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Optimización en Redes: Conceptos Básicos y Algoritmos, Diapositivas de Logística

Los conceptos básicos de optimización en redes, incluyendo gráficas, caminos, subgráficas, árboles y problemas relacionados. Se detalla el concepto de gráficas dirigidas y no dirigidas, caminos y ciclos, subgráficas conexas y no conexas, árboles generadores y árboles de una red. Se mencionan problemas como el de la ruta más corta, flujo máximo y el problema del agente viajero. Se presentan algoritmos como Dijkstra's y el método Greedy (Glotón) para encontrar soluciones.

Qué aprenderás

  • ¿Cómo se encuentra la ruta más corta en una red utilizando el algoritmo de Dijkstra?
  • ¿Qué es un camino o ruta en una gráfica?
  • ¿Cómo se diferencian gráficas dirigidas y no dirigidas?
  • ¿Qué es un ciclo en una gráfica?
  • ¿Qué es una gráfica en optimización de redes?

Tipo: Diapositivas

2021/2022

Subido el 10/03/2022

adriana-sanchez-32
adriana-sanchez-32 🇲🇽

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OPTIMIZACIÓN EN REDES
EN ALGUNOS PROBLEMAS DE
OPTIMIZACIÓN PUEDE SER ÚTIL
REPRESENTAR EL PROBLEMA A
TRAVÉS DE UNA GRÁFICA: ruteo de
vehículos, distribución de producto, programa
de actividades en un proyecto, redes de
comunicación, etc.
MODELOS DE REDES: algoritmos especiales
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¡Descarga Optimización en Redes: Conceptos Básicos y Algoritmos y más Diapositivas en PDF de Logística solo en Docsity!

OPTIMIZACIÓN EN REDES

  • (^) EN ALGUNOS PROBLEMAS DE OPTIMIZACIÓN PUEDE SER ÚTIL REPRESENTAR EL PROBLEMA A TRAVÉS DE UNA GRÁFICA: ruteo de vehículos, distribución de producto, programa de actividades en un proyecto, redes de comunicación, etc.
  • (^) MODELOS DE REDES: algoritmos especiales

GRÁFICA

• ES UN CONJUNTO DE NODOS (N) Y

ARCOS (A) QUE CONECTAN LOS

NODOS. NOTAMOS G=(N,A)

  • (^) LOS NODOS SE NUMERAN : 1,2,...,n
  • (^) LOS ARCOS SE DENOTAN (i,j) indicando que une el nodo i al nodo j i j

CONCEPTOS BÁSICOS

Gráfica no dirigida Gráfica dirigida 1 4 3 2 6 5 7 Nodos Arcos no dirigidos 1 1 4 3 2 6 5 7 Nodos Arcos dirigidos

CONCEPTOS BÁSICOS

  • (^) Un Camino o Ruta del nodo i al nodo j es una secuencia de arcos que unen el nodo i con el nodo j: (i,i 1 ), (i 1 ,i 2 ), (i 2 ,i 3 ),...,(ik,j). Ruta de k arcos.
  • (^) Un Ciclo es un camino que une un nodo consigo mismo:(i,i 1 ), (i 1 ,i 2 ), (i 2 ,i 3 ),...,(ik,i)

CONCEPTOS BÁSICOS

• UNA SUBGRÁFICA G’=(N’,A’) DE UNA

GRÁFICA G=(N,A) es un conjunto de nodos y arcos de G: N’ N y G’  G.

  • (^) UNA GRÁFICA G=(N,A) ES CONEXA si para cada par de nodos i,j  N existe un camino que conecte el nodo i con el nodo j.      GRAFICA G: Conexa    SUBGRÁFICA G’: conexa      SUBGRAFICA G: no conexa

CONCEPTOS BÁSICOS

  • (^) UN ÁRBOL de una gráfica G=(N,A) es una subgráfica G’=(N’,A’) de G que es conexa y no contiene ciclos. Si el Árbol contiene todos los nodos de G (N’=N) se dice que es un Árbol Generador.      GRAFICA G      ÁRBOL GENERADOR DE G    ÁRBOL DE G

PROBLEMAS Y MODELOS

DE REDES

  • (^) PROBLEMAS: encontrar la ruta más corta de la planta al centro de distribución pasando por ciudades intermedias. Problemas de transbordo. Política de reemplazo de equipo.
  • (^) MODELO de la RUTA MÁS CORTA: dada una red dirigida G=(N,A) con distancias asociadas a los arcos (cij), encontrar la ruta más corta del nodo i al nodo j, donde i,jN
  • (^) PROBLEMAS: transportar la mayor cantidad de producto posible a través de una red de distribución: ductos, tráfico vehicular.
  • (^) MODELO de FLUJO MÁXIMO: dada una red dirigida G=(N,A) con capacidades en los arcos (cij) encontrar la mayor cantidad de flujo total de un nodo fuente a un nodo destino

PROBLEMAS Y MODELOS

DE REDES

  • (^) PROBLEMAS: redes de comunicaciones. Conectar todos los nodos con el mínimo costo.
  • (^) MODELO DEL ÁRBOL GENERADOR MINIMAL: dada una red conexa no dirigida G=(N,A) con costos cij en cada arco (i,j) A, encontrar el Árbol Generador de costo mínimo

PROBLEMAS Y MODELOS

DE REDES

  • (^) Problema del Agente Viajero: encontrar el camino más corto saliendo de un nodo y regresando al mismo.
  • (^) MODELO DEL AGENTE VIAJERO: encontrar un ciclo en una red (dirigida o no dirigida ). Un (camino) ciclo que no repite nodos es un (camino) o ciclo Hamiltoniano.
  • (^) NO SIEMPRE EXISTE

PROBLEMAS Y MODELOS

DE REDES

OTRAS APLICACIONES A II

  • (^) LAYOUT: distribución física de instalaciones
  • (^) MANUFACTURA CELULAR: separa componentes en familias de partes y máquinas en células de manufactura
  • (^) PROGRAMACIÓN DE LA PRODUCCIÓN EN EL TIEMPO

RED DE FLUJO DE COSTO

MÍNIMO

Los problemas de transporte, transbordo, camino mas corto, flujo máximo,red de proyectos(CPM) son casos especiales del modelo de FLUJO DE COSTO MÍNIMO EN UNA RED y pueden resolverse con una forma especial del Simplex.

ALGORITMO DE DIJKTRA’S

Encuentra la ruta mas corta de un nodo de la red (nodo origen) a cualquier otro nodo, cuando los costos en los arcos (distancias) son no negativos.Los nodos se marcan con marcas Temporales y Permanentes, comenzando por el nodo origen. Un nodo tiene una marca Permanente si se ha encontrado la menor distancia a ese nodo. Un nodo j tiene marca temporal si existe el arco (i, j) y el nodo i tiene marca Permanente.

La marca del nodo j es de la forma [uj,i]=[ui+cij,i], donde ui es la distancia mas corta del nodo origen al nodo i con marca Permanente y cij el costo del arco (i,j). Los nodos que no pueden alcanzarse directamente a partir de un nodo con marca Permanente tendrán marca Temporal igual a .

ALGORITMO DE DIJKTRA’S