
- •Методы оптимальных решений
- •Содержание
- •Введение
- •1. Моделирование – метод научного познания
- •1.1 Основные понятия моделирования
- •Вопросы *
- •1.2 Системный подход и моделирование социально-экономических систем
- •Вопросы
- •5. Численное решение
- •6. Анализ численных результатов и их применение
- •Приемы экономико-математического моделирования
- •Классификация моделей по типу информации:
- •Классификация моделей по учету фактора времени:
- •Классификация моделей по учету фактора неопределенности:
- •Классификация моделей по типу подхода к изучаемым социально-экономическим системам:
- •Вопросы
- •2.2 Принцип оптимальности в планировании и управлении
- •Вопросы
- •Математическая формулировка общей задачи линейного программирования
- •Структурная форма записи задачи линейного программирования
- •Вопросы
- •3.2 Формы записи задачи линейного программирования
- •Нормы затрат и выхода продукции
- •Решение
- •Общая форма записи задачи линейного программирования
- •Каноническая форма записи задачи линейного программирования
- •Стандартная форма записи задачи линейного программирования
- •4.2. Алгоритм графического метода
- •Нормы затрат и выхода продукции
- •Решение
- •1. Составление экономико-математической модели задачи
- •2. Построение граничных прямых, соответствующих системе ограничений
- •3. Определение области допустимых решений
- •4. Построение вектора градиента и линии уровня
- •5. Нахождение точки экстремума
- •6. Определение значения целевой функции
- •4.3. Варианты графического решения задач линейного программирования
- •Вопросы
- •Рекомендуемые источники к главе 4
- •5. Симплексный метод решения задач линейного программирования
- •5.1. Сущность симплексного метода
- •Вопросы
- •5.2. Алгоритм решения задач симплексным методом с естественным базисом
- •Показатели эффективности возделывания 1 га культур
- •Решение
- •1. Составление экономико-математической модели задачи
- •2. Приведение модели к канонической форме записи задачи, определение основных и дополнительных переменных
- •3. Составление базиса
- •4. Построение первой симплексной таблицы
- •Первая симплексная таблица (сокращенная)
- •Первая симплексная таблица (полная)
- •5. Проверка оптимальности решения
- •6. Построение второй симплексной таблицы
- •Первая симплексная таблица с разрешающим элементом
- •Вторая симплексная таблица
- •Правила нахождения коэффициентов второй симплексной таблицы
- •Вторая симплексная таблица
- •7. Построение третьей и последующих симплексных таблиц
- •Вторая симплексная таблица с разрешающим элементом
- •Третья симплексная таблица
- •Вопросы
- •5.3. Алгоритм решения задач симплексным методом с искусственным базисом
- •Решение
- •1. Составление экономико-математической модели задачи
- •2. Приведение модели к канонической форме записи задачи, определение основных и дополнительных переменных
- •3. Составление базиса, введение искусственных переменных
- •4. Построение первой симплексной таблицы
- •Первая сокращенная симплексная таблица с м-строкой
- •5. Решение вспомогательной задачи симплексным методом с естественным базисом
- •Данные о содержании питательных веществ и стоимости культур
- •Решение
- •1. Составление экономико-математической модели задачи
- •2. Приведение модели к канонической форме записи задачи, определение основных и дополнительных переменных
- •3. Составление базиса, введение искусственных переменных
- •4. Построение первой симплексной таблицы
- •Первая симплексная таблица
- •5. Проверка оптимальности решения
- •6. Построение второй симплексной таблицы
- •Первая симплексная таблица с разрешающим элементом
- •Вторая симплексная таблица
- •7. Построение третьей и последующих симплексных таблиц
- •Третья симплексная таблица
- •Вопросы
- •5.4. Алгоритм решения задач симплексным методом в Microsoft Excel 2010
- •Показатели эффективности возделывания 1 га культур
- •Решение
- •1. Составление экономико-математической модели задачи
- •2. Составление формы для ввода данных в Microsoft Excel
- •3. Ввод исходных данных в форму Microsoft Excel
- •4. Ввод формул для вычислений значений целевой функции и левой части неравенств
- •5. Настройка программы Microsoft Excel 2010
- •6. Установка значений в окне Параметры поиска решений
- •7. Анализ полученного решения
- •6.2. Постановка и математическая формулировка транспортной задачи
- •Постановка задачи
- •Матрица транспортной задачи
- •6.3. Алгоритм решения транспортной задачи (метод северо-западного угла)
- •Стоимости перевозок одной тонны картофеля (ден. Ед.)
- •Решение
- •1. Проверка типа задачи (открытая или закрытая)
- •2. Составление экономико-математической модели задачи
- •Матрица транспортной задачи (ден. Ед.)
- •3. Составление опорного плана
- •Опорный план транспортной задачи (ден. Ед.)
- •4. Проверка решения на оптимальность
- •Опорный план транспортной задачи (ден. Ед.)
- •5. Построение контура
- •Правила построения контура
- •Опорный план транспортной задачи с контуром (ден. Ед.)
- •6. Построение нового опорного плана
- •7. Проверка нового плана на оптимальность
- •Вопросы
- •6.4. Алгоритм решения транспортной задачи в Microsoft Excel 2010
- •Себестоимость перевозки 1 т сена, руб.
- •Решение
- •1. Проверка типа задачи (открытая или закрытая)
- •2. Составление экономико-математической модели задачи
- •6. Анализ полученного решения
- •Вопросы
- •6.5. Задача о назначениях
- •Общий вид транспортной матрицы задачи о назначениях
- •Экономико-математическая модель задачи о назначениях
- •Структурная форма записи задачи о назначениях
- •Вопросы и задания для самопроверки и самоподготовки
- •6.6. Алгоритм решения задачи о назначениях с помощью Microsoft Excel 2010
- •Производительность работников
- •Решение
- •1. Составление экономико-математической модели задачи
- •7.2 Прямая и двойственная задача
- •Построение двойственной задачи
- •Исходные данные задачи
- •Решение
- •1. Составление экономико-математической модели задачи
- •2. Приведение модели к канонической форме записи задачи, определение основных и дополнительных переменных
- •3. Решение задачи симплексным методом
- •Последняя симплексная таблица (оптимальное решение)
- •4. Анализ двойственных оценок
- •Симплексная таблица с коэффициентами замещения и двойственными оценками
- •Вопросы
- •7.3 Основные свойства двойственных оценок
- •Вопросы
- •7.4 Алгоритм решения двойственной задачи в Microsoft Excel 2010
- •Решение
- •1. Составление экономико-математической модели задачи
- •2. Решение задачи симплексным методом
- •3. Анализ оптимального решения
- •4. Мера влияния ограничения на целевую функцию
- •5. Свойство оптимальности решения
- •Вопросы
- •Рекомендуемые источники к главе 7
- •Библиографический список
- •Приложение 1 Полезные ссылки
Вопросы
Каковы свойства двойственных оценок?
Дайте экономическую интерпретацию свойств двойственных оценок.
Каковы основные способы корректировки оптимального решения?
В чем смысл и значение пределов корректировки?
7.4 Алгоритм решения двойственной задачи в Microsoft Excel 2010
Рассмотрим решение задачи 9 с помощью Microsoft Excel 2010.
Решение
1. Составление экономико-математической модели задачи
Построим математическую модель. Введем обозначения: х1 – площадь под зерновыми, га; х2 – площадь под сахарную свеклу, га; х3 – площадь под многолетние травы, га; х4 – площадь под однолетние травы, га.
Экономико-математическая модель задачи в общей форме: Найти значение неизвестных, которое бы обеспечивало максимальное значение целевой функции Zmax при соблюдении ограничений и условий неотрицательности переменных:
1) целевая функция: Zmax = 100х1 + 500х2 + 53х3 + 62х4 (ден. ед.);
2) система ограничений:
|
– количество пашни, га – объем трудовых ресурсов, чел. – ч. – объем механизированного труда, маш. – смен. – производство зерновых, ц |
3) условия неотрицательности: х1 ≥ 0, х2 ≥ 0, х3≥ 0, х4 ≥ 0.
2. Решение задачи симплексным методом
План решения задачи симплексным методом с помощью Microsoft Excel 2010 рассмотрен на странице 59. Выполним Поиск решения в таблицах (рис. 37), установив параметры (рис. 38).
Рис. 37 – Исходные данные задачи с формулами для вычислений
|
|
Рис. 38 – Настройки окна Параметры поиска решений |
Рис. 39 – Окно Результаты поиска решения |
Чтобы программа составила отчеты по двойственным оценкам необходимо в окне Результаты поиска решения выделить названия отчетов (Результаты, Устойчивость, Пределы) как показано на рисунке 41, нажать на кнопку ОК.
3. Анализ оптимального решения
Далее будет найдено решение (рис. 40) и созданы отчеты (рис. 41-43).
Рис. 40 – Решение задачи
Максимум валовой продукции составил 300000 ден. ед (рис. 42). При этом площадь зерновых составила 2000 га (х1 = 2000), площадь сахарной свеклы – 200 га (х2 = 200). Однолетние и многолетние травы не возделываются (х3 = 0, х4 = 0). Площадь пашни по оптимальному решению составила 2200 га, трудовые ресурсы – 650000 чел.-час., механизированные ресурсы – 2000 маш.-смен., производство зерновых – 40000 ц.
4. Анализ двойственных оценок
В «Отчете о результатах» (рис. 41) показано, что площадь пашни и механизированные ресурсы используются полностью (допуск равен 0), трудовые ресурсы недоиспользуются в количестве 750 чел.-ч. (допуск равен 750), сверхплановое производство зерновых культур составляет 24000 ц (допуск равен 24000).
Рис. 41 – Отчет о результатах
Свойства двойственных оценок
Рассмотрим свойства двойственных оценок в «Отчете по устойчивости» (рис. 42).
1. Свойство дефицитности ресурсов (продуктов)
Дефицитными ресурсами являются площадь пашни и механизированные ресурсы, так как они использованы полностью. Их теневая цена (двойственные оценки) равны соответственно 55,56 ден. ед. и 88,89 ден. ед. Трудовые ресурсы являются не дефицитными, их теневая цена (двойственная оценка) равна 0.
Рис. 42 – Отчет об устойчивости
2. Свойство рентабельности способов производства
Рентабельным является возделывание зерновых культур и сахарной свеклы, так как их приведенная стоимость (двойственная оценка) равна 0. Возделывание однолетних и многолетних трав является не рентабельным, их приведенная стоимость равна соответственно 11,44 ден. ед и 20,22 ден. ед. (рис. 42).
3. Свойство взаимозаменяемости ресурсов (продуктов)
Рассмотрим отношение теневой цены (двойственной оценки) по площади пашни и по механизированным ресурсам.
55,56/88,89 = 0,63 – 1 га пашни можно заменить 0,63 маш.- смен. механизированных ресурсов, то есть 1 га пашни дает дополнительно валовой продукции как 0,63 маш.-смен. механизированных ресурсов.
88,89/55,56 = 1,6 – 1 маш.-смен механизированных ресурсов можно заменить 1,6 га пашни, то есть 1 маш.-смен дает дополнительно валовой продукции как 1,6 га пашни.
Таким образом, привлечение 1 маш.-смен является более выгодным.