Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
1436.pdf
Скачиваний:
9
Добавлен:
07.01.2021
Размер:
1.15 Mб
Скачать

потребителей (строительные объекты) заинтересованы в получении этого материала. Известно, какое количество данного материала (в физических единицах) имеется у каждого поставщика на пункте отправления и сколько его требуется в каждом пункте потребления.

Требуется разработать такой план поставок, при котором весь данный

С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

материал из каждого пункта поставки будет вывезен, потребности

каждого пункта потребления будут полностью удовлетворены, стоимость

перевозки будет м н мальна.

 

 

 

 

 

 

Огран чен я в этой задаче выражаются тем, что каждый поставщик

материала

 

 

определенное

количество данного

может

постав ть

только

строго

 

 

, а каждый получатель может принять также строго

определенное кол чество этого же материала.

 

 

 

 

работы

 

 

 

 

 

 

3.2.

Математическая формулировка

 

Цель

 

:

зуч ть математический смысл транспортной задачи.

Пусть меется m пунктов отправления:

 

 

 

 

 

 

 

 

A1, A2, A3, ... , Am ,

 

 

в

которых

 

А

однородного товара

сосредоточены запасы какого-то

(груза) в количестве соответственно a1, a2, a3, ... , am единиц.

 

Кроме того, имеется n пунктов назначения:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B1, B2, B3, ... , Bn,

 

 

подавших заявки соответственно на b1, b2, b3, ... , bn единиц товара

(груза).

 

 

 

 

 

 

 

Д

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Предполагается, что сумма всех заявок равна сумме всех запасов:

 

 

 

 

 

 

m

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

a i

b j .

 

(3.1)

Известна стоимость Cij

i 1

 

j 1

 

 

перевозки единицы товара от каждого пункта

отправления Ai

до каждого пункта назначения Bj. Матрица стоимостей

перевозки Cij задана:

 

 

C11 C12 ... C1n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C21 C22 ... C2n

 

(3.2)

 

 

 

 

 

 

 

Cm1 Cm2 ... Cmn

И

20

...........................

Требуется составить такой план перевозок, при котором все заявки были бы выполнены,иприэтомобщаястоимостьвсехперевозокбылабыминимальна.

При такой постановке задачи показателем эффективности плана перевозок является стоимость.

Поставим эту задачу как задачу линейного программирования.

С

количество

груза,

отправляемого

из i-го пункта

Обозначим

хi

отправления Аi

в j-й пункт назначения Вj (i=1,2,3,...,m; j=1,2,3,...,n).

Неотр цательные переменные х11, х12,..., хmn

должны

удовлетворять

следующ м услов ям:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. уммарное кол чество груза, направляемое из каждого пункта

отправлен я во все пункты назначения, должно быть равно запасу груза в

данном пункте. Это дает m условий-равенств:

 

 

 

 

 

 

 

 

x

11

x12

...

x

1n

a1 ,

 

 

 

 

бАx a ,

 

 

 

 

 

 

x21

x22

 

...

x2 n

 

 

a2 ,

 

 

 

 

 

 

.......... .......... ..........

.

 

 

(3.3)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

m1

x

m

2

... x

mn

 

a

 

 

 

или

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 1

 

 

 

a 1 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

j

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

......

 

 

 

 

 

 

 

(3.4)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

И

 

 

 

 

 

n

 

x

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Дmj m

 

 

 

 

 

j 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.Суммарное количество груза, доставляемое в каждый пункт изо всех пунктов отправления, должно быть равно заявке, поданной данным пунктом. Это даст n условий-равенств:

x11 x21 ... xm1 b1,

x12 x22 ... xm2 b2,

(3.5) x1n x2n ... xmn bn,

21

или

 

 

 

m

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x i1

 

 

 

 

 

 

 

 

b1 ,

 

 

С

i 1

 

 

 

 

 

 

 

 

m

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x i 2

 

 

b 2

 

 

 

,

 

 

 

 

 

i 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(3.6)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x in

 

b n

 

 

 

 

 

.

 

 

минимальной

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i 1

 

 

 

 

 

 

 

уммарная сто мость всех перевозок, т.е. сумма величин хij,

 

бАi 1 j 1

Сij, должна

быть

умноженных

на соответствующие

 

стоимости

 

:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S C11x11

C12x12 ... C1nx1n

 

C21x21 C22x22 ... C2nx2n

 

...

C1mx1m C2mx2m ... Cmnxmn min,

 

(3.7)

 

 

или

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S

Д

 

 

 

 

C

ij

x

ij

min.

 

(3.8)

Все эти условия удобно записать в так называемую транспортную

таблицу. В ней указываются:

 

 

 

 

 

И

-пункты отправления и назначения;

 

 

 

 

 

 

 

-запасы, имеющиеся в пунктах отправления; -заявки, поданные пунктами назначения;

-стоимости перевозок из каждого пункта отправления в каждый пункт назначения.

22

Образец транспортной таблицы приведен в табл. 3.1.

Таблица 3.1

 

ПН

 

 

 

 

 

 

Запасы

 

\\

В1

В2

 

...

 

Вn

 

 

 

ai

 

ПО

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С:

 

C12

 

 

C1n

:

 

 

C11

 

……

 

 

 

А1

 

 

 

 

 

 

A1

 

 

C21

 

C22

……

 

C2n

 

 

и

 

 

 

A2

 

А2

 

 

 

 

 

 

 

:

 

 

 

 

 

 

:

:

……

……

……

 

……

:

 

 

 

 

 

 

 

 

Cm1

 

Cm2

 

 

Cmn

 

 

Am

бА

 

 

 

 

 

 

 

……

 

 

am

 

Заявки

B1

B2

 

…...

 

Bn

 

 

bj

 

 

 

 

 

 

 

Примечание. Стоимости перевозок помещены в правом верхнем углу ячейки с тем, что ы в самой ячейке при составлении плана помещать перевозки xij.

3.3. Составление опорного плана

Цель работы: научиться строить опорные планы поставок строительных материалов.

Решение транспортной задачи начинается с нахождения опорного

r=m+n-1 базисных перевозок хij, а остальные перевозки равны нулю (где m – количество строк транспортной таблицы, n – количество столбцов).

плана.

Д

 

План называется опорным, если в нем отличны от нуля не более

 

И

Для построения опорного плана существуют различные способы. Самыми простыми и распространенными являются:

1)метод «северо-западного угла»; 2)метод нахождения минимального элемента по строкам, по столбцам,

по всей таблице.

23

Пример3.1.Построениеопорногопланаметодом«северо-западногоугла». Дана транспортная таблица (табл. 3.2). При построении опорного

плана данным способом транспортная таблица заполняется перевозками постепенно, начиная с верхней клетки №1 («северо-западного угла» таблицы).

С

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 3.2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПН

В1

 

 

В2

 

В3

 

В4

 

Запасы

 

ПО

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ai

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и

 

1

3

 

 

8

 

 

 

А1

100

2

 

 

 

 

100

 

 

 

№1

 

№2

 

 

№3

 

№4

 

 

 

 

А2

20

3

130

4

8

 

 

5

150

 

 

 

бА

 

№8

 

 

 

 

 

№5

 

№6

 

 

№7

 

 

 

 

 

А3

 

6

 

30

9

12

 

90

15

200

 

 

 

 

 

 

 

80

 

 

 

 

 

№9

 

№10

 

 

№11

 

№12

 

 

 

 

Заявки

120

 

160

 

80

 

90

 

=450

 

 

bj

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рассуждения ведут следующим образом. Пункт В1 подал заявку на 120 единиц груза. Удовлетворим эту заявку за счет запаса, имеющегося в

полностью. Пункту В2 требуетсяД160 единиц груза. Запишем в клетку №6 перевозку 130, т.к. запасы А2 150 исчерпаны.ИОставшиеся 30 единиц груза для пункта В2 удовлетворим из А3, записав перевозку 30 в клетку №10.

пункте А1 – 100 единиц груза, записав перевозку 100 в клетку №1. После

этого запасы в А1 исчерпаны, а заявка в пункте В1 осталась

неудовлетворенной. Удовлетворим ее, взяв из пункта А2 20 единиц груза,

и запишем эту перевозку в клетку №5. Теперь заявка В1 выполнена

Заявку В3 полностью перекроим из оставшихся запасов А3 и запишем в клетку №11 80 единиц груза. Заявку пункта В4 удовлетворим из А3, запасы которого будут полностью исчерпаны, а в клетку №12 запишем перевозку 90 единиц груза.

На этом распределение запасов закончено: каждый пункт назначения получилгрузсогласносвоейзаявке.Этовыражаетсявтом,чтосуммаперевозок вкаждойстрокеравнасоответствующемузапасу,австолбце–заявке.

Клетки таблицы, в которых стоят перевозки, являются базисными, их число удовлетворяет условию r=m+n-1=6. Следовательно, опорный план построен верно.

24

После проверки правильности построения опорного плана считаются затраты на перевозку по формуле (3.8):

S1 2 100 3 20 4 130 9 30 12 80 15 90 3360..

Пример 3.2. Построение опорного плана методом нахождения

 

минимального элемента.

 

 

 

 

 

 

 

 

С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В названии этого способа заключена его суть. Находится наименьший

 

(минимальный) элемент, т.е. наименьший показатель критерия оптимальности

 

втранспортнойтабл це,

туданазначаетсянаибольшаяпоставка.

 

 

 

 

Рассмотр м построение опорного плана методом нахождения

 

минимального

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

элемента по строкам на примере. Решим предыдущую

 

задачу (см. табл.3.3).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 3.3

 

ПН

бА

В4

Запасы

 

 

В1

 

 

В2

 

В3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ai

 

 

ПО

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А1

2

 

 

 

1

3

8

 

100

 

 

 

№1

№2

100

№3

№4

 

 

 

А2

3

 

 

30

4

8

5

 

150

 

 

 

120

 

 

 

 

 

 

 

 

 

№5

№6

 

 

 

№7

№8

 

 

 

 

А3

6

 

 

 

9

12

15

 

 

 

 

 

 

 

 

30

Д

 

200

 

 

 

 

 

 

 

80

90

 

 

 

 

№9

№10

 

 

№11

№12

 

 

 

 

Заявки bj

120

 

160

80

90

=450

 

Начинаем распределять поставки с 1-йИстроки (пункт отправления А1,табл. (3.3). Минимальная стоимость перевозок единицы груза, равная 1, в клетке №2. В нее записывается максимальное количество груза – 100, которое есть в А1. Переходим к строке 2, пункт отправления А2, наименьшая стоимость – 3 в клетке №5. Заявка В1 – 120 удовлетворена полностью (запасы А2 – 150 позволяют). Следующая клетка в этой строке с минимальной стоимостью – клетка №6. В ней мы можем поставить перевозку 30, и запасы А2 на этом будут исчерпаны. Последняя, третья строка, имеет минимальную стоимость перевозки груза в клетке №10. Перекроем оставшиеся 30 единиц груза из запасов А3, заявка В2, таким образом, будет полностью удовлетворена. Оставшиеся заявки В3 и В4 в клетках №11 и 12 будут удовлетворены за счет запаса А3. Распределяя поставки подобными рассуждениями, получили опорный план. Число

25

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]