A satisfiability modulo theories approach to constraint programming

Author

Suy Franch, Josep

Director

Bofill Arasa, Miquel

Villaret i Ausellé, Mateu

Date of defense

2012-12-20

Legal Deposit

Gi. 150-21013

Pages

225 p.



Department/Institute

Universitat de Girona. Departament d'Informàtica, Matemàtica Aplicada i Estadística (2013-)

Abstract

In this thesis we focus on solving CSPs using SMT. Essentially, what we do is reformulating CSPs into SMT. The obtained results allow us to conclude that state-of-the-art SMT solvers are a robust tool to solve CSPs. We tackle not only decisional CSPs, but also Constraint Optimization Problems and Weighted Constraint Satisfaction Problems. For solving these problems we have used SMT in conjunction with appropriated algorithms: search algorithms and UNSAT core-based algorithms. We have provided support for meta-constraints that is, constraints on constraints. Meta-constraints can be very helpful in the modelling process. Once verified that SMT is a good generic approximation for CP, we tested how algorithms built on top of an SMT solver can have equal or better performance than ad-hoc programs designed specifically for a given problem. The problem that we have selected to make this test is the RCPSP, obtaining highly competitive results.


Aquesta tesi es centra en la resolució de CSPs utilitzant SMT. En essència, es reformulen els CSPs a fórmules SMT. Els resultats obtinguts permeten concloure que els millors solucionadors actuals d'SMT són una eina sòlida per a resoldre CSPs. No només s'aborden els CSP decisionals, sinó també problemes d'optimització de restriccions i problemes de satisfactibilitat de restriccions amb pesos. Per a resoldre aquests problemes s'ha utilitzat SMT juntament amb els algorismes apropiats: algorismes de cerca i algorismes basats en nuclis d'insatisfactibilitat. També es dóna suport a meta-restriccions, és a dir, restriccions sobre restriccions. Un cop vist que SMT és una molt bona aproximació genèrica per a CP, s'ha comprovat com algorismes basats en SMT poden tenir un rendiment igual o millor que els programes dissenyats específicament per a un determinat problema. El problema seleccionat per a dur a terme aquesta comprovació ha estat el RCPSP, obtenint uns resultats altament competitius.

Keywords

Constraint programming; Programació amb restriccions; Programación con restricciones; Satisfiability modulo theories; Satisfactibilitat mòdul teories; Satisfactibilidad módulo teorias; Reformulation; Reformulació; Reformulación; Metaconstraints; Metarestriccions; metarestricciones

Subjects

51 - Mathematics; 68 - Industries, crafts and trades for finished or assembled articles

Documents

tjsf.pdf

1.465Mb

 

Rights

L'accés als continguts d'aquesta tesi queda condicionat a l'acceptació de les condicions d'ús establertes per la següent llicència Creative Commons: http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/es/
L'accés als continguts d'aquesta tesi queda condicionat a l'acceptació de les condicions d'ús establertes per la següent llicència Creative Commons: http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/es/

This item appears in the following Collection(s)