Introdu¸c˜ ao JMetal Testes Conclus˜ ao Bibliografia
Uma Abordagem Multi-Objetiva para o Problema da Aloca¸c˜ao de Equipes Daniel Pinto Coutinho
Semin´ario de Otimiza¸c˜ao em Engenharia de Software 27 de novembro de 2009
Daniel Pinto Coutinho
Uma Abordagem Multi-Objetiva para o Problema da Aloca¸c˜ ao
Introdu¸c˜ ao JMetal Testes Conclus˜ ao Bibliografia
1
2
3 4 5
Introdu¸c˜ao Porque esta apresenta¸c˜ao? Revis˜ao Planejamento de Projetos O Problema Metaheuristicas JMetal Modelar no Papel Criar Classe do Problema Criar Construtor Criar Fun¸c˜ao de Avalia¸c˜ao Criar M´etodo para Avaliar Restri¸c˜ oes Apertar bot˜ao Run Testes Conclus˜ao Bibliografia Daniel Pinto Coutinho
Uma Abordagem Multi-Objetiva para o Problema da Aloca¸c˜ ao
Introdu¸c˜ ao JMetal Testes Conclus˜ ao Bibliografia
Porque esta apresenta¸c˜ ao? Revis˜ ao Planejamento de Projetos O Problema Metaheuristicas
Uma Abordagem Multi-objetiva para o Problema da Aloca¸c˜ao de Equipes
˜o Introduc ¸a
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Uma Abordagem Multi-Objetiva para o Problema da Aloca¸c˜ ao
Introdu¸c˜ ao JMetal Testes Conclus˜ ao Bibliografia
Porque esta apresenta¸c˜ ao? Revis˜ ao Planejamento de Projetos O Problema Metaheuristicas
Por que esta apresenta¸c˜ao?
Alguns motivos de fazer esta apresenta¸c˜ao assim:
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Porque esta apresenta¸c˜ ao? Revis˜ ao Planejamento de Projetos O Problema Metaheuristicas
Por que esta apresenta¸c˜ao?
Alguns motivos de fazer esta apresenta¸c˜ao assim: Mostrar o trabalho feito
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Introdu¸c˜ ao JMetal Testes Conclus˜ ao Bibliografia
Porque esta apresenta¸c˜ ao? Revis˜ ao Planejamento de Projetos O Problema Metaheuristicas
Por que esta apresenta¸c˜ao?
Alguns motivos de fazer esta apresenta¸c˜ao assim: Mostrar o trabalho feito Incentivar o uso do JMetal
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Porque esta apresenta¸c˜ ao? Revis˜ ao Planejamento de Projetos O Problema Metaheuristicas
Por que esta apresenta¸c˜ao?
Alguns motivos de fazer esta apresenta¸c˜ao assim: Mostrar o trabalho feito Incentivar o uso do JMetal Motiva¸c˜ao Pessoal
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Porque esta apresenta¸c˜ ao? Revis˜ ao Planejamento de Projetos O Problema Metaheuristicas
Introdu¸c˜ao
˜o Revisa
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Porque esta apresenta¸c˜ ao? Revis˜ ao Planejamento de Projetos O Problema Metaheuristicas
Revis˜ao
˜o Definic ¸a Engenharia de Software ´e a disciplina da engenharia que se ocupa de todos os aspectos da produ¸c˜ao de software, desde os est´agios iniciais de especifica¸c˜ao at´e a manuten¸c˜ao desse sistema.
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Porque esta apresenta¸c˜ ao? Revis˜ ao Planejamento de Projetos O Problema Metaheuristicas
Revis˜ao
˜o Definic ¸a Otimiza¸c˜ao em Engenharia de Software ´e um novo ramo da Engenharia de Software dedicado a resolu¸c˜ao autom´atica de problemas complexos dessa ´area, modelados como problemas de otimiza¸c˜ao
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Porque esta apresenta¸c˜ ao? Revis˜ ao Planejamento de Projetos O Problema Metaheuristicas
Introdu¸c˜ao
Planejamento de Projetos
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Porque esta apresenta¸c˜ ao? Revis˜ ao Planejamento de Projetos O Problema Metaheuristicas
Planejamento de Projetos
˜o Definic ¸a Fase do projeto de software onde s˜ao feitas estimativas para o mesmo.
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Porque esta apresenta¸c˜ ao? Revis˜ ao Planejamento de Projetos O Problema Metaheuristicas
Planejamento de Projetos
Quais estimativas?
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Porque esta apresenta¸c˜ ao? Revis˜ ao Planejamento de Projetos O Problema Metaheuristicas
Planejamento de Projetos
Algumas delas s˜ao:
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Porque esta apresenta¸c˜ ao? Revis˜ ao Planejamento de Projetos O Problema Metaheuristicas
Planejamento de Projetos
Algumas delas s˜ao: Custo total;
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Porque esta apresenta¸c˜ ao? Revis˜ ao Planejamento de Projetos O Problema Metaheuristicas
Planejamento de Projetos
Algumas delas s˜ao: Custo total; Tempo de Dura¸c˜ao;
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Porque esta apresenta¸c˜ ao? Revis˜ ao Planejamento de Projetos O Problema Metaheuristicas
Planejamento de Projetos
Algumas delas s˜ao: Custo total; Tempo de Dura¸c˜ao; Forma¸c˜ao de Equipes;
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Porque esta apresenta¸c˜ ao? Revis˜ ao Planejamento de Projetos O Problema Metaheuristicas
Planejamento de Projetos
Algumas delas s˜ao: Custo total; Tempo de Dura¸c˜ao; Forma¸c˜ao de Equipes; Outras estimativas...
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Planejamento de Projetos
Porque fazer tais estimativas?
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Planejamento de Projetos
Um planejamento mal feito pode levar a:
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Planejamento de Projetos
Um planejamento mal feito pode levar a: Atrasos;
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Planejamento de Projetos
Um planejamento mal feito pode levar a: Atrasos; Despesas extras;
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Planejamento de Projetos
Um planejamento mal feito pode levar a: Atrasos; Despesas extras; Casos extremos: fracasso do projeto.
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Planejamento de Projetos
Ningu´em quer isso
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Planejamento de Projetos
Ningu´em quer isso ,certo?
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Planejamento de Projetos
Neste trabalho, procuramos planejar a forma¸c˜ao de equipes...
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Introdu¸c˜ao
O Problema
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O Problema
O que ´e formar uma equipe?
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O Problema
Em simples palavras?
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O Problema
Em simples palavras? Quem faz o quˆ e.
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O Problema
No trabalho consideramos trˆes objetivos:
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O Problema
No trabalho consideramos trˆes objetivos: 1
Maximizar a Habilidade Total da Equipe;
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O Problema
No trabalho consideramos trˆes objetivos: 1
Maximizar a Habilidade Total da Equipe;
2
Maximizar a Preferˆencia dos Funcion´arios;
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O Problema
No trabalho consideramos trˆes objetivos: 1
Maximizar a Habilidade Total da Equipe;
2
Maximizar a Preferˆencia dos Funcion´arios;
3
Minimizar o Custo Salarial da Equipe.
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O Problema
A Aloca¸c˜ao de Equipes ´e uma varia¸c˜ao do problema da mochila 1 . Um problema considerado NP-dif´ıcil.
1
Ver Complexidade de Algoritmos Daniel Pinto Coutinho
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O Problema
NP-DIF´ICIL?
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O Problema
NP-DIF´ICIL? Usar Metaheur´ısticas, ent˜ao.
2
2
Ver Trabalhos Futuros Daniel Pinto Coutinho
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Introdu¸c˜ao
Metaheur´ısticas
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Metaheur´ısticas
˜o Definic ¸a Metaheur´ıstica refere-se a uma estrat´egia inteligente de alto n´ıvel que guia um processo de busca, explorando eficientemente um espa¸co de solu¸c˜oes a procura de solu¸c˜ oes ´ otimas ou sub-´otimas.
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Metaheur´ısticas
Quais metaheur´ısticas usamos?
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Metaheur´ısticas
Quais metaheur´ısticas usamos? Non-dominated Sorting Genetic Algorithms II;
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Metaheur´ısticas
Quais metaheur´ısticas usamos? Non-dominated Sorting Genetic Algorithms II; Multi Objetive Cellular Genetic Algorithms;
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Metaheur´ısticas
Quais metaheur´ısticas usamos? Non-dominated Sorting Genetic Algorithms II; Multi Objetive Cellular Genetic Algorithms; Random Search
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Metaheur´ısticas
NSGA-II?
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Metaheur´ısticas
˜o Definic ¸a NSGA-II ´e uma t´ecnica de otimiza¸c˜ao multi-objetiva. Suas principais caracter´ısticas s˜ao trabalhar com popula¸c˜oes de solu¸c˜oes e ter um operador de dominˆancia r´apido.a a
Ver artigo A Fast and Elitist Multiobjective Genetic Algorithm
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Metaheur´ısticas
MOCell?
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Metaheuristicas
˜o Definic ¸a MOCell ´e um algoritmo evolucion´ario celular para problemas de otimiza¸c˜ao multi-objetivos. a a Ver artigo MOCell: A Cellular Genetic Algorithm for Multiobjective Optimization.
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Metaheur´ısticas
Existem os Algoritmos Evolucion´arios Estruturados. Onde a popula¸c˜ao ´e, de alguma maneira, descentralizada. Dentre esses, existem os modelos distribu´ıdos e os celulares.
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Metaheur´ısticas
Usado como base para avaliar o desempenho das outras duas metaheur´ısticas.
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Modelar no Papel Criar Classe do Problema Criar Construtor Criar Fun¸c˜ ao de Avalia¸c˜ ao Criar M´ etodo para Avaliar Restri¸c˜ oes Apertar bot˜ ao Run
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Modelar no Papel Criar Classe do Problema Criar Construtor Criar Fun¸c˜ ao de Avalia¸c˜ ao Criar M´ etodo para Avaliar Restri¸c˜ oes Apertar bot˜ ao Run
JMetal
Agora a parte divertida.
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Modelar no Papel Criar Classe do Problema Criar Construtor Criar Fun¸c˜ ao de Avalia¸c˜ ao Criar M´ etodo para Avaliar Restri¸c˜ oes Apertar bot˜ ao Run
JMetal
JMetal ´e um framework de metaheur´ısticas multi-objtivas. O pacote ´e mais do que suficiente para resolver nosso problema.
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Modelar no Papel Criar Classe do Problema Criar Construtor Criar Fun¸c˜ ao de Avalia¸c˜ ao Criar M´ etodo para Avaliar Restri¸c˜ oes Apertar bot˜ ao Run
JMetal
Mas primeiro...
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JMetal
Mas primeiro... ´ preciso seguir alguns passos para resolver seu problema E
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JMetal
Passos para resolver seu problema usando JMetal
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Modelar no Papel Criar Classe do Problema Criar Construtor Criar Fun¸c˜ ao de Avalia¸c˜ ao Criar M´ etodo para Avaliar Restri¸c˜ oes Apertar bot˜ ao Run
JMetal
Passos para resolver seu problema usando JMetal 1
Modelar no Papel;
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JMetal
Passos para resolver seu problema usando JMetal 1
Modelar no Papel;
2
Criar uma classe do seu problema;
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Modelar no Papel Criar Classe do Problema Criar Construtor Criar Fun¸c˜ ao de Avalia¸c˜ ao Criar M´ etodo para Avaliar Restri¸c˜ oes Apertar bot˜ ao Run
JMetal
Passos para resolver seu problema usando JMetal 1
Modelar no Papel;
2
Criar uma classe do seu problema;
3
Criar construtor;
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Modelar no Papel Criar Classe do Problema Criar Construtor Criar Fun¸c˜ ao de Avalia¸c˜ ao Criar M´ etodo para Avaliar Restri¸c˜ oes Apertar bot˜ ao Run
JMetal
Passos para resolver seu problema usando JMetal 1
Modelar no Papel;
2
Criar uma classe do seu problema;
3
Criar construtor;
4
Criar fun¸c˜ao de avalia¸c˜ao;
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Modelar no Papel Criar Classe do Problema Criar Construtor Criar Fun¸c˜ ao de Avalia¸c˜ ao Criar M´ etodo para Avaliar Restri¸c˜ oes Apertar bot˜ ao Run
JMetal
Passos para resolver seu problema usando JMetal 1
Modelar no Papel;
2
Criar uma classe do seu problema;
3
Criar construtor;
4
Criar fun¸c˜ao de avalia¸c˜ao;
5
Criar m´etodo para avaliar restri¸c˜ oes;
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Modelar no Papel Criar Classe do Problema Criar Construtor Criar Fun¸c˜ ao de Avalia¸c˜ ao Criar M´ etodo para Avaliar Restri¸c˜ oes Apertar bot˜ ao Run
JMetal
Passos para resolver seu problema usando JMetal 1
Modelar no Papel;
2
Criar uma classe do seu problema;
3
Criar construtor;
4
Criar fun¸c˜ao de avalia¸c˜ao;
5
Criar m´etodo para avaliar restri¸c˜ oes;
6
Apertar bot˜ao Run.
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Modelar no Papel Criar Classe do Problema Criar Construtor Criar Fun¸c˜ ao de Avalia¸c˜ ao Criar M´ etodo para Avaliar Restri¸c˜ oes Apertar bot˜ ao Run
JMetal
Modelar no Papel
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Modelar no Papel Criar Classe do Problema Criar Construtor Criar Fun¸c˜ ao de Avalia¸c˜ ao Criar M´ etodo para Avaliar Restri¸c˜ oes Apertar bot˜ ao Run
Modelar no Papel
Qual o problema mesmo?
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Modelar no Papel Criar Classe do Problema Criar Construtor Criar Fun¸c˜ ao de Avalia¸c˜ ao Criar M´ etodo para Avaliar Restri¸c˜ oes Apertar bot˜ ao Run
Modelar no Papel
Qual o problema mesmo? 1
Maximizar a Habilidade Total da Equipe =
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PN
n=1
PH
h=1 Snh
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Modelar no Papel Criar Classe do Problema Criar Construtor Criar Fun¸c˜ ao de Avalia¸c˜ ao Criar M´ etodo para Avaliar Restri¸c˜ oes Apertar bot˜ ao Run
Modelar no Papel
Qual o problema mesmo? PN
1
Maximizar a Habilidade Total da Equipe =
2
Maximizar a Preferˆencia dos Funcion´arios =
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PH n=1 h=1 Snh PN PA n=1 a=1 Pna
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Modelar no Papel Criar Classe do Problema Criar Construtor Criar Fun¸c˜ ao de Avalia¸c˜ ao Criar M´ etodo para Avaliar Restri¸c˜ oes Apertar bot˜ ao Run
Modelar no Papel
Qual o problema mesmo? PN
PH n=1 h=1 Snh PN PA n=1 a=1 Pna
1
Maximizar a Habilidade Total da Equipe =
2
Maximizar a Preferˆencia dos Funcion´arios = P Minimizar o Custo Salarial da Equipe = N n=1 Saln ∗ D
3
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Modelar no Papel Criar Classe do Problema Criar Construtor Criar Fun¸c˜ ao de Avalia¸c˜ ao Criar M´ etodo para Avaliar Restri¸c˜ oes Apertar bot˜ ao Run
Modelar no Papel
Qual o problema mesmo? PN
PH n=1 h=1 Snh PN PA n=1 a=1 Pna
1
Maximizar a Habilidade Total da Equipe =
2
Maximizar a Preferˆencia dos Funcion´arios = P Minimizar o Custo Salarial da Equipe = N n=1 Saln ∗ D
3
Sujeito `a restri¸c˜ao: Os participantes alocados na equipe devem ter as habilidades necess´arias para realizar todas as atividades.
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Modelar no Papel Criar Classe do Problema Criar Construtor Criar Fun¸c˜ ao de Avalia¸c˜ ao Criar M´ etodo para Avaliar Restri¸c˜ oes Apertar bot˜ ao Run
Modelar no Papel Onde: H – habilidade requisitada pela atividade h – ´ındice da habilidade N – n´ umero de funcion´arios n – ´ındice do funcion´ario Pna – a preferˆencia de um funcion´ario pela atividade Shn – a habilidade h do funcion´ario n por uma atividade SALn – o sal´ario de um funcion´ario D = 0 se se o funcion´ ario n˜ ao est´ a alocado pra atividade 1 se ele est´a alocado Daniel Pinto Coutinho
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Modelar no Papel Criar Classe do Problema Criar Construtor Criar Fun¸c˜ ao de Avalia¸c˜ ao Criar M´ etodo para Avaliar Restri¸c˜ oes Apertar bot˜ ao Run
Modelar no Papel
Criar tabelas contendo dados e como eles v˜ao estar organizados
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Introdu¸c˜ ao JMetal Testes Conclus˜ ao Bibliografia
Modelar no Papel Criar Classe do Problema Criar Construtor Criar Fun¸c˜ ao de Avalia¸c˜ ao Criar M´ etodo para Avaliar Restri¸c˜ oes Apertar bot˜ ao Run
JMetal
Criar Classe do Problema
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Modelar no Papel Criar Classe do Problema Criar Construtor Criar Fun¸c˜ ao de Avalia¸c˜ ao Criar M´ etodo para Avaliar Restri¸c˜ oes Apertar bot˜ ao Run
Criar Classe do Problema
O problema herda toda a estrutura da classe problema padr˜ao
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Modelar no Papel Criar Classe do Problema Criar Construtor Criar Fun¸c˜ ao de Avalia¸c˜ ao Criar M´ etodo para Avaliar Restri¸c˜ oes Apertar bot˜ ao Run
Criar Classe do Problema
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Modelar no Papel Criar Classe do Problema Criar Construtor Criar Fun¸c˜ ao de Avalia¸c˜ ao Criar M´ etodo para Avaliar Restri¸c˜ oes Apertar bot˜ ao Run
JMetal
Criar Construtor
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Modelar no Papel Criar Classe do Problema Criar Construtor Criar Fun¸c˜ ao de Avalia¸c˜ ao Criar M´ etodo para Avaliar Restri¸c˜ oes Apertar bot˜ ao Run
Criar Construtor
Toda classe precisa de um construtor...
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Modelar no Papel Criar Classe do Problema Criar Construtor Criar Fun¸c˜ ao de Avalia¸c˜ ao Criar M´ etodo para Avaliar Restri¸c˜ oes Apertar bot˜ ao Run
Criar Construtor Definir vari´aveis padr˜ao
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Modelar no Papel Criar Classe do Problema Criar Construtor Criar Fun¸c˜ ao de Avalia¸c˜ ao Criar M´ etodo para Avaliar Restri¸c˜ oes Apertar bot˜ ao Run
Criar Construtor Armazenar nos dados da classe
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Modelar no Papel Criar Classe do Problema Criar Construtor Criar Fun¸c˜ ao de Avalia¸c˜ ao Criar M´ etodo para Avaliar Restri¸c˜ oes Apertar bot˜ ao Run
Criar Construtor Definir a solu¸c˜ao
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JMetal
Criar Fun¸c˜ao de Avalia¸c˜ao
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Modelar no Papel Criar Classe do Problema Criar Construtor Criar Fun¸c˜ ao de Avalia¸c˜ ao Criar M´ etodo para Avaliar Restri¸c˜ oes Apertar bot˜ ao Run
Criar Fun¸c˜ao de Avalia¸c˜ao
Lembra os objetivos?
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Criar Fun¸c˜ao de Avalia¸c˜ao
Lembra os objetivos? Model´a-los computacionalmente ´e f´acil
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Criar Fun¸c˜ao de Avalia¸c˜ao
Lembra os objetivos? Model´a-los computacionalmente ´e f´acil ,certo?
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Criar Fun¸c˜ao de Avalia¸c˜ao
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Criar Fun¸c˜ao de Avalia¸c˜ao
Eu disse que era f´ acil
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Criar Fun¸c˜ao de Avalia¸c˜ao
Tudo bem, tudo bem... Vamos por partes
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Criar Fun¸c˜ao de Avalia¸c˜ao Primeiro Objetivo: Maximizar a habilidade
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Criar Fun¸c˜ao de Avalia¸c˜ao Segundo Objetivo: Maximizar a preferˆencia
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Criar Fun¸c˜ao de Avalia¸c˜ao Terceira Objetivo: Minimizar o custo salarial
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Criar Fun¸c˜ao de Avalia¸c˜ao
Tamb´em acha f´acil agora?
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JMetal
´todo para Criar Me ˜ es Avaliar Restric ¸o
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Criar M´etodo para Avaliar Restri¸c˜oes
Seu problema n˜ao tem restri¸c˜ao?
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Criar M´etodo para Avaliar Restri¸c˜oes
Seu problema n˜ao tem restri¸c˜ao? Sorte sua.
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Criar M´etodo para Avaliar Restri¸c˜oes
Seu problema n˜ao tem restri¸c˜ao? Sorte sua. Seu problema tem restri¸c˜ao?
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Criar M´etodo para Avaliar Restri¸c˜oes
Seu problema n˜ao tem restri¸c˜ao? Sorte sua. Seu problema tem restri¸c˜ao? Ent˜ao mais um m´etodo ´e necess´ario.
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Criar M´etodo para Avaliar Restri¸c˜oes
Lembra a restri¸c˜ao?
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Criar M´etodo para Avaliar Restri¸c˜oes
Lembra a restri¸c˜ao? ...
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Criar M´etodo para Avaliar Restri¸c˜oes
Lembra a restri¸c˜ao? ... Aqui est´a:
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Lembra a restri¸c˜ao? ... Aqui est´a: Os participantes alocados na equipe devem ter as habilidades necess´arias para realizar todas as atividades.
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Criar M´etodo para Avaliar Restri¸c˜oes Computacionalmente:
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J´a temos:
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J´a temos: 1
Problema Modelado no Papel;
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J´a temos: 1
Problema Modelado no Papel;
2
Classe criada;
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JMetal
J´a temos: 1
Problema Modelado no Papel;
2
Classe criada;
3
Construtor criado;
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JMetal
J´a temos: 1
Problema Modelado no Papel;
2
Classe criada;
3
Construtor criado;
4
Fun¸c˜ao de Avalia¸c˜ao criada;
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JMetal
J´a temos: 1
Problema Modelado no Papel;
2
Classe criada;
3
Construtor criado;
4
Fun¸c˜ao de Avalia¸c˜ao criada;
5
M´etodo para avaliar Restri¸c˜ oes criado;
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JMetal
Falta o quˆe?
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JMetal
Falta o quˆe? Apertar bot˜ao Run.
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JMetal
Apertar bot˜ao Run.
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Apertar bot˜ao Run
No entanto, alguns ajustes s˜ao necess´arios...
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Apertar bot˜ao Run Configurar a NSGA-II
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Apertar bot˜ao Run Configurar a MOCell
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Apertar bot˜ao Run Configurar a Random Search
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Apertar bot˜ao Run
AGORA SIM S´ o apertar o bot˜ao Run
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Testes
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Testes
Foram realizados testes com 4 instˆancias aleatoriamente geradas por um programa.
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Instˆancias
Instˆancia Funcion´arios Atividades Habilidades
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1 11 22 17
2 15 29 22
3 73 80 30
4 76 35 93
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Parˆametros de Configura¸c˜ao
Metaheur´ısticas Popula¸c˜ao Avalia¸c˜ oes
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NSGA-II 100 25000
MOCell 100 25000
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Resultados 1a Instˆancia
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Resultados 2a Instˆancia
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Resultados 3a Instˆancia
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Resultados 4a Instˆancia
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Conclus˜ao
A partir deste trabalho foi poss´ıvel tirar algumas conclus˜oes
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Conclus˜ao
A partir deste trabalho foi poss´ıvel tirar algumas conclus˜oes ´ vi´avel a abordagem multi-objetiva para o problema E
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Conclus˜ao
A partir deste trabalho foi poss´ıvel tirar algumas conclus˜oes ´ vi´avel a abordagem multi-objetiva para o problema E O uso do JMetal ´e muito simples.
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Conclus˜ao
A partir deste trabalho foi poss´ıvel tirar algumas conclus˜oes ´ vi´avel a abordagem multi-objetiva para o problema E O uso do JMetal ´e muito simples. Logo: Planos para novos trabalhos futuros com uso tamb´em de Otimiza¸c˜ao Exata
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Bibliografia
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Bibliografia 1
BURDETT, G. e LI, R.K.-Y. A quantitative approach to the formation of workgroups.
2
ANTONIOL, G., DI PENTA, M. e HARMAN, M. A robust search–based approach to project management in the presence of abandonment, rework, error and uncertainty.
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ANTONIOL, G.; PENTA, M.D.; HARMAN. M. Search-based techniques applied to optimization of project planning for a massive maintenance project.
4
GUEORGUIEV, S; HARMAN, M.; ANTONIOL, G. Software Project Planning for Robustness and Completion Time in the Presence of Uncertainty using Multi Objective
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