Dotaz: Generování rozvrhů / směn

[Bystroushaak]

Zdravím.

Potřeboval bych trochu nasměrovat jakým způsobem generovat rozvrhy / směny. Obecně problém zadání zní, že máme několik lidí, ti mají různé požadavky, někdo chodí rád do prace o víkendu, někdo odpoledne, někdo dopoledne a do toho jim napasovat každý týden určitý počet hodin podle zadaných pravidel. Druhá část problému je poté generování školního rozvrhu, máme učitele, žáky a teď je nějak rozumě rozhodit na předměty.

Hodila by se nějaká obecná teorie (klidně anglicky), případně jestli jsou nějaké knihovny pro python. Nebo by pro tohle byly vhodnější deklarativní jazyky, jako je třeba prolog? Je mi jasné, že na tohle existují programy, ale já bych se rád naučil jak na to.

PS: Nejedná se o školní zadání. Za uplynulý rok se na mě obrací už třetí člověk, jestli bych mu něco podobného nenaprogramoval. Zatím jsem vždy odmítl, protože mě napadají jen šíleně neefektivní řešení. Teď mě to trochu zaujalo, protože se jedná o jeden z těch spíše matematických problémů, na kterých jsem zatím vždy selhal.

Odpovědi

[DarkKnight]

http://www2.fiit.stuba.sk/~kapustik/ZS/Clanky0809/pinak/index.html

https://dip.felk.cvut.cz/browse/pdfcache/vaclarom_2011dipl.pdf

[Bystroushaak]

Ten první odkaz nic moc, ale druhý vypadá docela zajímavě, zkusím se tím pročíst. Díky.

[hanny]

Ja bych zkusil nejaky Constraint solver, nejlepe asi Gecode (C++). Pro Python by asi slo pouzit or-tools od Googlu, ale s tim nemam zadne zkusenosti...

[Bystroushaak]

Pro python jsem teď našel python-constraint. Constraint je nejspíš to slovo, které jsem hledal abych našel :) Díky.

[hanny]

Pro python jsem teď našel python-constraint. Constraint je nejspíš to slovo, které jsem hledal abych našel :) Díky.

Bacha tato knihovna (nebo spise modul?) je po prvnim zkouknuti velmi jednoducha a troufnu si rict ze s ni neuspejes...

Osobne bych nejdrive doporucoval:

• aspon rychle projit tento dokument. Dozvis se tam jak Constraint prgramming funguje a hlavne zjistis jake ruzne omezujici podminky muzes pouzivat
• zkusit si v Gecode vymodelovat nejaky tvuj problem. Gecode bych volil mimo jine proto, ze obsahuje asi nejvetsi mnozstvi omezujicich podminek ze kterych si muzes vybrat a taky ma GIST (vizualizace toho jak tvuj model hleda reseni)
• ...a pak uvidis jestli to ma vubec cenu nebo je to na tvuj problem nepouzitelne:)

[Goheeca]

Rád bych zmínil existenci amb operátoru, který implementuje backtracking. Nejpřirozeněji vypadá ve Scheme.

[Goheeca]

Tedy když nepočítám deklarativní logické jazyky jako je Prolog.

[Radek Miček]

Kromě Gecode můžete zkusit řešič MINION.

Mj. existují modelovací jazyky nezávislé na řešiči – např. MiniZinc (návod).

[Radek Miček]

Dalším oblíbeným přístupem kromě CSP je převod na SAT a následné použití nějakého SAT řešiče.

[Bill Gates]

Ja si vzdycky u problemu, ktery z hlavy neumim naprogramovat sednu a zjistim si, jak bych to delal ja sam bez softwaru. Zkusim si to a presne tak jak bych to udelal ja, tak napisu software, ktery udela totez - stejny postup, stejna pravidla. Program pak zpravidla funguje uplne dokonale, obzvlaste kdyz to delam pro sebe a pouzivam to, a tak mi zalezi na tom, aby to delalo skutecne presne to co chci, aby to delalo a to bez chyb. Behem vyvoje softwaru pro reseni konkretniho problemu clovek obvykle jeste zjisti, ze ten postup je v podstate uplne jednoduchy coz mu vlastne pomuze i v realnem zivote, kdy pochopi vice souvislosti a ruznych zakonitosti a sve postupy z realneho zivota dokaze jeste vice zefektivnit diky tomu co zjistil, kdyz se ponoril do hloubky postupu reseni problemu pri vyvoji zminovaneho software.

[potato]

To nefunguje. Především z důvodu velmi odlišné architektury mozku a počítače.

Například zjistit, zda jsou v obrázku útvary, které se opakují, dokáže člověk snadno. Zato nedokáže pořádně popsat, jak to vlastně dělá, protože rozeznávání vzorů je pro mozek low-level operace, kterou už nedokážeš snadno rozložit na efektivně naprogramovatelné operace.

Na druhé straně pro počítač není problém provést rozsáhlou Monte-Carlo simulaci, použít Fourierovu transformaci, jako přípravný krok si setřídit milion věcí podle velikosti, etc., v situacích, kdy se člověk vzmůže nanejvýš na hrubý odhad výsledku.

Ceny různých operací jsou natolik odlišné, že už u úplně základních problémů jako třídění vypadají nejvhodnější postupy pro člověka a počítač dost jinak.

[Bill Gates]

Jak kdy. Ve vyse uvedenem zadani nebylo nic o rozpoznavani smyslu nebo vyznamu obrazku. Zalezi na tom taky zdali do zadani davame rozume zpracovatelne argumenty, nebo pocitacem tezko zpracovatelne. Urcite jsem nemel na mysli tvorbu pocitacoveho algoritmu, ktery na zaklade vstupu urci, zdali zadana muzika predana programu jako argument v mp3 je dobra muzika, nebo spatna muzika. Mel jsem na mysli ponekud jednodussi zadani, treba jako zadani o vhodnem skladani smen, coz jsou presne casove ohranicene useky, ktere lze predem snadno definovat.

[Bystroushaak]

Mel jsem na mysli ponekud jednodussi zadani, treba jako zadani o vhodnem skladani smen, coz jsou presne casove ohranicene useky, ktere lze predem snadno definovat.

A přesto se jedná o NP-obtížný problém :]

[Logik]

Mám za to že i NP-úplný, tj. nejtěžší z NP problémů.

Pokud nevíš, co to znamená, tak prakticky to, že to lze přesně vyřešit (zjednodušuji) pouze vyzkoušením všech možností. Nicméně existují heuristiky, které umožňují nalézt uspokojivé řešení v rozumném čase.

Dobře by Ti poradila tato přednáška: http://ktiml.mff.cuni.cz/~bartak/planovani/ popř. kniha, na kterou se odkazuje či materiály tam ke stažení.

Pokud budeš hledat materiály, zahrň klíčové slovo rozvrhování (scheduling)

[Radek Miček]

Nicméně existují heuristiky, které umožňují nalézt uspokojivé řešení v rozumném čase.

NP-úplné problémy jsou rozhodovací problémy (slovo uspokojivé tedy nedává smysl).

Pokud nevíš, co to znamená, tak prakticky to, že to lze přesně vyřešit (zjednodušuji) pouze vyzkoušením všech možností.

To bych pak v praxi nevyřešil SAT o více než cca 60 proměnných.

[Ariczek]

Rozhodovací problémy jsou jen jedna podmnožina NP problémů ;)

• rozhodovací (existuje nějaké řešení?)
• konstruktivní (sestrojte nějaké řešení.)
• enumerační (sestrojte všechna řešení)

Ale pořád se tu bavíme o kombinatorických problémech, co optimalizační ? V kterých je kromě vstupů a konfigurace problému ještě také nějaká cenová funkce ? A tam právě ono slovo uspokojivě přichází na řadu ;)

[Radek Miček]

Rozhodovací problémy jsou jen jedna podmnožina NP problémů ;)

Nikoliv. Třída NP obsahuje pouze rozhodovací problémy. Třída problémů, kde jde o konstrukci řešení, se jmenuje FNP. Třída, kde jde o počítání řešení, se jmenuje #P.

[Josef Kufner]

Je to NPC problém a lze to řešit pomocí ILP. Na FELu se to učí v rámci předmětu Kombinatorická optimalizace (A4M35KO), přednáší to Zdeněk Hanzálek a možná, že mezi jeho publikacema něco najdeš.

[stoklasa]

excel a Microsoft Solver je velice jednoducha cesta viz. Priklad

[JS]

Nedavno jsem narazil na OptaPlanner, vypada to vic prakticky zamerene nez zminene Gecode. Ale zkusenost s tim nemam.