Written by students who passed Immediately available after payment Read online or as PDF Wrong document? Swap it for free 4.6 TrustPilot
logo-home
Summary

Studiesamenvatting Toepassingen van Operationeel Onderzoek | KU Leuven | 2025/26

Rating
-
Sold
1
Pages
43
Uploaded on
31-05-2026
Written in
2025/2026

Volledige studiesamenvatting voor het vak Toepassingen van Operationeel Onderzoek (TOPO) aan de KU Leuven, samengesteld door prof. Ben Hermans. Het document behandelt lessen 1-10 inclusief knapzakproblemen, netwerkoptimalisatie, bin packing, kolomgeneratie, clustering en machineplanning, met theoretische uitleg, formele modellering, algoritmes en oefeningen. Ideaal voor examenvoorbereiding: per hoofdstuk gestructureerd van intuïtie naar formalisering, aangevuld met cheatsheet, trefwoordenregister en voorbeeldexamen.

Show more Read less
Institution
Course

Content preview

Toepassingen van
Operationeel Onderzoek
Studiesamenvatting – volledige leerstof




Vak: TOPO – TvOO
Docent: prof. Ben Hermans
Inhoud: Lessen 1–10, studysets 1–4, voorbeeldexamen




Hoe dit document te gebruiken:
Per hoofdstuk wordt eerst de intuïtie gegeven (waarom dit probleem, wanneer toepassen),
dan de formele modellering (beslissingsvariabelen, doelfunctie, beperkingen), dan de algorit-
mes (exact en heuristiek), en tenslotte de verwijzingen naar relevante studyset-oefeningen.
Sleutelconcepten staan in gekleurde boxen. Eind van het document: cheatsheet en tref-
woordenregister per studyset.

,TOPO – Studiesamenvatting Inhoudsopgave



Inhoudsopgave

1 Inleidende OR-concepten (basis voor alle lessen) 2
1.1 Soorten optimalisatieproblemen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.2 Exacte methoden versus heuristieken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.3 Primale grens, duale grens, optimaliteitsgap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.4 Relaxaties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.5 Soorten relaxaties die terugkomen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.6 Prestatiegaranties voor heuristieken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.7 Branch & Bound en LP-relaxaties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.8 Totaal unimodulaire (TU) beperkingenmatrices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

2 Les 1 – Knapzakprobleem en heuristieken 4
2.1 Het 0-1 knapzakprobleem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
2.2 LP-relaxatie en de afrondingsheuristiek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
2.3 Greedy heuristiek (alternatieve heuristiek) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
2.4 Greedy 2.0 – prestatiegarantie factor 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
2.5 Wanneer welk soort heuristiek? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
2.6 Hoe een heuristiek evalueren? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

3 Les 2 – Uitbreidingen van het knapzakprobleem 6
3.1 Knapzak cover probleem (productievestigingen) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
3.2 Lagrange-relaxatie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
3.3 Multiple knapsack probleem (opdrachten aan werknemers) . . . . . . . . . . . . . . . 6
3.4 Surrogate-relaxatie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
3.5 Greedy heuristiek met prestatiegarantie 2 voor multiple knapsack . . . . . . . . . . . 7
3.6 2D-knapsack en 1D-cutting stock (oefeningen in les 2) . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

4 Les 3 – Bin Packing, Cutting Stock en Kolomgeneratie 9
4.1 Bin packing probleem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
4.2 Heuristieken voor bin packing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
4.3 Twee formuleringen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
4.4 Kolomgeneratie – het hart van les 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
4.5 Het pricing problem is een knapsack! . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
4.6 Superkolommen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
4.7 Van LP naar IP: branch-and-price . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
4.8 Wanneer kolomgeneratie toepassen? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

5 Les 4 – Netwerkoptimalisatie 12
5.1 Grafen – terminologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
5.2 Toewijzingsprobleem (Assignment) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
5.3 Kortste-pad probleem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
5.4 Minimum Spanning Tree (MST) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
5.5 Kruskal’s algoritme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
5.6 Minimum Steiner Tree . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
5.7 Spanning tree heuristiek voor Steiner . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
5.8 Vertex cover probleem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
5.9 Afrondingsheuristiek voor vertex cover (LP-rounding) . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
5.10 Greedy heuristiek voor vertex cover . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

6 Les 5 – Clustering, UFL en Machineplanning 16
6.1 K-means clustering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
6.2 Uncapacitated Facility Location (UFL) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16


1

,TOPO – Studiesamenvatting Inhoudsopgave


6.3 Greedy heuristiek voor UFL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
6.4 Local search voor UFL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
6.5 Lagrange-relaxatie voor UFL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
6.6 Lagrange-relaxatie heuristiek voor UFL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
6.7 Parallelle machineplanning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
6.8 Local search voor machineplanning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
6.9 Lokaal optimum heeft prestatiegarantie 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
6.10 List scheduling (greedy) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

7 Les 6 – Traveling Salesperson Problem (TSP) 19
7.1 Het TSP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
7.2 Formulering 1: Dantzig-Fulkerson-Johnson (DFJ, 1954) . . . . . . . . . . . . . . . . 19
7.3 Alternatieve formulering: connectivity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
7.4 Formulering 2: Miller-Tucker-Zemlin (MTZ, 1960) – compact . . . . . . . . . . . . . 19
7.5 Constructieheuristieken voor TSP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
7.6 Local search voor TSP: 2-opt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
7.7 Wat doen bij een lokaal optimum? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
7.8 Symmetrische TSP – formulering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
7.9 Double spanning tree heuristiek (symmetrisch TSP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
7.10 Historische verbinding: Eulerian vs Hamiltonian cycles . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

8 Les 7 – Vehicle Routing Problems 22
8.1 Multiple TSP (MTSP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
8.2 MTZ-stijl formulering voor MTSP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
8.3 Route-gebaseerde formulering – kolomgeneratie! . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
8.4 Vehicle Routing Problem (VRP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
8.5 Two-index formulering met capaciteitsbeperkingen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
8.6 Heterogene vloot en pickup/delivery . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
8.7 VRP with Time Windows (VRPTW) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
8.8 Case study: Coca-Cola Enterprises (CCE) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
8.9 Praktische take-aways uit case studies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

9 Les 8 – Case study: Course scheduling at FEB 25
9.1 Probleemstelling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
9.2 Vereenvoudigende veronderstellingen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
9.3 Beslissingen en doelfunctie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
9.4 Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
9.5 Beslissingsvariabelen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
9.6 Beperkingen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
9.7 Implementatie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

10 Les 9 – Gastles: Routing problems with electric vehicles 27
10.1 Context . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
10.2 VRP recap (vanuit praktisch oogpunt) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
10.3 Beperkingen in de praktijk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
10.4 Electric Vehicle Routing Problem (E-VRP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
10.5 Batterijbereik en SoC-voorspelling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
10.6 Charging in de VRP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
10.7 Charging schemes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
10.8 Laad-strategieën . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
10.9 Charging model – complete formulering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
10.10Charging on the go . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
10.11Model-uitbreidingen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28


2

, TOPO – Studiesamenvatting Inhoudsopgave


11 Les 10 – Metaheuristieken 30
11.1 Overzicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
11.2 Multistart en Iterated Local Search . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
11.3 Variable Neighborhood Search (VNS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
11.4 Tabu search (Fred Glover, 1989) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
11.5 Tabu-lengte en aspiratie-criterium . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
11.6 Tabu Search voorbeeld: 0-1 knapsack . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
11.7 Simulated Annealing (SA) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
11.8 Eigenschappen van de aanvaardingskans . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
11.9 SA voorbeeld: 0-1 knapsack . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
11.10Afkoelschema’s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
11.11Genetische Algoritmes (GA) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
11.12Selectiemethoden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
11.13Crossover en mutatie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
11.14Vervanging . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
11.15Opmerkingen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
11.16Algemene trade-off in metaheuristieken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

12 Cheatsheet: wanneer welk concept gebruiken? 35
12.1 Probleem → techniek lookup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
12.2 Heuristiek-types met prestatiegarantie 2 in dit vak . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
12.3 Soorten relaxaties en wanneer] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
12.4 Wanneer kolomgeneratie? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
12.5 Wanneer cutting plane? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
12.6 Metaheuristieken: kies de juiste . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

13 Examenstrategie en formulebox 37
13.1 Typische examenvragen-types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
13.2 Formulebox – snel terugvinden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
13.3 Korte definities – snel doorlezen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

14 Trefwoordenregister naar studysets 39
14.1 Knapzak & uitbreidingen (les 1–2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
14.2 Netwerken & vertex cover & UFL & machineplanning (les 4–5) . . . . . . . . . . . . 39
14.3 Bin packing & cutting stock & kolomgeneratie (les 3) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
14.4 TSP & VRP (les 6–7) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
14.5 Metaheuristieken (les 10) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
14.6 Voorbeeldexamen – overzicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40




3

Written for

Institution
Study
Course

Document information

Uploaded on
May 31, 2026
Number of pages
43
Written in
2025/2026
Type
SUMMARY

Subjects

$12.91
Get access to the full document:

Wrong document? Swap it for free Within 14 days of purchase and before downloading, you can choose a different document. You can simply spend the amount again.
Written by students who passed
Immediately available after payment
Read online or as PDF

Get to know the seller
Seller avatar
lucas1conings
1.5
(2)

Get to know the seller

Seller avatar
lucas1conings Katholieke Universiteit Leuven
Follow You need to be logged in order to follow users or courses
Sold
10
Member since
4 year
Number of followers
0
Documents
5
Last sold
3 weeks ago

1.5

2 reviews

5
0
4
0
3
0
2
1
1
1

Recently viewed by you

Why students choose Stuvia

Created by fellow students, verified by reviews

Quality you can trust: written by students who passed their tests and reviewed by others who've used these notes.

Didn't get what you expected? Choose another document

No worries! You can instantly pick a different document that better fits what you're looking for.

Pay as you like, start learning right away

No subscription, no commitments. Pay the way you're used to via credit card and download your PDF document instantly.

Student with book image

“Bought, downloaded, and aced it. It really can be that simple.”

Alisha Student

Working on your references?

Create accurate citations in APA, MLA and Harvard with our free citation generator.

Working on your references?

Frequently asked questions