#1.実現したいこと
実現したいことは、最適化でよく登場する、いわゆる輸送問題をpythonで解けるようにしたいです。
具体的な問題は、以下の通りです。
「工場i(i=1,2,3)から都市j(j=1,2,3,4)へ輸送するときの費用をc_{ij}とし、工場iの供給の上限がa_i(i=1,2,3)、都市jの需要の下限がb_j(j=1,2,3,4)とします。
この時、工場iから都市jへの最適な輸送量x_ijを求めなさい。」
簡単に説明すると、以下の写真の通りにプログラムを実装したいということです。
最小化と書いてあるところが目的関数で、制約条件がその下に書いてある通りです。
](16ed3ff4000b45da37a64d14f143923f.jpeg)
a_i,b_jやc_{ij}などはexcelファイルとして格納しており、このファイルのデータを用いて、x_ijの最適化をします。
以下のような、プログラムを組んだのですが、なぜかエラーが続いてしまい、全く前に進みません。
Python
1from pulp import * 2from openpyxl import * 3 4#Excelファイル・シートを開く 5book = load_workbook('k.xlsx') 6sheet = book['輸送'] 7 8#定数用データの作成 9I = [i+1 for i in range(3)] 10J = [i+1 for i in range(4)] 11a = {} 12b = {} 13c = {} 14for i in I: 15 a[i] = sheet.cell(row=11+i, column=8).value 16 for j in J: 17 c[i, j] = sheet.cell(row=3+i, column=2+j).value 18for j in J: 19 b[j] = sheet.cell(row=16, column=2+j).value 20 21 22#問題の作成 23model = LpProblem('Transport') 24 25#決定変数の作成 26x = {} 27for i in I: 28 for j in J: 29 x[i,j] = LpVariable('x{},{}'.format(i,j),lowBound=0) 30 31#制約条件の追加 32for i in I: 33 model += lpSum(x[i][j] for j in J) <= a[i] 34 35for j in J: 36 model += lpSum(x[i][j] for i in I) >= b[j] 37 38model += lpSum(c[i][j]*x[i][j] for i in I for j in J) 39 40#最適化の実行(その1) 41model.solve() 42 43#最適化の結果出力 44if LpStatus[model.status] == 'Optimal': 45 print('最適解が求まりました。') 46 print('最適値 =', value(model.objective)) 47 for i in I: 48 for j in J: 49 sheet.cell(row=11+i, column=2+j).value = value(x[i,j]) 50 book.save('k9.xlsx') 51else: 52 print('最適解が求まりませんでした。')
#エラーメッセージ
KeyError Traceback (most recent call last) <ipython-input-13-a05dc75399fa> in <module> 35 #制約条件の追加 36 for i in I: ---> 37 model += lpSum(x[i][j] for j in J) <= a[i] 38 print(i) 39 for j in J: ~/opt/anaconda3/lib/python3.7/site-packages/pulp/pulp.py in lpSum(vector) 2073 :param vector: A list of linear expressions 2074 """ -> 2075 return LpAffineExpression().addInPlace(vector) 2076 2077 ~/opt/anaconda3/lib/python3.7/site-packages/pulp/pulp.py in addInPlace(self, other) 763 elif (isinstance(other,list) 764 or isinstance(other, Iterable)): --> 765 for e in other: 766 self.addInPlace(e) 767 else: <ipython-input-13-a05dc75399fa> in <genexpr>(.0) 35 #制約条件の追加 36 for i in I: ---> 37 model += lpSum(x[i][j] for j in J) <= a[i] 38 print(i) 39 for j in J: KeyError: 1
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