fink, Ph.D. (13.05.2022)
Exaktní metody:
Lineární programování, dualita, komplementarita
Celočíselné lineární programování, větvení a mezí
Řezné nadroviny, generování podmínek
Generování sloupců, Dantzig-Wolve dekompozice
Lagrange relaxace
Vícekriteriální optimalizace, Pareto optimalita
Hybridní meta-heuristiky
Lokální prohledávání, Hill climbing, simulované žíhání
Populační metody, např. Genetické algoritmy
Řešení úloh pomocí redukce velikosti instance
Hybridní metody: Lamarckian vs. Baldwinian, příklady
Náhradní modely
Aplikace, např. v oblastech logistiky a plánování
Doporučená prerekvizita: Lineární programování a kombinatorická