Leipzig
INFORMATIK 2010 | Service Science - Neue Perspektiven für die Informatik Gesellschaft für Informatik e.V.
40. Jahrestagung, Gesellschaft für Informatik e.V. (GI), Leipzig

3. Workshop "Deklarative Modellierung und effiziente Optimierung - dank Constraint-Technologie (MOC 2010)"

Deklarative Modellierung und effiziente Optimierung - dank Constraint-Technologie (MOC 2010) 

Neu: Workshop-Programm


Die Programmierung kombinatorisch komplexer Probleme hat, basierend auf fundierten theoretischen Grundlagen, eine solche Anwendungsreife erreicht, dass sie zur Modellierung und Lösung vielfältiger Optimierungs-probleme, bei denen eine Vielzahl meist unterschiedlicher Bedingungen zu berücksichtigen sind, einsetzbar ist. Allerdings tendiert die Entwicklung immer mehr dahin, auch für große und komplexe Probleme in unterschiedlichsten Lebensbereichen in kürzester Zeit eine Lösung und häufig sogar eine nahezu optimale Lösung zu finden.

Anwendungsbereiche von Simulations- und Optimierungs-Verfahren sind vielfältig. Sie können z.B. im Bereich der Planung und Optimierung der Reihenfolge von Operationen, der Personalplanung (Dienstpläne unter Beachtung unterschiedlicher Qualifikationen), aber auch bei Konfiguration und Wartung medizintechnischer Geräte und der Energieeinsparung (z.B. Reduzierung des Energieverbrauchs von Anlagen als ein Optimierungskriterium) liegen. Für Unternehmen ist es häufig wichtig, dass innerhalb kürzester Zeit eine akzeptable Lösung gefunden wird, um wettbewerbsfähig zu sein. Dabei muss auf veränderte Randbedingungen reagiert werden können, um die Lösung anzupassen. Für die Simulationen von "was-wäre-wenn"-Szenarien sind Konsequenzen aus Entscheidungen unmittelbar aufzuzeigen, um bestmögliche Unterstützung der Anwender zu bieten.

Die zur Optimierung eingesetzten Methoden weisen eine große Breite auf.  Neben der Weiterentwicklung von Verfahren des Operations Research basieren erfolgreiche moderne Verfahren und Programmierwerkzeuge auf Methoden des Soft Computing (wie z.B. Genetische Algorithmen), auf heuristischen (wie z.B. Simulated Annealing), wissensbasierten (wie z.B. Discrepancy Search) und mathematischen (wie z.B. Constraint-Lösern) Verfahren. Das besondere Interesse des Workshops ist auf die Untersuchung, Weiterentwicklung und Anwendung der Technik der Constraint-Löser gerichtet.

Die Constraint-Programmierung wurde von der ACM (Association for Computing Machinery), einer der größten Informatik-Verbände weltweit, als eine der strategisch wichtigen Forschungsrichtungen in der Informatik bezeichnet. Constraint-Verfahren zeichnen sich unter den genannten Verfahren durch den Vorteil der größtmöglichen Transparenz und Flexibilität der Lösungsfindung aus.  Die unmittelbare Einschränkung der Möglichkeiten aufgrund von Entscheidungen mit Constraint-Verfahren ist für den Anwender häufig ein wesentliches Auswahlkriterium, da damit interaktive Entscheidungsunterstützung geboten werden kann.  Eine weiteres wesentliches Merkmal dieser Verfahren ist die Möglichkeit einer schrittweisen, anwendergesteuerten Lösungsverbesserung.

Die aktuellen Herausforderungen bestehen darin, dass für viele Anwendungsprobleme trotz ihrer Komplexität innerhalb kürzester Zeit eine aktzeptable Lösung gefunden werden muss, die einen möglichst geringen Ressourceneinsatz erfordert, um wettbewerbsfähig zu sein. Dabei muss auf veränderte Bedingungen oder Anforderungen unmittelbar reagiert werden: Gefundene Lösungen sind adäquat anzupassen und Konsequenzen aus Entscheidungen sind aufzuzeigen.

Der Workshop zielt daher insbesondere auf die Anwendung und Weiterentwicklung der Constraint-Programmierung sowie auf die  Verbindung bzw. Gegenüberstellung dieses Paradigmas mit anderen Optimierungsverfahren.

Beiträge zum Workshop sollten folgende Aspekte behandeln, sind aber nicht ausschliesslich darauf eingeschränkt:

Constraint-basierte Modellierung und Lösung von Anwendungsproblemen, u. a. für
  • Werkstatt- Wartungs- und Materialbedarfsplanung
  • Flottenmanagement, Fahrplanoptimierung
  • Personalplanung, Stunden- und Dienstplanung
  • Variantenkonfiguration (technischer Anlagen aber auch von Software)
  • Optimierung verteilter Prozesse z.B. von Lieferketten (Supply-Chains) aber auch von Rechner- und Kommunikationssystemen
  • Geschäftsprozeß-Optimierung
  • Operationsreihenfolge-Optimierung
  • Lastverteilung insbesondere im Bereich Energiemanagement 
Implementierung von Constraint-Modellen, u. a. durch
  • Verwendung unterschiedlicher Constraint-Systeme
  • Erweiterung von Konsistenztechniken
  • effiziente Suchverfahren
  • Nachweis der Optimalität
  • Visualisierung des Lösungsprozesses
  • inkrementelle Lösungsanpassung
Verbindung mit anderen Optimierungstechniken, Hybride Lösungsansätze z.B. in Kombination mit SAT

Gegenüberstellung von Lösungen durch Constraint-Verfahren und mit anderen Optimierungsverfahren.

Der Workshop soll Fachleuten und Anwendern die Möglichkeit zum Austausch von Ideen, Ansätzen und Problemlösungen geben. Es sollen sowohl Modellierungen als auch Implementierungen vorgestellt werden können. Insbesondere besteht auch Interesse an Kombinationen von Techniken aus unterschiedlichen Disziplinen, die die Entwicklung benutzerfreundlicher, effizienter und adaptierbarer Verfahren und von Werkzeugen zur Lösung und Optimierung von Anwendungsproblemen weiter befördern.

Wichtige Termine

Einreichung von Workshop-Beiträgen: 17. 05. 2010 (geschlossen)
Mitteilung über Annahme/Ablehnung: 24. 05. 2010 (erledigt)
Abgabe der fertigen Druckvorlagen: 03. 07. 2010 (erledigt)
Durchführung des eintägigen Workshops: 30. 09. 2010

NEU: Workshop-Programm - Donnerstag 30. 09. 2010

09:30 - 10:00
Hans-Joachim Goltz:
Interaktive Komponenten in constraint-basierten Planungssystemen
10:00 - 10:30

Petra Hofstedt:
The Multiparadigm Programming Language CCFL
10:30 - 11:00
Kaffeepause

11:00 - 11:30
Dagi Trögner:
Constraint Reasoning in Domain-specific Modeling Languages
11:30 - 12:00
Armin Wolf, Ulrich Geske, Andrej Finsterbusch und Mario Rothe:
Constraintbasierte Behandlungsplanung in der Dialyse


Organisation

Ulrich Geske, Universität Potsdam E-Mail: ulrich[dot]geske[at]uni-potsdam[dot]de
Armin Wolf, Fraunhofer FIRST, Berlin E-Mail: armin[dot]wolf[at]first[dot]fraunhofer[dot]de

Programmkomitee

Christoph Beierle FernUni Hagen
Ulrich Geske Universität Potsdam
Hans-Joachim Goltz Fraunhofer FIRST, Berlin
Petra Hofstedt Brandenburgische Technische Universität, Cottbus
Walter Hower Hochschule Albstadt-Sigmaringen
Ulrich John SIR Plan GmbH, Berlin
Frank RaiserUniversität Ulm
Georg Ringwelski Hochschule Zittau/Görlitz
Hans Schlenker IBM Deutschland
Andreas Schutt University of Melbourne
Dietmar Seipel Universität Würzburg
Armin Wolf Fraunhofer FIRST, Berlin

Kontakt

Für weitere Informationen zum Inhalt und zur Einreichung von Beiträgen kontaktieren Sie bitte einen der beiden Programmvorsitzenden:

Ulrich Geske, Universität Potsdam
Armin Wolf, Fraunhofer FIRST, Berlin