CPLEX Java API自动Benders分解变量标注报错及相关问题咨询

问题背景 #

使用CPLEX 20.10版本，尝试通过USER策略实现自动Benders分解，自定义变量标注划分主问题与子问题。初始化Benders策略与标注后，创建整数变量并尝试标注为主问题变量（值=0）时，触发如下错误：

ilog.cplex.IloCplex$UnknownObjectException: CPLEX Error: object is unknown to IloCplex 
at ilog.cplex.IloCplex.getIndexOrException(IloCplex.java:11470) 
at ilog.cplex.IloCplex.access$7400(IloCplex.java:453) 
at ilog.cplex.IloCplex$AnnotationList.getIndexAndType(IloCplex.java:22273) 
at ilog.cplex.IloCplex$AnnotationList.setAnnotation(IloCplex.java:22302)
at ilog.cplex.IloCplex.setAnnotation(IloCplex.java:22851)

错误代码片段：

cplex.setParam(IloCplex.Param.Benders.Strategy, IloCplex.BendersStrategy.User);     
IloCplex.LongAnnotation benders = cplex.newLongAnnotation("cpxBendersPartition");

IloIntVar [] x  = new IloIntVar[NumofX]; //integer 

for(int k=0; k < x.length; k++) {       
    x[k] = cplex.intVar(0,UB,"x_"+k);
    cplex.setAnnotation(benders, x[k], 0);  
}

问题解答 #

1. 错误原因 #

CPLEX仅能识别已添加到模型中的对象。你创建变量x[k]后直接调用setAnnotation设置标注，但此时变量还未被加入CPLEX的模型实例，CPLEX无法识别该变量对象，因此抛出UnknownObjectException。

2. 正确的变量标注方法 #

必须先将变量添加到CPLEX模型，再设置Benders分区标注。有两种常见实现方式：

• 方式一：创建变量后直接调用addVar加入模型，再设置标注

cplex.setParam(IloCplex.Param.Benders.Strategy, IloCplex.BendersStrategy.User);     
IloCplex.LongAnnotation benders = cplex.newLongAnnotation("cpxBendersPartition");

IloIntVar [] x  = new IloIntVar[NumofX]; 
for(int k=0; k < x.length; k++) {       
    x[k] = cplex.intVar(0,UB,"x_"+k);
    cplex.addVar(x[k]); // 将变量加入模型
    cplex.setAnnotation(benders, x[k], 0); // 标注为主问题变量（值=0）
}

// 子问题变量标注示例：将y变量标注为子问题1的变量（值=1）
IloNumVar[] y = new IloNumVar[NumofY];
for(int j=0; j < y.length; j++) {
    y[j] = cplex.numVar(LB, UB, "y_"+j);
    cplex.addVar(y[j]);
    cplex.setAnnotation(benders, y[j], 1);
}

• 方式二：通过构建并添加约束间接将变量关联到模型，之后再设置标注（变量会在约束添加时自动被CPLEX识别）

3. 导出主问题与子问题的LP文件 #

可以通过设置CPLEX的Benders.WriteLevel参数实现：

// 设置参数：2表示导出主问题和所有子问题的LP文件
cplex.setParam(IloCplex.Param.Benders.WriteLevel, 2);
cplex.solve(); // 求解过程中，CPLEX会自动在工作目录生成对应的LP文件

参数说明：

• 值为1：仅导出主问题LP文件
• 值为2：导出主问题和所有子问题LP文件

内容的提问来源于stack exchange，提问作者CHE