{"id":130,"date":"2022-09-04T18:25:36","date_gmt":"2022-09-04T09:25:36","guid":{"rendered":"https:\/\/prodskill.com\/?p=130"},"modified":"2025-02-08T11:31:49","modified_gmt":"2025-02-08T02:31:49","slug":"job-scheduling-using-1d-bin-packing-algorithm-1","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/prodskill.com\/de\/job-scheduling-using-1d-bin-packing-algorithm-1\/","title":{"rendered":"Optimierung der Arbeitsverteilung durch eindimensionalen Bin-Packing-Algorithmus_1.\u00dcberblick"},"content":{"rendered":"<p>In diesem Artikel werden wir uns das Konzept und den Algorithmus des eindimensionalen Bin Packing ansehen und herausfinden, wie man es mit dem Ziel der minimalen Anzahl von Arbeitsgruppen und der minimalen Ausf\u00fchrungszeit optimieren kann, es zu verwenden. Dar\u00fcber hinaus werde ich das eindimensionale Bin Packing-Tool vorstellen, das ich direkt mit Excel VBA implementiert habe, und den Fall der Verwendung des in Python bereitgestellten Pakets betrachten.<\/p>\n\n\n\n<p>Den Quellcode des in Excel VBA implementierten Tools und in Python implementierte Beispiele finden Sie unter dem folgenden Link.<\/p>\n\n\n\n<p>Verkn\u00fcpfung: <a href=\"https:\/\/github.com\/DAToolset\/1D-bin-packing\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">https:\/\/github.com\/DAToolset\/1D-bin-packing<\/a><\/p>\n\n\n\n<p><\/p>\n\n\n<div class=\"wp-block-image is-style-default\">\n<figure class=\"aligncenter size-full\"><a href=\"https:\/\/prodskill.com\/wp-content\/uploads\/2022\/09\/image.png\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"602\" height=\"286\" src=\"https:\/\/prodskill.com\/wp-content\/uploads\/2022\/09\/image.png\" alt=\"Bin Packing \uacfc\uc815 \uc608\uc2dc\" class=\"wp-image-131\" srcset=\"https:\/\/prodskill.com\/wp-content\/uploads\/2022\/09\/image.png 602w, https:\/\/prodskill.com\/wp-content\/uploads\/2022\/09\/image-300x143.png 300w, https:\/\/prodskill.com\/wp-content\/uploads\/2022\/09\/image-18x9.png 18w\" sizes=\"auto, (max-width: 602px) 100vw, 602px\" \/><\/a><figcaption class=\"wp-element-caption\">Beispiel f\u00fcr einen Bin-Packing-Prozess<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n<div id=\"ez-toc-container\" class=\"ez-toc-v2_0_82_2 counter-hierarchy ez-toc-counter ez-toc-grey ez-toc-container-direction\">\n<div class=\"ez-toc-title-container\">\n<p class=\"ez-toc-title\" style=\"cursor:inherit\">&lt;&lt;Inhaltsverzeichnis&gt;&gt;<\/p>\n<span class=\"ez-toc-title-toggle\"><a href=\"#\" class=\"ez-toc-pull-right ez-toc-btn ez-toc-btn-xs ez-toc-btn-default ez-toc-toggle\" aria-label=\"Inhaltsverzeichnis umschalten\"><span class=\"ez-toc-js-icon-con\"><span class=\"\"><span class=\"eztoc-hide\" style=\"display:none;\">Umschalten<\/span><span class=\"ez-toc-icon-toggle-span\"><svg style=\"fill: #999;color:#999\" xmlns=\"http:\/\/www.w3.org\/2000\/svg\" class=\"list-377408\" width=\"20px\" height=\"20px\" viewbox=\"0 0 24 24\" fill=\"none\"><path d=\"M6 6H4v2h2V6zm14 0H8v2h12V6zM4 11h2v2H4v-2zm16 0H8v2h12v-2zM4 16h2v2H4v-2zm16 0H8v2h12v-2z\" fill=\"currentColor\"><\/path><\/svg><svg style=\"fill: #999;color:#999\" class=\"arrow-unsorted-368013\" xmlns=\"http:\/\/www.w3.org\/2000\/svg\" width=\"10px\" height=\"10px\" viewbox=\"0 0 24 24\" version=\"1.2\" baseprofile=\"tiny\"><path d=\"M18.2 9.3l-6.2-6.3-6.2 6.3c-.2.2-.3.4-.3.7s.1.5.3.7c.2.2.4.3.7.3h11c.3 0 .5-.1.7-.3.2-.2.3-.5.3-.7s-.1-.5-.3-.7zM5.8 14.7l6.2 6.3 6.2-6.3c.2-.2.3-.5.3-.7s-.1-.5-.3-.7c-.2-.2-.4-.3-.7-.3h-11c-.3 0-.5.1-.7.3-.2.2-.3.5-.3.7s.1.5.3.7z\"\/><\/svg><\/span><\/span><\/span><\/a><\/span><\/div>\n<nav><ul class='ez-toc-list ez-toc-list-level-1' ><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-1\" href=\"https:\/\/prodskill.com\/de\/job-scheduling-using-1d-bin-packing-algorithm-1\/#1_%EC%B5%9C%EC%A0%81%ED%99%94_%EC%95%8C%EA%B3%A0%EB%A6%AC%EC%A6%98_1%EC%B0%A8%EC%9B%90_Bin_Packing_%EA%B0%9C%EC%9A%94\" >1. \u00dcberblick \u00fcber den Optimierungsalgorithmus Eindimensionales Bin-Packing<\/a><ul class='ez-toc-list-level-3' ><li class='ez-toc-heading-level-3'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-2\" href=\"https:\/\/prodskill.com\/de\/job-scheduling-using-1d-bin-packing-algorithm-1\/#11_Bin_Packing%EC%9D%98_%ED%95%84%EC%9A%94%EC%84%B1\" >1.1. Die Notwendigkeit der Beh\u00e4lterverpackung<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-3'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-3\" href=\"https:\/\/prodskill.com\/de\/job-scheduling-using-1d-bin-packing-algorithm-1\/#12_Bin_Packing_%EA%B0%9C%EB%85%90\" >1.2. Beh\u00e4lterverpackungskonzept<\/a><\/li><\/ul><\/li><\/ul><\/nav><\/div>\n<h2 class=\"wp-block-heading\"><span class=\"ez-toc-section\" id=\"1_%EC%B5%9C%EC%A0%81%ED%99%94_%EC%95%8C%EA%B3%A0%EB%A6%AC%EC%A6%98_1%EC%B0%A8%EC%9B%90_Bin_Packing_%EA%B0%9C%EC%9A%94\"><\/span>1. \u00dcberblick \u00fcber den Optimierungsalgorithmus Eindimensionales Bin-Packing<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\" id=\"1.1._Bin_Packing\uc758_\ud544\uc694\uc131\"><span class=\"ez-toc-section\" id=\"11_Bin_Packing%EC%9D%98_%ED%95%84%EC%9A%94%EC%84%B1\"><\/span>1.1. Die Notwendigkeit der Beh\u00e4lterverpackung<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h3>\n\n\n\n<p><\/p>\n\n\n\n<p>Betrachten Sie den folgenden Fall.<\/p>\n\n\n\n<p>Fall 1)<\/p>\n\n\n\n<p>Es ist eine Umgebung mit den Datenbankservern A und B. A ist ein Server, der etwa 3.000 Tabellen verwaltet und derzeit ausgef\u00fchrt wird, und B ist ein neu erstellter und leerer Server. Server A hat insgesamt 6 TB an Daten. Wir wollen die Zieltabellendaten innerhalb einer begrenzten Zeit (z. B. 6 Stunden) von Server A extrahieren und an Server B liefern. Um die Datenextraktion so schnell wie m\u00f6glich abzuschlie\u00dfen, in wie viele Gruppen sollten die Tabellen unterteilt werden und welche Tabellen sollten in jeder Gruppe platziert werden, um das gew\u00fcnschte Ergebnis zu erzielen? Diese Aufgabe sollte regelm\u00e4\u00dfig ausgef\u00fchrt werden, mindestens einmal im Monat. F\u00fcr jede Ausf\u00fchrung kann dem Server A eine neue Tabelle hinzugef\u00fcgt werden, und die Datenmenge in jeder Tabelle kann erh\u00f6ht oder verringert werden.<\/p>\n\n\n\n<p>Fall 2)<\/p>\n\n\n\n<p>Es gibt ungef\u00e4hr 5.000 Jobs (Prozedur oder SQL usw.). Unter der Annahme, dass es keine Reihenfolge oder Abh\u00e4ngigkeit der einzelnen Jobs gibt, um die Gesamtausf\u00fchrungszeit zu minimieren, wie viele Gruppen sollten die Jobs aufgeteilt werden und welche Jobs sollten in welche Gruppe platziert werden?<\/p>\n\n\n\n<p>Wie im obigen Fall erfordert das manuelle Finden der optimalen Kombination aus Hunderten oder Tausenden von Elementen einen erheblichen Zeit- und Arbeitsaufwand. Auch wenn Sie manuell eine Kombination von Aufgabengruppen finden, ist es nicht einfach zu \u00fcberpr\u00fcfen, ob die Kombination optimal ist.<\/p>\n\n\n\n<p>Der Grund, warum der Bin-Packing-Algorithmus ben\u00f6tigt wird, sind wirtschaftliche Gr\u00fcnde, die mit minimaler Investition maximale Wirkung erzielen. Der Bin-Packing-Algorithmus kann universell eingesetzt werden, wenn es darum geht, die optimale Kombination zu finden, die innerhalb einer begrenzten Zeit oder innerhalb eines begrenzten Raums so viel wie m\u00f6glich gef\u00fcllt werden kann.<\/p>\n\n\n\n<p><\/p>\n\n\n\n<p><\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\" id=\"1.2._Bin_Packing_\uac1c\ub150\"><span class=\"ez-toc-section\" id=\"12_Bin_Packing_%EA%B0%9C%EB%85%90\"><\/span>1.2. Beh\u00e4lterverpackungskonzept<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h3>\n\n\n\n<p>Bin Packing ist ein Optimierungsalgorithmus, der herausfindet, wie viele Beh\u00e4lter ben\u00f6tigt werden, um einen Beh\u00e4lter mit so vielen Artikeln wie m\u00f6glich zu f\u00fcllen. Es gibt zwei Eingabewerte. Das erste ist die Gr\u00f6\u00dfe eines Beh\u00e4lters und das zweite ist eine Liste von Elementen. Die Liste der Artikel besteht aus einem Namen und einer Gr\u00f6\u00dfe, und der Name wird optional eingegeben. Der Ausgabewert ist die Anzahl der optimierten (geringsten) Bins und eine Liste von Artikeln, die in jedem Bin enthalten sein sollen.<\/p>\n\n\n\n<p>Im obigen Beispielfall 1 kann die Anzahl der Bytes der Tabelle, die Anzahl der Zeilen oder die durchschnittliche Zeit, die zum Extrahieren der Daten jeder Tabelle bei mehrfacher Ausf\u00fchrung ben\u00f6tigt wird, als Gr\u00f6\u00dfe angesehen werden, im Fall 2 die durchschnittliche Ausf\u00fchrung Zeit jedes Jobs kann als Gr\u00f6\u00dfe angesehen werden<\/p>\n\n\n\n<p>&nbsp;Schauen wir uns die Bedeutung von &quot;um die Gesamtausf\u00fchrungszeit zu minimieren&quot; in Fall 2 genauer an. Die Gesamtausf\u00fchrungszeit ist die gleiche wie die l\u00e4ngste Ausf\u00fchrungszeit unter den Ausf\u00fchrungszeiten der Jobgruppe, in der jeder Job platziert ist.<\/p>\n\n\n\n<p>Das hei\u00dft, die Gesamtausf\u00fchrungszeit = Max (Einzelausf\u00fchrungszeit der Auftragsgruppe). Mit anderen Worten, da die Gesamtausf\u00fchrungszeit minimiert werden kann, wenn der Unterschied in der Ausf\u00fchrungszeit jeder Auftragsgruppe gering ist, ist &quot;die Gesamtausf\u00fchrungszeit zu minimieren&quot; dasselbe wie &quot;die individuelle Ausf\u00fchrungszeit jeder Auftragsgruppe nahezu gleich zu machen&quot;. \u201c.<\/p>\n\n\n\n<p>Wenn die Gr\u00f6\u00dfe eines Beh\u00e4lters und die Gr\u00f6\u00dfe eines Artikels in einer quantitativen Zahl wie L\u00e4nge und Zeit ausgedr\u00fcckt werden k\u00f6nnen, kann die 1-dimensionale Beh\u00e4lterverpackung angewendet werden. Das eindimensionale Beh\u00e4lterpacken ist ein Algorithmus, der Artikel unterschiedlicher Gr\u00f6\u00dfe empf\u00e4ngt und die maximale Gr\u00f6\u00dfe eines Beh\u00e4lters als eine Beschr\u00e4nkung verwendet, um eine Ergebnisliste zu erhalten, indem jeder Artikel gem\u00e4\u00df der Beschr\u00e4nkung angeordnet wird. Die Konzepte von Eingabe, Beschr\u00e4nkung und Ausgabe werden unten zusammengefasst.<\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>Eingabe: Eine Liste mit dem Namen und der Gr\u00f6\u00dfe jedes Elements<\/li>\n\n\n\n<li>Einschr\u00e4nkung: Maximale Gr\u00f6\u00dfe eines Beh\u00e4lters<\/li>\n\n\n\n<li>Ausgabe: die Anzahl der erforderlichen Beh\u00e4lter, eine Liste der Artikel, die jeder Beh\u00e4lter enth\u00e4lt<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<p>2-dimensionale Beh\u00e4lterverpackung, wenn die Gr\u00f6\u00dfe in zwei Zahlen (Breite, H\u00f6he) ausgedr\u00fcckt werden kann, und 3-dimensionale Beh\u00e4lterverpackung, wenn sie in drei Zahlen (Breite, H\u00f6he, H\u00f6he) ausgedr\u00fcckt werden kann 2D Bin Packing kann beim Anordnen oder Ausschneiden von Formen angewendet werden, um Leerraum auf einer 2D-Ebene zu minimieren. 3D Bin Packing kann angewendet werden, wenn Sie Artikel in einem 3D-Raum mit weniger Leerraum stapeln m\u00f6chten. Ein typischer Fall, in dem die dreidimensionale Beh\u00e4lterverpackung angewendet werden kann, ist die Raumoptimierung, bei der der verbleibende Raum minimiert wird, wenn Kisten in ein Lieferfahrzeug geladen werden. 2- und 3D-Bin-Packing wird in diesem Artikel nicht behandelt.<\/p>\n\n\n\n<p>Wir werden mehr Details im n\u00e4chsten Artikel sehen.<\/p>\n\n\n\n<p><a href=\"https:\/\/prodskill.com\/de\/job-scheduling-using-1d-bin-packing-algorithm-2\/\">Optimierung der Arbeitsverteilung durch eindimensionalen Bin-Packing-Algorithmus_2.Algorithmus (1)<\/a><\/p>\n\n\n\n<hr class=\"wp-block-separator has-alpha-channel-opacity is-style-wide\"\/>\n\n\n\n<p class=\"has-medium-font-size\">&lt;&lt; <strong>Liste verwandter Artikel<\/strong> &gt;&gt;<\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li><a href=\"https:\/\/prodskill.com\/de\/job-scheduling-using-1d-bin-packing-algorithm-1\/\">Optimierung der Arbeitsverteilung durch eindimensionalen Bin-Packing-Algorithmus_1.\u00dcberblick<\/a><\/li>\n\n\n\n<li><a href=\"https:\/\/prodskill.com\/de\/job-scheduling-using-1d-bin-packing-algorithm-2\/\">Optimierung der Arbeitsverteilung durch eindimensionalen Bin-Packing-Algorithmus_2.Algorithmus (1)<\/a><\/li>\n\n\n\n<li><a href=\"https:\/\/prodskill.com\/de\/job-scheduling-using-1d-bin-packing-algorithm-3\/\">Optimierung der Arbeitsverteilung mit eindimensionalem Bin-Packing-Algorithmus_2.Algorithmus(2)<\/a><\/li>\n\n\n\n<li><a href=\"https:\/\/prodskill.com\/de\/job-scheduling-using-1d-bin-packing-algorithm-4\/\">Optimierung der Arbeitsverteilung durch eindimensionalen Bin-Packing-Algorithmus_3.Implementierung (1)<\/a><\/li>\n\n\n\n<li><a href=\"https:\/\/prodskill.com\/de\/job-scheduling-using-1d-bin-packing-algorithm-5\/\">Optimierung der Arbeitsverteilung durch eindimensionalen Bin-Packing-Algorithmus_3.Implementierung (2)<\/a><\/li>\n\n\n\n<li><a href=\"https:\/\/prodskill.com\/de\/job-scheduling-using-1d-bin-packing-algorithm-6\/\">Optimierung der Arbeitsverteilung durch eindimensionalen Bin-Packing-Algorithmus_4.Attachment<\/a><\/li>\n\n\n\n<li><a href=\"https:\/\/prodskill.com\/de\/job-scheduling-using-1d-bin-packing-algorithm-7\/\">Letzte \u00c4nderungen am eindimensionalen Bin-Packing-Tool (Stand: 21. M\u00e4rz 2021)<\/a><\/li>\n\n\n\n<li><a href=\"https:\/\/prodskill.com\/de\/job-scheduling-using-1d-bin-packing-algorithm-toc\/\">Tool zur Optimierung der Arbeitsverteilung mit eindimensionalem Bin-Packing-Algorithmus Vollst\u00e4ndiger Inhalt, Download<\/a><\/li>\n<\/ul>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>In diesem Artikel werden wir uns das Konzept und den Algorithmus des eindimensionalen Bin Packing ansehen und herausfinden, wie man es mit dem Ziel der minimalen Anzahl von Arbeitsgruppen und der minimalen Ausf\u00fchrungszeit optimieren kann, es zu verwenden. 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