Library

Description: Scheduling ist ein wichtiger Forschungsgegenstand im Bereich der diskreten Optimierung. Es geht darum, einen Schedule, d.h. einen Ablaufplan, für gegebene Ereignisse zu finden. Dieser soll optimal hinsichtlich einer Zielfunktion wie zum Beispiel minimaler Dauer oder Kosten sein. Dabei gibt es in der Regel Nebenbedingungen wie Vorrangbeziehungen zwischen den Ereignissen oder zeitliche Einschränkungen, die zu erfüllen sind. Falls die Ereignisse periodisch wiederkehren, spricht man von periodischem Scheduling. Beispiele sind das Erstellen von Zugfahrplänen, die Schaltungvon Ampelsignalen oder die Planung von Produktionsabläufen. Mathematisch können diese Probleme mit dem Periodic Event Scheduling Problem (PESP) modelliert werden, das als gemischt-ganzzahliges Programm formuliert werden kann. In dieser Bachelorarbeit wird ein Ansatz zur Lösung des PESP mittels Zerlegung und Dualisierung entwickelt. In den Kapiteln 2 und 3 werden zunächst die notwendigen graphentheoretischen Grundlagen und das PESP eingeführt. In Kapitel 4 wird das PESP durch Fixierung der ganzzahligen Variablen in lineare Programme zerlegt. Dieses Unterproblem wird dualisiert und wieder in das PESP eingesetzt. Dafür ist eine weitere Nebenbedingung nötig. Im fünften Kapitel behandeln wir die Lösung des teildualisierten PESP. Eine Möglichkeit ist es, sich auf eine Teilmenge der Nebenbedingungen zu beschränken. Eine weitere Möglichkeit ist ein Algorithmus, derähnlich wie BendersZerlegung die Nebenbedingungen dynamisch erzeugt. Dieser Algorithmus wird in Kapitel 6 implementiert und an vier Beispielen getestet.