Optimizing the squad : integrating managerial tactics into football team composition via integer programming

Abstract

Football presents a rich domain for the application of optimization techniques, as clubs continuously strive for excellence from their players and staff to secure wins. The chal-lenge of Football Team Composition has recently gained attention, spurred by the increas-ing availability of relevant data. The literature offers a diverse range of solution methods; however, the proposed models do not account for the tactical differences between coachesand can be too complex to apply practically, necessitating expertise in optimization techniques. This complexity could deter clubs from leveraging these models in real-worlds cenarios. In this dissertation, we introduce a novel model grounded in Integer Programming that accounts for the strategic goals of any manager. We evaluated the effectiveness of ourmodel across three Premier League clubs, each with distinct budgetary constraints. Ourfindings indicate a consistent enhancement in the overall skill levels of each squad, irrespective of their budgetary limitations. Additionally, our model exhibited fiscal prudenceby decreasing wage expenditures, enhancing the average player’s skill rating, and strategi-cally selecting players with high potential, which is crucial for both financial and tactical success.

O futebol apresenta um domínio rico para a aplicação de técnicas de otimização, uma vez que os clubes procuram continuamente a excelência dos seus jogadores e equipe técnica para garantir vitórias. O desafio da formação das equipes de futebol ganhou tração rencemente, graças a crescente disponibilidade de dados relevantes. A literatura oferece uma ampla gama de métodos de solução; no entanto, a complexidade inerente a esta questão resulta frequentemente em metodologias que são complexas e difíceis de aplicar na prática, necessitando de conhecimentos substanciais em técnicas de otimização. Esta complexidade pode impedir os clubes de aproveitarem estes modelos em situações reais. Nesta dissertação, apresentamos um novo modelo baseado em Programação Inteira que se alinha perfeitamente com os objetivos estratégicos de qualquer técnico. Avaliamos aeficácia do nosso modelo em três clubes da Premier League, cada um com restrições orçamentárias distintas. As nossas conclusões indicam uma melhoria consistente nos níveis decompetências de cada equipe, independentemente das suas limitações financeiras. Além disso, o nosso modelo demonstrou prudência fiscal ao economizar nas despesas salariais e, ao mesmo tempo, enriquecer o potencial de desempenho futuro da equipe, através da aquisição de jogadores com perspectivas de crescimento significativas.