Résolution de problèmes combinatoires par des approches fondées sur la notion d'explication - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2006

Explanation-based algorithms in Constraint Programming

Résolution de problèmes combinatoires par des approches fondées sur la notion d'explication

Résumé

Constraint programming is a search paradigm for solving combinatorial optimization pro- blems, that has been used to design generic solvers. Numerous researches are conducted to deal with over-constrained and dynamic problems. One of those, is based on the concept of explanations. Explanations provide a trace of the behavior of the solver and have been initially introduce to improve backtracking based algorithms. They have been used to design clever but costly ways of exploring the search space since that day. This phd thesis study explanation based algorithms on industrial as well as academical problems. We study the interest of explanation within generic decomposition techniques and imple- ment such an algorithm for a hard real time task allocation problem. This approach outlines the role of explanations within the cooperation of di®erent solving techniques. We also show that the explanation network is a relevant information to analyse the struc- tures of a problem and understand the relationships between its di®erent parts (variables and constraints). This information, used to improve the search heuristic, is another step toward generic search techniques. Finally, explanations have been often used for look-back but are still under-exploited for look-ahead in CP. Nogood recording techniques have never been successful contrary to what happended in the SAT community. We implement in this thesis such a nogood recording in the case of the minimum open stack problem.
La programmation par contraintes est un paradigme de résolution des problèmes combinatoires sur lequel ont été bâtis des outils génériques de résolution, des solveurs. De nombreuses recherches sont menées pour élargir le champ d'application de ces outils µa des problèmes dynamiques et sur-contraints. Un axe prometteur s'appuie sur la notion d'explications. Les explications constituent une trace explicite du comportement du solveur et ont été initialement introduites pour améliorer les algorithmes de recherche arborescente. Depuis ce jour, elles ont ouvert la voie à des méthodes d'exploration plus intelligentes (mais aussi plus coûteuses) de l'espace de recherche. Cette thèse porte sur l'élaboration d'algorithmes de résolution s'appuyant sur la notion d'explications et les étudie sur des problèmes autant académiques qu'industriels. D'une part, nous examinons l'intérêt des explications dans le cadre de techniques génériques de décomposition. La mise au point d'un tel algorithme dans le contexte d'ordonnancement temps réel a montré la souplesse de la technique pour permettre la coopération de méthodes analytiques pointues avec un solveur de contraintes. D'autre part, nous montrons que le réseau d'explication constitue une information particulièrement pertinente pour révéler à un utilisateur les structures ou relations entretenues par différents éléments (variables/contraintes) du problème. Cette information, également exploitable dynamiquement par le solveur est un pas supplémentaire vers des approches de résolution génériques. Enfin, les explications ont été jusqu'ici très utilisées dans un cadre rétrospectif et pourraient l'être davantage dans un cadre prospectif (à l'image de leur exploitation par la communauté SAT). Nous revenons ainsi dans cette thèse sur des techniques de nogoods recording dans le cadre du problème de MOSP (Minimum Open Stack Problem).
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Dates et versions

tel-00483049 , version 1 (12-05-2010)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00483049 , version 1

Citer

Hadrien Cambazard. Résolution de problèmes combinatoires par des approches fondées sur la notion d'explication. Autre [cs.OH]. Université de Nantes, 2006. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00483049⟩
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