• Wrong document? Swap it for free
  • Written by students who passed
  • Immediately available after payment
  • Read online or as PDF
Sell
Where do you study
Your language
Document preview thumbnail
Preview 4 out of 64 pages
Summary

Samenvatting Operationeel Onderzoek | KU Leuven | 2025/26

Document preview thumbnail
Preview 4 out of 64 pages

Deze samenvatting combineert alle leerstof uit de slides/PowerPoints met gedetailleerde lesnotities, voorbeelden en verduidelijkingen van de professor. Allesomvattend: Geen losse slides of extra boeken meer nodig; alle kernbegrippen en verbanden staan logisch uitgewerkt. Bewezen resultaat: Als student Handelsingenieur zit ik netjes op modeltraject door uitsluitend te studeren op basis van deze samenvattingen. Ideaal om efficiënt te studeren en met vertrouwen naar het examen te gaan!

Content preview

Operationeel onderzoek
Geheeltallige programmering
1. Geheeltallige variabelen
Hoe formuleren?
1. Beslissingsvariabelen
2. Doelfunctie
3. Beperkingen

→ We werken in Lingo, hier wordt standaard uitgegaan van een niet-negativiteitsvoorwaarde. Je moet
dit dus enkel vermelden als je dit tegen wilt gaan.

Zijn fractionele waardes (bv. x = 3,78) een probleem?
 = deelbaarheidsassumptie
o Hangt af van de context, van de situatie
o In het geval van de tafels, kunnen we geen halve tafels maken.
o Maar als we bvb. werken met een rolling horizon (vandaag beginnen aan een stuk en
morgen afmaken) of werken met duizendtallen (3,78 wordt 3780), dan kan dit natuurlijk
wel

Indien de deelbaarheidsassumptie van LP niet opgaat dan moet de restrictie x1, x2 ∈ {0,1,2, … }
uitdrukkelijk meegenomen worden. We spreken dan van geheeltallige programmering (= integer
programmering IP) , soms ook ILP (linear).
- We werken ook met MILP = mixed-integer LP → sommige variabelen zijn geheeltallig, anderen
niet
- We werken ook met ZOIP = zero-one LP of BIP = binary IP → variabelen zijn 0 of 1

Als we de geheeltalligheidseis van een IP weglaten dan krijgen we een LP-relaxatie van dit IP.

Grafische analyse:
- Werkt alleen bij 2 variabelen
- Creatie van een veelhoek door beperkingen (= polyheder,
polyhedron)
- Normaalvector van de doelfunctie is het punt van de waarden
voor de variabelen in de doelfunctie (vb. (8,5))

Stelling: als er een optimale oplossing bestaat, dan bestaat er
minstens één extreem punt van het polyhedron dat optimaal is.
 Als we een eindig bereik hebben (gesloten veelhoek) kunnen
we elk hoekpunt overlopen en zo de optimale oplossing eruit halen

Om onze ongelijkheden te kunnen verwijderen uit onze vorm, moeten we variabelen toevoegen (=
verschilvariabelen). Zo bekomen we een standaardvorm.

,Bij stelsels in kanonieke vorm onderscheiden we:
- Basisvariabelen (BV) = afhankelijke, endogene, gebonden variabelen
- Niet-basisvariabelen (NBV) = onafhankelijke, exogene, vrije variabelen
→ Via ero’s (elementaire rij-operaties) kunnen we niet-basisvariabelen manipuleren naar
basisvariabelen




 Basisoplossing is het resultaat van het stelsel bij het nemen van de niet-basisvariabelen gelijk
aan 0.
 Een toelaatbare basisoplossing (=tbo) heeft alle variabelen ≥ 0

Stelling: elk extreem punt van de LP-oplossingsruimte is een tbo, en omgekeerd.




→ In plaats van alles te enumereren gaat het simplex algoritme verstandiger te werk en wordt LP als
redelijk ‘gemakkelijk beschouwd (later meer)

De oplossingsruimte van een IP is niet convex: het concept van een ‘extreem punt’ is hier zelfs niet
gedefinieerd… kunnen we LP gebruiken om het IP op te lossen
 Wat is convex? Als je een lijnstuk trekt tussen 2 punten van het gebied, ligt het lijnstuk ook in
het gebied.
o Afronden gaat niet altijd het optimum leveren (zelfs een toelaatbare oplossing vinden is
soms al moeilijk)
o Wat indien de oplossing van de LP-relaxatie geheeltallig is?
▪ De oplossingsruimte van een IP is een deelverzameling van de oplossingsruimte
van de LP-relaxatie. Bijgevolg is:
𝑚𝑖𝑛 − 𝑝𝑟𝑜𝑏𝑙𝑒𝑒𝑚: 𝑍 ∗ > 𝑍 𝐿𝑃 𝑚𝑎𝑥 − 𝑝𝑟𝑜𝑏𝑙𝑒𝑒𝑚: 𝑍 𝐿𝑃 > 𝑍 ∗
▪ We vinden dus een beneden (lowerbound) - en respectievelijk een bovengrens
(upperbound)
o Eender welk toelaatbaar punt heeft x1≤ 3 ofwel x1 ≥ 4. Partitioneren van de zoekruimte:
branching (vertakken)
▪ Zo kunnen we het grote probleem opdelen in
stukken, zonder geheeltallen te verliezen
▪ Opdelen in deelverzamelingen zodat de unie
alles omvat en de doorsnede leeg is

,Brand-and-bound (= B&B, vertak-en-begrens)
→ Zoekvolgorde in eerste instantie arbitrair, bvb.
1 (LP-relaxatie) → 2 → 4 (infeasible) → 5 → 6 (incumbent) → 5 (fathomed) → backtracking → 3
(fathomed)




GUB = Global upper bound, LUB = local upper bound

We kunnen ook werken met een tolerantie. Wanneer we deze instellen op 0% zijn we enkel tevreden
met de best toelaatbare oplossing, maar dit kan natuurlijk sterk oplopen in rekentijd. Wanneer we
deze anders bvb. definiëren op 5%, dan mag deze hier lichtelijk van afwijken, wat sterke invloed kan
hebben op rekentijd.

Werkwijze LP-gebaseerde B&B:
- Los LP-relaxatie op, indien geheeltallig stop
- Opsplitsen (branching) van de oplossingsruimte van de LP-relaxatie in deelverzamelingen door
beperkingen toe te voegen op de waarden van de geheeltallige, beslissingsvariabelen
- Los een LP op over één deelverzameling
- Indien geheeltallig, bewaar de beste gevonden geheeltallige oplossing (= kandidaat oplossing,
incumbent, momenteel beste GLB) en backtrack
o Anders moet je verder vertakken, behalve indien een LP-relaxatie (lokale bovengrens)
een slechtere (of dezelfde) doelfunctiewaarde heeft dan de huidige incumbent, dan
moet je niet verder opsplitsen en kan je deze tak elimineren in de zoekboom (=
fathomed = afgewerkt) want de doelfunctiewaarde zal lager in de boom nooit
verbeteren.

De beste keuze voor zowel de vertakkingsbeslissing als de keuze van volgorde van oplossen van sub-
problemen is probleem-afhankelijk.
 Wanneer X1 en wanneer X2? → welke ligt het dichtste bij 0,5
 Eerst linkse tak of eerst rechtse tak? → welke waarde ligt het dichtst bij de variabele (vb. 3,75
ligt dichter bij 4 dus daar beginnen)

, 2. Knapzak
Voorbeeld: capital budgeting




→ Zie ook voorbeeld op papier in video

Voorgaand probleem wordt in de literatuur meestal 0/1 knapzak genoemd. De variant geheeltallige
knapzak werkt niet met binaire variabelen maar wel x1, x2 ∈ {0,1,2, … }

Conclusie van het voorgaande:
- Voordelen van geheeltalligheidseis: realistischer en flexibeler
- Nadelen: moeilijker modelleren, veel moeilijker op te lossen
- Vandaar: gebruik integraliteits-eis spaarzaam

Voor bovenstaande knapzak formuleringen, hoe zou je de volgende logische beperkingen modelleren?
1. We kunnen slechts twee investeringen doen: x1 + x2 + x3 + x4 <= 2
2. Indien investering 2 wordt gedaan, moet 4 ook worden gedaan: x4 >= x2
3. Als investering 1 wordt gedaan, dan kan investering 3 niet worden uitgevoerd: x3 <= 1-x1
4. Idem 3
5. Als investering 1 en investering 2 worden gedaan, dan kan investering 3 niet worden gedaan: x3
<= 2 – (x1+x2)

3. Set covering/packaging/partitioning
3.1. Locatie van brandweerstations
Heuristiek: 5 of 4 of …?
Optimum: 3 (4, 6, 15)
→ hoe weten we met zekerheid wat de optimale doelfunctiewaarde is?

Formulering:
1. Beslissingsvariabelen: 𝑥 𝑖 ∈ {0,1} 𝑣𝑜𝑜𝑟 𝑖 = 1, … , 16

2. Doelfunctie: MIN x1 + x2 + …. + x16

Document information

Study
Uploaded on
October 6, 2026
Number of pages
64
Written in
2025/2026
Type
Summary
$8.80

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

Sold
0
Followers
0
Items
36
Last sold
-




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