М. Бинум - Pyomo. Моделирование оптимизации на Python

Майкл Л. Бинум, Габриэль А. Хакебейл, Уильям Э. Харт,
Карл Д. Лэрд, Бетани Л. Николсон, Джон Д. Сиирола,
Жан-Поль Уотсон, Дэвид Л. Вудраф

Pyomo.
Моделирование оптимизации
на Python

Michael L. Bynum, Gabriel A. Hackebeil, William E. Hart,
Carl D. Laird, Bethany L. Nicholson, John D. Siirola,
Jean-Paul Watson, David L. Woodruff

Pyomo –
Optimization Modeling
in Python
Third Edition

Майкл Л. Бинум, Габриэль А. Хакебейл, Уильям Э. Харт,
Карл Д. Лэрд, Бетани Л. Николсон, Джон Д. Сиирола,
Жан-Поль Уотсон, Дэвид Л. Вудраф

Pyomo.
Моделирование
оптимизации на Python

Москва, 2023

УДК 004.04
ББК 32.372
Б62

Б62

Бинум М. Л., Хакебейл Г. А., Харт У. Э., Лэрд К. Д., Николсон Б. Л.,
Сиирола Д. Д., Уотсон Ж.-П., Вудраф Д. Л.
Pyomo. Моделирование оптимизации на Python / пер. с англ. А. А. Слинкина. – М.: ДМК Пресс, 2023. – 230 с.: ил.
ISBN 978-5-93700-230-3
Эта книга представляет собой полное руководство по Python Optimization
Modeling Objects — пакету с открытым исходным кодом, предназначенному для
формулирования и решения крупномасштабных задач оптимизации. Его можно
использовать как из командной строки, так и из интерактивного окружения Python,
что сильно упрощает создание моделей Pyomo, применение оптимизаторов
и изучение решений. Благодаря многочисленным примерам, иллюстрирующим
различные способы формулирования моделей, книга прекрасно раскрывает широту средств моделирования, поддерживаемых Pyomo, и ее подходы к сложным
практическим приложениям.
Издание предназначено для начинающих и опытных разработчиков моделей,
в том числе студентов старших курсов и аспирантов, научных работников и инженеров-практиков.

УДК 004.04
ББК 32.372
First published in English under the title Pyomo – Optimization Modeling in Python, 3rd ed.
by Michael L. Bynum, Gabriel A. Hackebeil, William E. Hart, Carl D. Laird, Bethany L. Nicholson,
John D. Siirola, Jean-Paul Watson, David L. Woodruff.
This edition has been translated and published under licence from Springer Nature
Switzerland AG. Springer Nature Switzerland AG takes no responsibility and shall not be made
liable for the accuracy of the translation.
Все права защищены. Любая часть этой книги не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме и какими бы то ни было средствами без письменного разрешения
владельцев авторских прав.

ISBN 978-3-030-68927-8 (англ.)
ISBN 978-5-93700-230-3 (рус.)

© Springer Nature Switzerland AG, 2023
© Перевод, оформление, издание,
ДМК Пресс, 2023

Посвящается пользователям Pyomo –
прошлым, настоящим и будущим

Содержание

От издательства.......................................................................................................12
Предисловие.............................................................................................................13
Глава 1. Введение....................................................................................................17
1.1. Языки моделирования для оптимизации........................................................17
1.2. Моделирование на Pyomo...................................................................................19
1.2.1. Простые примеры.........................................................................................19
1.2.2. Пример раскраски графа.............................................................................21
1.2.3. Ключевые особенности Pyomo...................................................................24
Python...................................................................................................................24
Настраиваемые возможности. .........................................................................24
Командные инструменты и скрипты..............................................................24
Определение конкретных и абстрактных моделей. .....................................24
Объектно ориентированный дизайн. .............................................................25
Выразительные возможности моделирования. ............................................25
Интеграция с решателями................................................................................25
Открытый исходный код...................................................................................25
1.3. Подготовительные действия..............................................................................26
1.4. Краткий обзор книги...........................................................................................26
1.5. Обсуждение...........................................................................................................27

Часть I. ВВЕДЕНИЕ В PYOMO ..........................................................................28
Глава 2. Математическое моделирование и оптимизация......................29
2.1. Математическое моделирование......................................................................29
2.1.1. Общие сведения............................................................................................29
2.1.2. Пример моделирования. .............................................................................30
2.2. Оптимизация........................................................................................................32
2.3. Моделирование в Pyomo.....................................................................................34
2.3.1. Конкретная формулировка.........................................................................34
2.4. Линейные и нелинейные модели оптимизации.............................................36
2.4.1. Определение..................................................................................................36
2.4.2. Линейная --">