optimeringsverktyg

Optimeringsverktyg, eller optimeringsprogramvara, används för att formulera och lösa problem där målfunktionen ska maximeras eller minimeras under ett antal begränsningar. De består av modelleringsmiljöer där problem definieras och lösningsmotorer som utför beräkningarna. Verken kan hantera olika typer av problem, bland annat linjär programmering, blandad integerprogrammering, icke-linjär programmering, kvadratisering och konvex optimering. Vissa verktyg stöder även globala och stokastiska optimeringsmetoder.

Modellering och lösning separeras ofta. Modellering används för att skriva problemformuleringar på ett högnivåspråk eller via API:er, medan lösare utför själva beräkningarna och returnerar lösningar och diagnostik. Vanliga modelleringsspråk inkluderar Pyomo och JuMP, samt traditionella system som AMPL och GAMS. Lösare kan vara kommersiella, exempelvis Gurobi, IBM CPLEX, MOSEK och KNITRO, eller öppna som GLPK, CBC och IPOPT.

En typisk arbetsprocess innebär formulering av problemet, val av lämplig lösare, körning och tolkning av resultat, samt känslighets- och scenarionsanalys. Optimeringsverktyg används inom bland annat UPS, produktion och logistik, energisystem, finans och nätverksdesign, där de hjälper till att hitta kostnadseffektiva och robusta beslut.

Utmaningar inkluderar problembeskrivningens kvalitet, skalbarhet vid stora problem, numerisk stabilitet och behov av integration med dataflöden. Val av rätt verktyg beror på problemtyp, krav på hastighet och licensvillkor.