- •Г 55 Математичне програмування: Навчальний посібник. – Львів: Вид-во лка, 2004. – 240 с.
- •Передмова
- •Типова програма
- •Предмет і задачі математичного програмування деякі задачі управління і планування
- •Розділ 1. Лінійне програмування (лп)
- •Форми запису задач лп
- •1.2. Геометрична інтерпретація злп. Графічний метод розв’язування
- •Контрольні запитання та задачі
- •1.3. Опорні плани злп
- •Контрольні запитання та задачі
- •1.4.1. Загальні положення см
- •1.4.2. Алгоритм см у формі тотожних перетворень
- •1.4.3. Табличний запис злп. Алгоритм см для злп, представлених в симетричній формі.
- •Алгоритм см для злп, представлених в загальному виді
- •Контрольні запитання та задачі
- •1.5.1. Загальні зауваження
- •1.5.2. Теореми двоїстості. Економічний зміст оптимальних планів пари дз
- •1.5.3. Двоїстий см
- •Контрольні запитання та задачі
- •1. 6. Транспортна задача(тз)
- •1.6.1. Постановка тз. Відкрита і закрита моделі
- •1.6.2. Методи побудови опорного плану тз
- •Метод потенціалів для перевірки оптимальності плану тз
- •Контрольні запитання та задачі
- •1.7. Цілочислове програмування
- •1.7.1. Постановка задачі цілочислового програмування (зцлп)
- •Метод відтинаючих площин
- •Метод гілок і границь
- •1.7.4. Алгоритм Гоморі
- •Контрольні запитання та задачі
- •Розділ 2. Графи і мережі
- •2.1. Загальні поняття
- •2.2 Неорієнтовані графи
- •2.3. Орієнтовані графи
- •2.4. Матричне представлення графів
- •2.5 Мережі
- •2.5.1. Мінімізація мережі
- •2.5.2.Задача про найкоротший шлях
- •2.5.3. Потоки в мережах
- •Контрольні запитання та задачі
1.6.2. Методи побудови опорного плану тз
а) метод “північно-західного кута”
Візьмемо закриту модель ТЗ.
Будемо
заповнювати розподільчу таблицю,
починаючи з лівого верхнього кута
(північно-західного кута), рухаючись
далі за рядком вправо, або за стовпчиком
вниз. Помістимо у клітку (1; 1) найменше
із чисел
і
,
тобто
.
Якщо
,
то
і перший стовпчик “закритий”. Для
заповнення інших його кліток вважаємо,
що
Далі,
рухаючись першим рядком, записуємо у
клітку (1; 2) найменше з чисел
,
тобто
.
Якщо ж
,
то аналогічно “закривається” перший
рядок, тобто
.
В цьому випадку переходимо до заповнення
клітки (2; 1), в яку заносимо
.
Заповнивши
клітку (1; 2) або (2; 1), переходимо до
заповнення наступної третьої клітки,
або за другим рядком, або за другим
стовпчиком. Продовжуватимемо цей процес
доти, доки на якомусь етапі не вичерпаються
ресурси
і будуть задоволені потреби
.
Остання заповнена клітка лежить в
останньому n-му
стовпчику і в останньому m-му
рядку.
Приклад 1.8. За правилом “північно-західного кута” скласти початковий план ТЗ, представленої таблицею
ai |
|
|||
40 |
25 |
20 |
50 |
|
60 |
5 |
4 |
1 |
2 |
40 |
4 |
2 |
6 |
3 |
35 |
7 |
3 |
5 |
4 |
Розв’язок.
Так як виконується умова
,
то задача є збалансованою.
В
клітку (1; 1) розподільчої таблиці поміщаємо
.
Потреби першого стовпчика задоволені
повністю, тому перший стовпчик з
подальшого розгляду виключається.
Залишок вантажу від першого постачальника
(60-40=20 од.). З врахуванням потреб другого
споживача, поміщаємо в клітку (1; 2)
.
В цьому випадку запас першого постачальника
вичерпаний. Переходимо до розподілу
вантажу другого постачальника. В клітку
(2; 2) поміщаємо необхідну кількість
вантажу
.
В цьому випадку потреби другого споживача
задоволені повністю. Другий стовпчик
з подальшого розгляду виключається.
Залишок вантажу від другого постачальника,
з врахуванням потреб третього, поміщаємо
в клітку (2; 3), тобто
.
Потреби третього споживача забезпечені
повністю. Залишок вантажу другого
постачальника, з врахуванням потреб
четвертого споживача, поміщаємо в клітку
(2,4), тобто
.
В цьому випадку запас другого постачальника
вичерпаний. Переходимо до розподілу
запасу вантажу третього постачальника.
В клітку (3; 4) поміщаємо необхідну
кількість вантажу
.
Ми отримали повний розподіл вантажу, і
розподільча таблиця матиме вигляд
План 1
Постачальники |
Споживачі |
Запаси |
|||||||
B1 |
B2 |
B3 |
B4 |
||||||
А1 |
40 |
5 |
20 |
4 |
|
1 |
|
2 |
60 |
|
|
|
|
||||||
А2 |
|
4 |
5 |
2 |
20 |
6 |
15 |
3 |
40 |
|
|
|
|
||||||
А3 |
|
7 |
|
3 |
|
5 |
35 |
4 |
35 |
|
|
|
|
||||||
Потреби у вантажі |
40 |
25 |
20 |
50 |
135 |
||||
Цьому плану відповідають витрати
од.
б) метод мінімальної вартості
Характерним
для даного методу є те, що розподіл
вантажів починається з клітки, що
відповідає найменшому тарифу із всієї
таблиці тарифів
.
У клітку з найменшим тарифом поміщають
найменші з чисел
і
.
Потім із розгляду виключають рядок, що
відповідає постачальнику, запаси якого
повністю вичерпані, або стовпчик, що
відповідає споживачеві, потреби якого
повністю задоволені. Може виявитися,
що потрібно виключати рядок і стовпчик
одночасно, якщо повністю розподілений
вантаж постачальника і повністю
задоволені потреби споживача. Далі, з
таблиці тарифів знову вибирають найменший
і процес розподілу продовжують доти,
доки будуть розподілені всі запаси і
задоволені потреби споживачів.
Приклад 1.9. Побудувати початковий план перевезень методом мінімальної вартості для ТЗ прикладу 1.8.
Розв’язок.
Найменший тариф має клітка (1; 3),
.
Тому в дану клітку поміщаємо кількість
вантажу
і виключаємо із подальшого розгляду
третій стовпчик. Знову визначаємо клітку
з найменшим тарифом
.
Помістимо, наприклад, необхідну кількість
вантажу в клітку (1; 4),
.
Після цього виключається з розгляду
перший рядок. В клітку (2; 2) поміщаємо
кількість вантажу
і виключаємо із подальшого розгляду
другий стовпчик. Серед тарифів, що
залишилися, найменший тариф мають клітки
(2; 4) і (3; 2)
.
Але другий стовпчик виключений із
розгляду. Тому завантажуємо клітку
(2;4):
і виключаємо з подальшого розгляду
четвертий стовпчик. Новий найменший
тариф серед тарифів, що залишились, буде
.
В клітку (2;1) поміщаємо вантаж в кількості
і виключаємо з подальшого розгляду
другий рядок. На останньому етапі беремо
єдиний невикреслений перший стовпчик
і єдиний третій рядок, для яких маємо
загальну вільну клітку (3; 1) з тарифом
.
В цю клітку поміщаємо залишок вантажу
.
В результаті повного розподілу вантажів
отримуємо наступний початковий план
План 2
Постачальники |
Споживачі |
Запаси |
|||||||
B1 |
B2 |
B3 |
B4 |
||||||
А1 |
|
5 |
|
4 |
20 |
1 |
40 |
2 |
60 |
|
|
|
|
||||||
А2 |
5 |
4 |
25 |
2 |
|
6 |
10 |
3 |
40 |
|
|
|
|
||||||
А3 |
35 |
7 |
|
3 |
|
5 |
|
4 |
35 |
|
|
|
|
||||||
Потреби у вантажі |
40 |
25 |
20 |
50 |
135 |
||||
Витрати
на перевезення будуть
Зауваження 1.10. Порівнюючи витрати перевезення, ми бачимо, що початковий план, отриманий методом “мінімальної вартості”, є кращим, ніж план, отриманий методом “північно-західного кута”. Це пов’язано з тим, що метод “північно-західного кута” не враховує тарифів кліток. Проте метод “мінімальної вартості” має свої недоліки. Якщо метод “північно-західного кута” дає зразу опорний план, то метод “мінімальної вартості” може його не дати.
