Le problème

Vous devez prévoir et planifier les activités et les sous-traitants pour un projet de construction de maison. Votre planning doit commencer à une date précise. Toutes les activités (maçonnerie, menuiserie, plomberie, etc.), doivent être planifiées et un ordre précis pour les activités doit être respecté (par exemple, les fenêtres ne peuvent pas être montées avant que le toit ne soit terminé). Chaque sous-traitant peut effectuer certaines des activités requises, avec un niveau de compétence différent. Votre planning doit déterminer la meilleure date de fin du projet de construction (le plus tôt possible) en garantissant la planification de toutes les activités, et désigner le sous-traitant à affecter à chaque activité. De plus, vous voulez savoir comment optimiser le niveau de compétence de vos sous-traitants pour ce projet.

Vos données

Vous disposez de données pour ce projet, qui sont affichées dans le tableur ci-dessous. Sont indiqués pour chaque activité la durée d'exécution de l'activité, les activités qui la précèdent, ainsi que les sous-traitants potentiels disponibles et qualifiés pour réaliser l'activité.

A des fins d'illustration, le tableur contient seulement 10 activités et 3 sous-traitants. Avec Decision Optimization , il est facile de modifier vos données et de résoudre le même problème avec des ensembles de données plus volumineux.

Pour chaque activité, vous disposez également de données relatives au niveau de compétence de chaque sous-traitant pour une activité. Plus le nombre est élevé, plus le sous-traitant est qualifié. Si le niveau de compétence d'un sous-traitant est 0, il ne doit pas être affecté à la tâche. Le tableau ci-dessous représente une partie de ce tableur.

Vous disposez également d'une table contenant les noms des sous-traitants (Joe, Jack, etc.) disponibles pour ce projet.

Obtention des fichiers de données pour cet exemple

Les fichiers de données utilisés dans cet exemple sont disponibles dans DO-samples. Normalement, vos fichiers sont déjà stockés dans un projet en tant qu'actif de données ou localement sur votre machine. Toutefois, à des fins d'illustration, pour que vous puissiez générer le modèle vous-même, dans cet exemple, vous allez d'abord télécharger les fichiers de données sur votre machine, puis les importer dans le projet que vous venez de créer. La formulation complète du modèle avec les données importées est également fournie à titre d'exemple, voir HouseConstructionScheduling dans DO-samples.

1. Téléchargez et extrayez tous les DO-samples sur votre machine.
2. Ouvrez votre projet.
3. Pour ouvrir la sous-fenêtre de données, cliquez sur Ajouter des données +.
4. Sélectionnez Supprimer les fichiers de données ici ou rechercher les fichiers à télécharger.
5. Parcourez les DO-samples téléchargés pour localiser les fichiers house_activity.csv, house_expertise.csvet house_subcontractor.csv dans le dossier datasets .
6. Cliquez sur Ouvrir. Les fichiers sont téléchargés en tant qu'actifs de données dans votre projet.

Créer un scénario

Exigences

Pour éditer et exécuter des modèles Decision Optimization , vous devez disposer des prérequis suivants:

Rôles Admin ou Editeur

Vous devez disposer des rôles Admin ou Editeur dans le projet. Les afficheurs de projets partagés ne peuvent voir que les expérimentations, mais ne peuvent pas les modifier ou les exécuter

Service Machine Learning

Vous devez disposer d'un service Machine Learning associé à votre projet. Vous pouvez en ajouter un lorsque vous créez un Decision Optimization expérimentation.

Espace de déploiement

Vous devez disposer d'un espace de déploiement associé à votre Decision Optimization expérimentation. Vous pouvez choisir un espace de déploiement lorsque vous créez un Decision Optimization expérimentation.

Pour créer un scénario:

1. Ouvrez votre projet ou créez un projet vide.
2. Sélectionnez l'onglet Actifs .
3. Sélectionnez Nouvel actif > Résoudre les problèmes d'optimisation dans la section Utiliser des modèles .
4. Dans la fenêtre Nouvelle Decision Optimization expérimentation qui s'ouvre, entrez un nom.
5. Si vous n'avez pas encore associé un service d'exécutionwatsonx.ai à votre projet, vous devez d'abord sélectionner Ajouter un service de Machine Learning pour en sélectionner ou en créer un avant de choisir un espace de déploiement pour votre expérience.
6. Cliquez sur Nouvel espace de déploiement, entrez un nom et cliquez sur Créer (ou sélectionnez un espace existant dans le menu déroulant).
7. Cliquez sur Créer. Le scénario intitulé Scenario 1 est créé avec le modèle. C'est le scénario que vous allez utiliser.

Votre scénario spécifie la combinaison de données et la formulation du modèle d'optimisation que vous souhaitez résoudre. Vous pouvez créer différents scénarios avec différentes variantes des données et des élaborations de modèle.

Préparer les données

L' interface utilisateur de l'expérimentation s'ouvre et affiche la vue Préparer les données . Les fichiers de données contenus dans votre projet s'affichent dans le panneau de données. (Si nécessaire, cliquez sur pour ouvrir la sous-fenêtre de données.) Sélectionnez les trois fichiers d'exemple de maison, puis cliquez sur Importer.

Les fichiers de données que vous avez importés sont désormais affichés sous forme de tableaux dans le Préparer les données afficher. L'image suivante montre les fichiers de données house_activity.csv, house_expertise.csvet house_subcontractor.csv importés dans un scénario.

Vous pouvez afficher toutes les données en faisant défiler une table. Vous pouvez également afficher toutes les données en cliquant sur l'icône Ouvrir la table en mode intégral d'une table de données particulière. Vous pouvez modifier les valeurs de données directement dans la table, ainsi qu'en mode intégral.

Choisissez l'assistant de modélisation Modeling Assistant

1. Cliquez sur Créer un modèle dans la barre latérale et une fenêtre en incrustation s'affiche pour vous demander comment formuler votre modèle (que vous souhaitiez utiliser le mode assisté avec l' assistant de modélisationModeling Assistant ou créer ou importer un modèle dans du code Python, OPL, LP (CPLEX) ou CPO.
2. Sélectionnez Assistant de modélisation.

Définissez votre domaine de décision

Dans la vue Modèle , sélectionnez le domaine de décision de votre problème. Dans le cas présent, sélectionnez Planification. Les domaines de décision actuellement définis sont Planification, Affectation de ressources, Sélection et allocation et domaines Supply and Demand .

1. Après avoir sélectionné votre domaine, une fenêtre en incrustation s'affiche pour vous permettre de mapper vos données aux concepts de planification Tâches et Ressources. Les tâches sont ce que vous souhaitez planifier et programmer dans le temps. Vous devez définir au moins une tâche à planifier. Dans cet exemple, vos tâches sont des activités de construction telles que la maçonnerie. Les ressources peuvent être des humains, des machines, des équipements ou tout ce que vous souhaitez utiliser pour les tâches. Dans le cas présent, vos ressources sont vos sous-traitants.
2. Sous TÂCHES, cliquez sur Choisir une tâche et choisissez house_activity dans la liste déroulante. Ensuite, sous RESSOURCES, cliquez sur Choisir une ressource et choisissez house_subcontractor. Les noms des tâches et des ressources possibles parmi lesquelles vous pouvez choisir proviennent de vos données importées. Pour cet exemple, vous n'avez qu'à mapper les activités et les sous-traitants, mais vous pouvez ajouter d'autres mappages de tâches et de ressources si votre modèle l'exige. Vous pouvez supprimer un mappage en le survolant avec votre souris et en sélectionnant l'icône de suppression.
3. Cliquez sur Continuer.

Utilisation des ressources par les tâches

Dans la fenêtre, pour chaque tâche à planifier, vous avez trois options :

Dans cet exemple :

1. Choisissez le paramètre par défaut avec toutes les options (Utiliser les ressources... Lors de l'affectation...) sélectionné et cliquez sur Continuer.

   Le problème que vous souhaitez résoudre est maintenant formulé dans un énoncé concis.

2. Cliquez sur Terminer.

   Vous revenez à la vuedu modèle. Vous pouvez modifier à nouveau la définition de votre problème à tout moment en cliquant sur l'icône Modifier l'intention (crayon) et en redéfinissant vos mappages et vos options de planification.

Votre élaboration de modèle

Maintenant que vous avez spécifié le problème que vous souhaitez résoudre, l' Modeling Assistant vous fournit une formulation partiellement remplie dans cette vuede modèle. Le panneau Objectifs et Contraintes contient le modèle que vous allez exécuter. Le panneau Ajouter au modèle contient d'autres suggestions que vous pouvez inclure dans votre formulation de modèle. Si vous avez redimensionné votre fenêtre, il est possible que le volet Ajouter au modèle apparaisse sous le volet Objectifs et contraintes.

Le modèle est constitué d'un objectif à atteindre (maximisé ou minimisé) et de certaines contraintes qui doivent être satisfaites. Pour les problèmes de planification comme celui-ci, votre objectif est de trouver le meilleur planning. Le meilleur, dans le cas présent, est celui dans lequel le temps nécessaire pour effectuer toutes les activités est minimisé. (Vous souhaitez terminer la construction de la maison aussi rapidement que possible, car cela réduira les coûts.) Cet objectif ainsi que certaines contraintes de planification standard ont été automatiquement ajoutés à votre modèle. Vous pouvez également utiliser la zone de recherche Objectifs pour rechercher les objectifs et les contraintes.

Il est possible que vos contraintes soient affichées dans un ordre différent. Une contrainte est également automatiquement ajoutée à tous les problèmes de planification avec affectation. Cela vous permet d'accepter ou de refuser l'affectation de sous-traitants qui ont des périodes d'indisponibilité pendant les activités planifiées. Dans cet exemple, les périodes d'indisponibilité ne sont pas prises en compte, donc laissez cette contrainte telle qu'elle apparaît par défaut.

Certaines contraintes ont plus de détails qui peuvent être affichés ou masqués en cliquant sur les flèches sur chaque ligne. Une barre en regard de la contrainte indique qu'il existe une valeur ou une définition que vous devez ajouter. Vous pouvez ajouter des éléments en cliquant sur le terme souligné et en entrant un élément ou en en sélectionnant un dans une liste déroulante. Vous devez également terminer le modèle avant de l'exécuter mais, avant cela, enregistrez une copie en dupliquant le scénario comme expliqué plus loin dans cette section.

Dans la vue de modèle de votre scénario, si vous cliquez sur l'icône Remplacer en regard de Modeling Assistant, vous revenez à l'écran dans lequel vous choisissez de créer votre modèle dans Python ou OPL, avec Modeling Assistant ou dans Python notebook ou d'importer un modèle existant. Si vous choisissez de remplacer votre modèle à ce stade, vous écrasez votre modèle en cours et perdez vos modifications. Si vous souhaitez conserver une copie de votre travail en cours, créez un scénario avant de modifier le modèle.

Dupliquer le scénario

Pour conserver une copie de ce modèle, faites une copie de ce scénario :

1. Si le volet de scénario n'est pas ouvert, cliquez sur l'icône Scénarios.
2. Cliquez sur les trois points en regard du scénario 1 et sélectionnez Dupliquer.
3. Entrez un nom pour le nouveau scénario, Scenario 2, par exemple, et cliquez sur Créer. Vous continuez à travailler dans le scénario 2.

Terminer votre modèle

Les contraintes ne sont plus mises en évidence une fois que vous avez entré des valeurs. Le modèle, cependant, n'est pas tout à fait terminé. Vous voudrez peut-être vous assurer que votre planification tient compte de l'ordre de priorité des tâches afin que chaque activité ne démarre qu'après celles qui doivent la précéder. Vous ajouterez cette contrainte ultérieurement.

Si votre modèle avait plus d'objectifs et de contraintes, vous pouvez les parcourir ou les filtrer à l'aide de la zone de recherche Rechercher dans mes objectifs et mes contraintes.

Vous pouvez choisir de Désactiver ou de Supprimer l'un des objectifs ou l'une des contraintes de votre modèle en cliquant sur les 3 points verticaux en regard de l'instruction. Ce menu vous permet également de réorganiser l'ordre de vos instructions en les déplaçant vers le haut et vers le bas et de les dupliquer.

Lorsque vous avez terminé votre modèle, ou lorsqu'il n'y a plus d'objectifs ou de contraintes mis en évidence, vous pouvez exécuter ce dernier pour trouver une solution qui déterminera la meilleure planification optimale en fonction des objectifs et des contraintes de votre modèle.

Exécuter votre modèle

Vous pouvez modifier la limite de temps de résolution de votre modèle dans le Créer un modèle afficher en cliquant sur l'onglet Paramètres en regard des suggestions. Pour cet exemple, utilisez la limite par défaut. D'autres paramètres peuvent également être définis à l'aide des paramètres Configuration d'exécution (voir Configuration des paramètres d'exécution pour un scénario dans une expérimentation Decision Optimization pour plus d'informations).

Dans le scénario 2, cliquez sur le bouton Exécuter . Lorsqu'une valeur d'objectif initiale a été trouvée, un objectif combiné s'affiche dans un graphique Avancement de la résolution . Si vous souhaitez arrêter cette exécution avant que la solution optimale ne soit obtenue, vous pouvez quitter en cliquant sur Arrêter. Lorsque la solution optimale a été trouvée, Explorer la solution afficher s'ouvre.

Votre solution

Une fois l'exécution terminée, vous pouvez voir les résultats dans la vue Explorer la solution . Vous pouvez également cliquer sur Statistiques du moteur ou sur Journal pour afficher le graphique de la solution et examiner les fichiers journaux. Le premier onglet de la vue Explorer la solution affiche l'objectif (ou les objectifs si vous en avez plusieurs) avec ses valeurs et ses pondérations. L'onglet Solution tables vous fournit la meilleure planification avec l'affectation des activités aux sous-traitants.

Vous pouvez également télécharger les tables de solution en tant que fichiers csv.

Si votre modèle avait des contraintes en conflit, celles-ci seraient affichées dans l'onglet Conflits avec les assouplissements nécessaires pour résoudre le modèle.

Dans la vue Visualisation , cliquez sur Gantt pour afficher la solution sous forme de diagramme de Gantt.

Créer un scénario - modèle différent, même données

Bien que vous ayez résolu le modèle et que vous disposiez maintenant de la planification optimale pour vos activités, avec des sous-traitants affectés, vous n'avez pas encore pris en compte la priorité des activités ni les données relatives au niveau de compétence de vos sous-traitants lors des affectations. Les scénarios vous permettent d'analyser et de comparer différents modèles et données.

Commencez par examiner un nouveau scénario avec une contrainte supplémentaire :

Dans la vuedu modèle, d'autres objectifs et contraintes sont proposés dans la sous-fenêtre Suggestions . Vous pouvez les ajouter à votre modèle en cliquant dessus. Pour voir d'autres suggestions qui ne sont pas répertoriées, commencez à taper dans la zone de recherche et appuyez sur Entrée ou sur le bouton Actualiser. Vous pouvez alors parcourir les propositions affichées et en ajouter.

Pour ajouter la contrainte de précédence à votre modèle afin de vous assurer qu'il n'y a pas de décalage horaire entre les activités :

1. dupliquez le scénario 2 et appelez-le scénario 3. Fermez ensuite le volet de scénario.
2. Dans la sous-fenêtre Suggestions de la vuedu modèle, tapez en langage naturel activity after preceding activities, par exemple, dans la zone de recherche et cliquez sur Entrée.
3. Dans la nouvelle liste de suggestions, cliquez sur Each house_activity starts after the end of preceding activities pour l'ajouter à vos contraintes.

   La nouvelle contrainte de précédence apparaît dans votre élaboration de modèle.

4. Réexécutez le modèle (scénario 3) et consultez la nouvelle solution. Vous pouvez la comparer à la solution que vous avez obtenue dans le scénario 2 lorsque vous avez résolu le modèle sans cette contrainte. Pour comparer des solutions, ouvrez le panneau Ouvrir le panneau de scénario et cliquez sur chaque scénario. Vous pouvez également cliquer sur Gantt dans le Visualisation afficher et comparer les solutions affichées sous forme de diagrammes de Gantt pour chaque scénario.

1. dupliquez le scénario 3 et appelez-le scénario 4. Fermez ensuite le volet de scénario.

   Pour maximiser le niveau de compétence des sous-traitants dans leur affectation aux activités, procédez comme suit :

2. Dans la vuedu modèle, entrez overall quality dans la zone de recherche des suggestions pour rechercher et ajouter l'objectif suivant à votre modèle:

   Maximisez la qualité globale des affectations house_subcontractor-house_activity selon la table des valeurs d'affectation.

   Cliquez sur le < tableau des valeurs d'affectation> souligné et entrez ou sélectionnez house_expertise.

   Votre nouvel objectif est désormais Maximiser la qualité globale des affectations house_subcontractor-house_activity en fonction de house_expertise. Développez l'objectif et sélectionnez Activity pour la tâche, Subcontractor pour la ressource et Skill level pour la valeur (colonnes de table) pour terminer la définition.

   Vous avez maintenant deux objectifs. Vous pouvez décider si les objectifs doivent être considérés de manière égale ou avec des pondérations différentes. Vous pouvez augmenter et diminuer les pondérations de chaque objectif en utilisant le curseur adjacent. Laissez les deux curseurs à 5 pour que vos deux objectifs soient également pondérés. Vous pouvez également ajouter des facteurs d'échelle pour les objectifs. Pour cet exemple, laissez les facteurs d'échelle à 1. Pour plus d'informations, voir Poids et facteurs d'échelle affichés dans la solution.

3. Pour garantir que les sous-traitants entreprennent uniquement les tâches qu'ils sont autorisés à effectuer, ajoutez une nouvelle contrainte. Entrez les suggestions, par exemple, subcontractor must be one of possible subcontractors. Vous pouvez également définir Display by category sur on (une graduation s'affiche sur le commutateur) et sélectionner le filtre Affectation pour afficher les suggestions liées à l'affectation.
4. A partir des suggestions filtrées, recherchez et ajoutez la contrainte suivante : Pour chaque affectation house_subcontractor-house_activity, les sous-traitants house_subcontractors affectés doivent être l'un des sous-traitants possibles de house_activity.
5. Exécuter le modèle

La nouvelle solution montre maintenant une nouvelle affectation de sous-traitants.

En savoir plus sur la vue du modèle

Le filtre Suggestions

Vous pouvez également filtrer les suggestions pour rechercher des objectifs et des contraintes. Définissez Display by category sur on (une graduation s'affiche sur le commutateur), ce qui ouvre un volet vous permettant de sélectionner différentes catégories d'intérêt et d'appliquer des filtres à la liste des suggestions. Les filtres vous permettent de voir moins de suggestions. Si vous cliquez sur l'icône d'affichage en regard de la zone de recherche, vous pouvez voir toutes les expressions possibles pour le domaine de planification, y compris celles qui sont désactivées. Survolez l'icône d'information de chaque expression avec la souris pour obtenir une description. Pour les termes désactivés, si vous survolez l'expression elle-même, vous obtenez également une explication de la raison pour laquelle ces termes sont désactivés pour ce modèle.

Onglet Paramètres

L'onglet Paramètres de la vue du modèle répertorie les différents paramètres de planification et d'optimisation qui peuvent être édités. Dans cet exemple, l'unité de durée par défaut, l'heure d'exécution de l'optimisation et le format de date et heure sont affichés. Vous pouvez spécifier ici un format de date et heure personnalisé adapté à vos données.

Onglet Schéma de données

La vue de l'onglet Schéma de données répertorie, table par table, toutes les informations que l' Modeling Assistant a importées et déduites à partir des données d'entrée nécessaires à la résolution du problème d'ordonnancement. Vous pouvez modifier certaines entrées du schéma qui mettront à jour votre modèle et vous inviteront à accepter les modifications implicites du modèle ou à les annuler. Cela peut être utile pour les utilisateurs experts à des fins de débogage des données. Par exemple, si une colonne contenant un ID a été déduite comme numérique, il pourrait être utile de la changer en nominale afin qu'elle puisse être utilisée comme clé primaire.

Onglet Décisions

Vous pouvez rendre cet onglet visible en définissant Visualiser et modifier des décisions dans l'onglet Paramètres sur true. L'onglet Décisions montre la décision (ou l'intention) qui est définie dans votre modèle. Vous pouvez également ajouter des décisions personnalisées ici. Pour plus d'informations, voir Définition de décisions personnalisées.

Génération d'un bloc-notes Python à partir de votre scénario

Si vous souhaitez générer un Python notebook à partir de votre modèle créé avec Modeling Assistant:

1. Si la sous-fenêtre du scénario n'est pas ouverte, cliquez sur l'icône Scénarios.
2. Cliquez sur les trois points en regard de l'un de vos scénarios et sélectionnez Generate notebook.
3. Entrez un nom pour votre bloc-notes et cliquez sur Générer.

Un bloc-notes Python pour ce modèle est créé dans votre projet.

Panneau Présentation

Vous pouvez afficher les informations récapitulatives de tous vos scénarios en un clin d'œil dans la sous-fenêtre Présentation . En sélectionnant un scénario et en cliquant sur les trois points, vous pouvez effectuer des actions telles que dupliquer, renommer, générer un bloc-notes Python , exporter le scénario ou le sauvegarder pour le déploiement, pour n'importe quel scénario sélectionné dans cette vue. Pour plus d'informations sur la configuration de ce panneau, voir Affichage de tous les scénarios dans une expérimentation Decision Optimization .

Vue Visualisation

Dans la vue Visualisation , vous pouvez personnaliser ce que vous souhaitez voir affiché à partir de n'importe quel scénario. Vous pouvez afficher vos données d'entrée, votre solution et ajouter des notes. Par exemple, pour ce tutoriel maison, vous pouvez voir un diagramme de Gantt pour la planification de la solution optimale.

Vous pouvez utiliser des widgets de table et des widgets de graphique pour personnaliser la présentation de ces vues. Vous pouvez ajouter des en-têtes, modifier les couleurs d'arrière-plan et d'autres propriétés de vos notes, tables ou graphiques. Vous pouvez choisir différents types de graphiques, tels que des graphiques à courbes, des diagrammes à barres, etc. Vous pouvez définir comment les données sont agrégées dans ces graphiques et utiliser la propriété calculate pour définir comment représenter certaines valeurs de données dans vos graphiques.

Si vous sélectionnez un widget de table ou de graphique, une instance par défaut est affichée à l'aide de certaines de vos données d'entrée. Pour modifier le contenu et le format de cet objet, cliquez sur l'icône en forme de crayon et éditez le widget avec l'éditeur graphique ou en éditant le fichier json.

Vous pouvez utiliser cette vue pour comparer visuellement des scénarios.

Pour plus d'informations, voir Visualization view in a Decision Optimization experiment.