Resolver o modelo no PuLP

Análise de Cadeia de Suprimentos em Python

Aaren Stubberfield

Supply Chain Analytics Mgr.

Processo comum de modelagem no PuLP

~~Inicializar o modelo~~
~~Definir variáveis de decisão~~
~~Definir a função objetivo~~
~~Definir as restrições~~
Resolver o modelo
- chamar solve()
- verificar o status da solução
- imprimir variáveis de decisão otimizadas
- imprimir a função objetivo otimizada

Resolver o modelo - método solve

.solve(solver=None)

solver = Opcional: solver específico a usar; por padrão, usa o solver padrão.

# Initialize, Define Decision Vars., Objective Function, and Constraints
from pulp import *
import pandas as pd
model = LpProblem("Minimize Transportation Costs", LpMinimize)
cust = ['A','B','C']
warehouse = ['W1','W2']
demand = {'A': 1500, 'B': 900, 'C': 800}
costs = {('W1','A'): 232, ('W1','B'): 255, ('W1','C'): 264, 
         ('W2','A'): 255, ('W2','B'): 233, ('W2','C'): 250}
ship = LpVariable.dicts("s_", [(w,c) for w in warehouse for c in cust], 
                         lowBound=0, cat='Integer')
model += lpSum([costs[(w, c)] * ship[(w, c)] for w in warehouse for c in cust])
for c in cust: model += lpSum([ship[(w, c)] for w in warehouse]) == demand[c]

# Solve Model
model.solve()

Resolver o modelo - status da solução

LpStatus[model.status]

Not Solved: Status antes de resolver o problema.
Optimal: Foi encontrada uma solução ótima.
Infeasible: Não há soluções viáveis (ex.: restrições x ≤ 1 e x ≥ 2).
Unbounded: A função objetivo não é limitada; maximizar/minimizar tende ao infinito (ex.: única restrição x ≥ 3).
Undefined: A solução ótima pode existir, mas não foi encontrada.

¹ Keen, Ben Alex. “Linear Programming with Python and PuLP ² Part 2.” _Ben Alex Keen_, 1 Apr. 2016, benalexkeen.com/linear-programming-with-python-and-pulp-part-2/._{{5}}

# Initialize, Define Decision Vars., Objective Function, and Constraints
from pulp import *
import pandas as pd
model = LpProblem("Minimize Transportation Costs", LpMinimize)
cust = ['A','B','C']
warehouse = ['W1','W2']
demand = {'A': 1500, 'B': 900, 'C': 800}
costs = {('W1','A'): 232, ('W1','B'): 255, ('W1','C'): 264,
         ('W2','A'): 255, ('W2','B'): 233, ('W2','C'): 250}
ship = LpVariable.dicts("s_", [(w,c) for w in warehouse for c in cust], lowBound=0, cat='Integer')
model += lpSum([costs[(w, c)] * ship[(w, c)] for w in warehouse for c in cust])
for c in cust: model += lpSum([ship[(w, c)] for w in warehouse]) == demand[c]
# Solve Model
model.solve()
print("Status:", LpStatus[model.status])

Status: Optimal

Imprimir variáveis no console:

for v in model.variables():
    print(v.name, "=", v.varValue)

Estrutura de dados do pandas:

o = [{A:ship[(w,'A')].varValue, B:ship[(w,'B')].varValue, C:ship[(w,'C')].varValue}
     for w in warehouse]
print(pd.DataFrame(o, index=warehouse))

iterar variáveis do modelo
guardar valores em um DataFrame do pandas

# Solve Model
model.solve()
print(LpStatus[model.status])
o = [{A:ship[(w,'A')].varValue, B:ship[(w,'B')].varValue, C:ship[(w,'C')].varValue}
     for w in warehouse]
print(pd.DataFrame(o, index=warehouse))

Saída:

Status: Optimal
|       |A      |B      |C      |
|:------|:------|:------|:------|
|W1     |1500.0 |0.0    |0.0    |
|W2     |0.0    |900.0  |800.0  |

Resolver o modelo - função objetivo ótima

Imprimir o valor da função objetivo ótima:

print("Objective = ", value(model.objective))

# Solve Model
model.solve()
print(LpStatus[model.status])
output = []
for w in warehouse: t = [ship[(w,c)].varValue for c in cust] output.append(t)
opd = pd.DataFrame.from_records(output, index=warehouse, columns=cust)
print(opd)
print("Objective = ", value(model.objective))

Status: Optimal
|       |A      |B      |C      |
|:------|:------|:------|:------|
|W1     |1500.0 |0.0    |0.0    |
|W2     |0.0    |900.0  |800.0  |
Objective = 757700.0

Resumo

Resolver o modelo

Chamar solve()
Verificar o status da solução
Imprimir valores das variáveis de decisão
Imprimir valor da função objetivo

Vamos praticar!

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