
- •Операций в экономике Учебное пособие
- •1 Сибирский федеральный университет, 2007
- •Раздел 1. Исследование операций: линейные модели в экономике 5
- •Тема 1.1. Линейные модели в операционном анализе экономических систем ..5 Лекция 1.1.1. Основы методологии моделирования 5
- •Тема 1.2. Теория двойственности в операционном анализе экономических систем 37
- •Раздел 2. Нелинейные и специальные модели исследования операций 71
- •Тема 2.1. Нелинейность в экономических процессах 71
- •Тема 2.2. Специальные модели исследования операций в экономике 98
- •Раздел 1. Исследование операций: линейные модели в экономике
- •Тема 1.1. Линейные модели в операционном анализе экономических систем
- •Сфера применимости и предпосылки построения линейных моделей в экономике
- •Задача оптимального планирования производства
- •Задача о диете
- •Задача о раскрое
- •Транспортная задача
- •Задача о назначениях
- •Постановка задачи и основные определения злп
- •Формы записи общей злп
- •Метод прямого перебора
- •Метод искусственного базиса
- •Тема 1.2. Теория двойственности в операционном анализе экономических систем
- •Правила построения
- •Лекция 1.2.2. Постоптимальный анализ решения линейных моделей с использованием двойственных оценок: геометрическая интерпретация
- •Лекция 1.2.3. Постоптимальный анализ решения линейных моделей с использованием двойственных оценок: геометрическая интерпретация (продолжение)
- •Ресурса наиболее выгодно
- •Аналитический подход
- •Этап 1. Определение статуса ресурсов
- •Лекция 1.2.5. Постоптимальный анализ решения линейных моделей с использованием двойственных оценок: аналитический подход (продолжение)
- •Раздел 2. Нелинейные и специальные модели исследования операций
- •Тема 2.1. Нелинейность в экономических процессах
- •Нелинейного программирования
- •Метод множителей Лагранжа
- •Выпуклого программирования
- •Ограничения типа «неравенств»
- •Ограничения «смешанного типа»
- •Динамических задач.
- •Задача распределения капиталовложений
- •Модель динамического программирования
- •Задача о загрузке
- •Тема 2.2. Специальные модели исследования операций в экономике
- •Определение опорного плана транспортной задачи
- •Метод северо-западного угла
- •Транспортной задачи
- •Метод потенциалов
- •Лекция 2.2.3. Целочисленные задачи исследования операций. Метод Гомори для нахождения их решения. Задача о назначениях и венгерский метод
- •Задача о назначениях
- •Метод Гомори
- •Входящий поток заявок на обслуживание
- •Механизм обслуживания
- •Дисциплина очереди
- •Классификация систем массового обслуживания
- •«Первая пришла — первая обслужена»,
- •«Последняя пришла — первая обслужена»
- •Потоки событий
- •Понятие марковского случайного процесса
- •Задачи анализа поведения системы
- •Статистические задачи
- •Операционные задачи
- •Лекция 2.2.5. Многоканальные смо: многоканальные и одноканальные системы массового обслуживания
- •Одноканальные системы массового обслуживания с ограниченной длиной очереди
- •Лекция 2.2.6. Модели принятия решений в условиях неопределенности и риска
- •Свойства решений матричных игр
- •Игры порядка 2×2
- •Графический метод решения игр 2×n и m×2
- •Критерий Лапласа
- •Критерий Вальда
- •Критерий Гурвица
- •Критерий Сэвиджа
- •1. Ежегодные затраты, не зависящие от числа построенных комнат
- •2. Ежегодные затраты, пропорциональные числу построенных комнат, в долл. (табл. 2.26)
- •3. Ежегодные затраты, пропорциональные среднему числу занятых комнат r (табл. 2.27)
- •660041 Красноярск, пр. Свободный, 79.
Аналитический подход
После геометрической интерпретации процесса решения линейной модели представляется целесообразным расширить методику анализа на чувствительность ее решения для линейных задач большой размерности (когда количество переменных n и количество ограничений m не исчерпываются возможностями графического метода и предполагается решение с использованием компьютерных средств).
Вернемся к задаче цеха по пошиву женской одежды (лекция 1.2.2). Математическая модель имела вид:
50х2 -> max
^+2*2 <42, 3*! + 2х2 < 60,
X X >{)
Здесь переменные х1 и х2 представляли собой объемы производства брюк и юбок в сутки (шт.). Приведем задачу к канонической форме записи для нахождения оптимального решения:
F = 60x1 + 50x2 →> max
л.» ь/Ai I ^JL'j I Л"> — ^tZ**
Ъхх + 2х2 + х4 = 60, 5xl+5x2+x5 =200,
Х^ + Xg = 1 о,
хх х >0
В канонической форме модели задачи появляются дополнительные переменные х3, х4, х5 и х6. Рассмотрим их экономическую интерпретацию, кото-
57
рая нам понадобится для постоптимального анализа. Переменная х3 представляет собой неиспользованный объем ткани в сутки (м). Причем если х3 = 0 в оптимальном плане, то ресурс «ткань» используется полностью и остатка нет, а если в оптимальном плане задачи х3 принимает значение больше нуля, то ресурс используется не полностью, а величина его остатка определяется значением переменной х3. Аналогично интерпретируются переменные х4 и х5, которые также служат дополнительными переменными в ограничениях ресурсного типа и отражают использование затрат труда и фурнитуры. Переменная х6 входит в ограничение, связанное со спросом на продукцию (брюки), который в прямом смысле слова не является ресурсом. Однако если рассматривать спрос на продукцию как некий «ресурс», отражающий объем представительства фирмы, производящей данную продукцию, на рынке, то мы можем дополнительную переменную х6 в четвертом ограничении также трактовать как дополнительную переменную в ограничении ресурсного типа, где спрос выступает в качестве специфического «ресурса».
Ниже приведена симплекс-таблица с решением указанной задачи (табл. 1.7). Мы не будем здесь останавливаться на технологии решения с использованием симплекс-процедуры, поскольку это подробно изложено в лекции 1.1.4 данного пособия.
Как видно из симплекс-таблицы (табл. 1.7), оптимальным решением данной задачи является суточное производство брюк в количестве 12 штук, юбок — в количестве 12 штук. Суточный доход от реализации этих объемов продукции составит 1 320 долл. Что касается использования ресурсов, то запасы ткани и затрат труда расходуются полностью. Имеется остаток накладных расходов в сумме 80 долл. Кроме того, суточный объем производства брюк меньше предельной величины спроса на рынке на 6 штук.
После характеристики оптимального решения проведем анализ его чувствительности к изменению запасов ресурсов и колебаниям цен готовой продукции. Оговоримся сразу, что этапы анализа на чувствительность с помощью аналитических симплекс-таблиц несколько отличаются от предложенной выше схемы, где использовался графический метод, в силу значительного сокращения расчетных манипуляций.
58
Таблица 1.7
|
60 |
50 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|||
i |
базис |
С баз |
Р0 |
Р1 |
Pi |
Р3 |
Pa |
Р5 |
Р6 |
1 |
Р3 |
0 |
42 |
1,5 |
2 |
1 |
0 |
0 |
0 |
2 |
Р4 |
0 |
60 |
3 |
2 |
0 |
1 |
0 |
0 |
3 |
Ps |
0 |
200 |
5 |
5 |
0 |
0 |
1 |
0 |
4 |
Р6 |
0 |
18 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
5 |
|
|
0 |
-60 |
-50 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
Р3 |
0 |
15 |
0 |
2 |
1 |
0 |
0 |
3 2 |
2 |
Р4 |
0 |
6 |
0 |
2 |
0 |
1 |
0 |
-3 |
3 |
Ps |
0 |
110 |
0 |
5 |
0 |
0 |
1 |
-5 |
4 |
Р1 |
60 |
18 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
5 |
|
|
1080 |
0 |
-50 |
0 |
0 |
0 |
60 |
1 |
Р3 |
0 |
9 |
0 |
0 |
1 |
-1 |
0 |
3 2 |
2 |
Pi |
50 |
3 |
0 |
1 |
0 |
1 2 |
0 |
3 2 |
3 |
Ps |
0 |
95 |
0 |
0 |
0 |
5 2 |
1 |
5 2 |
4 |
Р1 |
60 |
18 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
5 |
|
|
1230 |
0 |
0 |
0 |
25 |
0 |
-25 |
1 |
Р6 |
0 |
6 |
0 |
0 |
2 |
2 ~"з |
0 |
1 |
2 |
Pi |
50 |
12 |
0 |
1 |
1 |
1 2 |
0 |
0 |
3 |
Ps |
0 |
80 |
0 |
0 |
5 |
5 6 |
1 |
0 |
4 |
Р1 |
60 |
12 |
1 |
0 |
2 ~"з |
2 з" |
0 |
0 |
5 |
|
|
1320 |
0 |
0 |
10 |
15 |
0 |
0 |
59