Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

5462

.pdf
Скачиваний:
8
Добавлен:
13.11.2022
Размер:
1.52 Mб
Скачать

41

 

 

 

 

План Х2

 

 

 

 

 

Таблица 4

 

63

34

43

 

50

65

 

70

 

 

 

1,5

 

3

2,5

1

+

 

2

1,8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

75

 

 

 

 

 

 

 

50

 

 

 

25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

100

 

 

1

 

3,5

2

3

 

 

4

1

55

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

45

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

150

 

 

1,2

 

2

2,2

2,5

 

 

2,5

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

 

+

34

43

 

 

65

 

 

 

 

 

 

 

 

Для плана Х2 T2

max tij

t35

2,5.

 

 

 

 

Для нового плана Х2 проводим аналогичную итерацию, т.е. повторяем действия 2,3,4.

По маршруту (3,5)-(3,1)-(2,1)-(2,6)-(1,6)-(1,5) перемещаем поставку min 25;65;55 25 (план Х3, табл. 5), что не оказывает влияния на общую продолжительность реализации плана перевозок. Все другие маршруты, исходящие из 3-й клетки (3,5), имеют пустую клетку со знаком «минус», поэтому полная разгрузка клетки (3,5) невозможна. Следовательно, T min Tk min 3;2,5 2,5 (час).

Легко видеть, что планов со временем реализации Т = 2,5 можно построить несколько. Для этого не нужно вычеркивать клетки с tij 2,5 . Рассмотрим

план Х3 (табл. 5) и план Х4 (табл. 6), который используем в следующей задаче.

 

 

 

План Х3

 

 

 

 

Таблица 5

 

63

34

43

50

65

70

 

1,5

 

2,5

1

2

1,8

75

 

 

 

50

25

 

100

1

 

2

 

 

 

 

1

30

 

 

 

 

 

 

70

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

150

1,2

2

2,2

 

2,5

 

2,5

 

33

34

43

 

 

40

 

 

 

 

 

42

 

План Х4

 

 

 

Таблица 6

 

63

34

43

50

65

70

 

1,5

 

2,5

1

2

1,8

75

 

 

 

10

65

 

100

1

 

2

 

 

1

30

 

 

 

 

70

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

150

1,2

2

2,2

2,5

2,5

 

33

34

43

40

 

 

 

 

 

Вопросы для самопроверки

1.В чем смысл транспортной задачи по критерию минимума времени?

2.Чем отличается маршрут от контура?

3.Как определяется время реализации полученного плана перевозок?

4.Считают ли в этой задаче число занятых клеток в таблице и почему?

5. Почему в таблице зачеркивают клетки, для которых tij tплан ?

6.Чем отличается опорный план от допустимого, и какой план находится в задаче по критерию минимума времени?

Задачи для самостоятельного решения

Найти два плана, для которых выполняется минимальное время реализации при следующих данных:

 

 

 

3

1

2

1,8

2,5

1,5

1. ai

(85; 105; 155);

T

3,5

3

4

1

2

1

 

 

 

2

2,5

2,5

3

2,2

1,2

b j

(75; 80; 35; 48; 52; 55).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

1,8

1,5

3

1,5

2. ai

(47; 63; 120);

T

3

4

1

1

3,5

2

 

 

 

2,5

2,5

3

1,2

2

2,2

b j

(60; 54; 26; 40; 28; 22).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

43

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,5

1,8

 

3

2,5

1

 

2

3.

ai

(87; 53; 60);

T

1

1

3,5

2

 

3

 

4

 

 

 

 

1,2

3

 

2

2,2

2,5

 

2,5

 

b j

(54; 46; 32; 28; 19; 21).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

2,5

 

1

1,5

1,8

 

2

4.

ai

(125; 75; 50);

T

3,5

2

 

3

1

 

1

 

1

 

 

 

 

2

2,2

2,5

1,2

 

3

2,5

 

b j

(70; 55; 40; 45; 25; 15).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,8

2

 

1

2,5

3

 

1,5

5.

ai

(62; 37; 91);

T

1

4

 

3

2

 

3,5

 

1

 

 

 

 

3

2,5

2,5

2,2

2

 

1,2

 

b j

(35; 45; 50; 36; 10; 14).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

1,8

2,5

3

1,5

 

1

6.

ai

(83; 47; 63);

T

4

1

 

2

3,5

1

 

3

 

 

 

 

2,5

3

 

2,2

2

1,2

 

2,5

 

b j

(35; 45; 60; 20; 20; 13).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2,5

1

2

1,8

1,5

3

7.

ai

(34; 86; 70);

T

2

3

4

1

1

 

3,5

 

 

 

 

2,2

2,5

2,5

3

1,2

2

 

b j

(55; 45; 32; 28; 14; 16).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,8

1,5

3

2

2,5

1

8.

ai

(69; 71; 82);

T

1

1

3,5

4

2

3

 

 

 

 

3

1,2

2

2,5

2,2

2,5

 

b j

(57; 33; 42; 34; 29; 27).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,8

2

2,5

1

 

3

1,5

9.

ai

(77; 63; 84);

T

1

 

4

2

 

3

3,5 1

 

 

 

 

3

2,5

2,2

2,5

2

1,2

 

b j

(52; 38; 26; 55; 26; 27).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

1,5

2

1

2

1,8

10. ai

(96; 104; 58);

T

3,5

1

4

3

1

 

1

 

 

 

 

2

1,2

5

2,5

3

1,6

 

b j

(51; 39; 76; 22; 34; 36).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

44

Глава 5. Транспортные задачи с учетом времени и издержек

Решение транспортных задач по критерию минимума времени оправдано лишь в особых случаях в связи с высокими затратами на их реализацию. Возможность существования нескольких планов, минимизирующих время, позволяет выбрать из них планы с наименьшими издержками.

Наряду с матрицей времени T tij используется матрица издержек C cij . По методу потенциалов определяется план Хс, минимизирующий издержки Zmin . Определяется продолжительность его реализации Тс. Если

такая продолжительность удовлетворительна в данной ситуации, то распределение следует считать наименьшим. Если же необходимо уложиться в более короткий срок Тк, то используют планы меньшей продолжительности и определяют затраты для их реализации.

Среди всех планов, которые входят во время Тк, найти план с относительно меньшими издержками, сохраняя запреты на клетки, для которых tij Tk . Осуществляют перераспределение грузов, снимая их с

«дорогих» коммуникаций и перебрасывая их на «дешевые» по замкнутым маршрутам. Так при перемещении по маршруту издержки изменяются на величину

Z Ci1 j1 Ci1 j2

Ci2 j2 Ci2 j1

Ci1 j1 Ci2 j2 Ci1 j2 Ci2 j1

(i1, j1)

 

 

(i1, j2 )

 

 

 

 

 

 

 

-

+

 

 

(i2 , j1)

+

-

(i2 , j2 )

 

 

 

 

Если выражение положительно, то его величина характеризует выигрыш в суммарных затратах, если отрицательно, то – удорожание стоимости перевозок.

Пример. Среди найденных планов наименьшего времени реализации по условию примера предыдущей главы найти план с относительно наименьшими издержками при заданной матрице издержек

 

6

3

4

7,5

5

5,5

С

8

2,2

5,5

3

2

7,5 .

 

7

6

5,8

4,2

4,3

3,2

Оценить выигрыш во времени и потери в издержках относительно Zmin .

Решение. Определяем план Хс, минимизирующий издержки, по методу потенциалов. Записывая tij в верхнем правом углу клеток, а Cij – в

нижнем правом (табл. 7)

45

(При реализации на компьютере внести информацию по ai ,bj и cij без

учета tij )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

План Хс

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 7

 

63

 

34

43

50

 

65

 

 

70

 

 

1,5

3

2,5

 

 

1

 

2

 

1,8

75

32

 

43

 

7,5

 

 

 

5,5

 

 

6

3

4

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

3

2

 

 

3

 

4

 

1

100

 

 

34

 

1

 

 

65

 

 

 

 

 

8

 

2,2

5,5

 

 

3

2

 

7,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,2

2

2,2

 

 

2,5

 

2,5

 

3

150

33

49

 

 

70

 

7

6

5,8

 

4,2

 

4,3

 

3,2

 

 

 

 

 

Определяем Тс max tij

t25

4 (час); Zmin

1218,6 руб.

Для определения плана наименьшего по времени с относительно наименьшими издержками решим задачу с запретами на клетки, для которых tij 2,5 , заблокировав их запретительными тарифами M 100 .

Данные для решения задачи на компьютере предоставлены в таблице

 

 

63

34

43

50

65

70

 

 

6

 

4

7,5

5

5,5

75

 

62

 

 

 

 

13

100

8

 

5,5

 

 

7,5

 

 

43

 

 

57

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

150

7

6

5,8

4,2

4,3

 

1

34

 

50

65

 

 

 

 

 

Получаем оптимальное решение задачи

 

 

t

2,5 (час)

Z 1808

 

 

 

 

Дополнительные издержки

Z Z Zmin 589,4

 

 

 

 

46

 

 

 

 

 

Выигрыш во времени составляет

T

1,5 100%

37,5%

, потери в

 

 

 

Tc

4

 

 

 

 

 

 

 

издержках –

Z

589,4 100%

48,37% .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Zmin

1218,6

 

 

 

 

Вопросы для самопроверки

1.Почему возникает потребность в решении задач с учетом времени и издержек?

2.В каком случае удается снизить затраты при фиксированном минимальном времени реализации плана?

3.Как оценить потери в издержках и выигрыш во времени планов с Tmin

и Zmin ?

4. Как вычислить изменения в издержках Z при переброске груза по замкнутому маршруту?

Задачи для самостоятельного решения

Среди планов, наименьших по времени реализации, найти план с наименьшими издержками при заданной матрице С. Оценить выигрыш во времени и потери в издержках относительно Zmin .

Данные по мощностям поставщиков ai , потребностям потребителей b j и матрице Т даны в предыдущей главе

 

 

3

7,5

5

5,5

4

6

 

 

7,5

5

5,5

6

3

4

1.

C

2,2

3

2

7,5

5,5

8 .

2.

C

3

2

7,5

8

2,2

5,5 .

 

 

6

4,2

4,3

3,2

5,8

7

 

 

4,2

4,3

3,2

7

6

5,8

 

 

6

5,5

3

4

7,5

5

 

 

3

4

7,5

5,5

6

5

3.

C

8

7,5

2,2

5,5

3

2 .

4.

C

2,2

5,5

3

7,5

8

2 .

 

 

7

3,2

6

5,8

4,2

4,3

 

 

6

5,8

4,2

3,2

3

4,3

 

 

5,5

5

7,5

4

3

6

 

 

5

5,5

4

3

6

7,5

5.

C

7,5

2

3

5,5

2,2

8 .

6.

C

2

7,5

5,5

2,2

8

3 .

 

 

3,2

4,3

4,2

5,8

6

7

 

 

4,3

3,2

5,8

6

7

4,2

 

 

 

 

 

 

 

 

47

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

7,5

5

5,5

6

3

 

5,5

6

 

3

5

4

7,5

7.

C

5,5

3

2

7,5

8

2,2 .

8. C

7,5

8

 

2,2

2

5,5

3 .

 

 

5,8

4,2

4,3

3,2

7

6

 

3,2

7

 

6

4,3

5,8

4,2

 

 

5,5

5

4

7,5

3

6

 

3

 

6

5

7,5

5,7

4,1

9.

C

7,5

2

5,5

3

2,2

8 .

10. C

2,2

 

8

2

3

7,5

5,6 .

 

 

3,2

4,3

5,8

4,2

6

7

 

6

 

7

9

4,2

3,2

5,9

Глава 6. Транспортные задачи по перевозке неоднородного взаимозаменяемого груза

Задачи, связанные с перевозками однородного груза, имеют сравнительно ограниченное практическое применение. Значительно чаще приходится встречаться с перевозками неоднородного груза (планирование перевозок различного вида топлива, цемента разных марок, сортового железа и т.д.).

Характерной особенностью этих задач является условие взаимозаменяемости разных сортов груза при удовлетворении потребностей, т.е. некоторая часть потребностей может быть удовлетворена различными видами имеющегося в наличии груза, но в различных количествах, с учетом свойств каждого вида груза и характера потребностей.

Пусть имеется два поставщика A1 и A2 и два потребителя B1 и B2 . Обозначим через a1I и a1II ресурсы первого поставщика по I и II-у сорту груза соответственно. Аналогично для второго поставщика – a2I и a2II . Таким образом, в дальнейшем будем рассматривать как бы четыре поставщика с ресурсами a1I , a1II , a2I , a2II .

Потребности у каждого потребителя могут быть трех видов:

1)потребности только на I-й сорт груза b1I ,b2I ;

2)потребности только на II-й сорт груза b1II ,b2II ;

3) взаимозаменяемые потребности на любой из двух сортов груза

b1III ,b2III .

b1III ,b2III – потребности первого и второго потребителя, выраженные,

например, в единицах I-го сорта.

В дальнейшем вместо каждого из потребителей В1 и В2 будем рассматривать три потребителя с потребностями b1I ,b1II ,b1III , b2I ,b2II ,b2III .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

48

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Дана матрица удельных транспортных издержек

 

C

C11

 

C12

 

 

 

 

C21

 

C22

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

bj

 

 

B1

 

 

 

 

 

B2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ai

 

 

 

I

II

 

III

I

 

 

II

III

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b1

b1

 

b1

b2

 

 

b2

b2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A1

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a II

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A2

a2I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a2II

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Cij

характеризует затраты на перевозку 1 ед. груза из пункта

Ai

в пункт

B j . Коэффициенты затрат не зависят от сорта перевозимого груза, а

определяются только тем, откуда и куда он перевозится. Известно, что р

ед. груза I-го сорта могут быть заменены q единицами II-го сорта. Тогда

данные

задачи можно

выразить в

единицах

 

груза

первого

сорта

или

второго при помощи коэффициента взаимозаменяемости

 

q

(в I-й

I

p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сорт) или

II

p

(во II-й сорт).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

q

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

показывает, сколько единиц груза I сорта могут заменить одну единицу

груза II-го сорта. Аналогичный смысл имеет коэффициент

 

II .

 

 

 

 

Поскольку в условии задачи взаимозаменяемая потребность выражена

в единицах I-го сорта, сведем данные задачи к этому сорта груза. Тогда

ресурсы

 

a II

и

a II

эквивалентны

1

a II

и

1

a II

соответственно.

 

 

 

1

 

2

 

 

 

 

 

1

 

 

2

 

 

 

 

 

Аналогично,

потребности

b II ,

b II

эквивалентны соответственно

1

bII ,

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

bII единиц груза I сорта.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Так как затраты связаны с перевозками реального груза и зависят от

реального веса, а не от потребительских свойств, то, увеличив

искусственно ресурсы II сорта в

I

раз, необходимо соответственно в этих

строках

уменьшить

в

I

раз

коэффициенты

 

затрат. Наконец,

следует

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

предусмотреть, чтобы потребности в I и II сортах груза удовлетворялись

только определенным допустимым сортом груза. Для этого производится

блокирование недопустимых перевозок с помощью запретительных

тарифов М.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Учитывая вышесказанное, все задачи можно представить в однородном

условном грузе в таблице.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

49

 

bj

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ai

 

 

b I

 

bII

bIII

b I

 

bII

bIII

 

1

1 1

 

1

 

 

2

1 2

2

 

 

a I

 

C11

 

 

M

 

C11

C12

 

M

 

C12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a II

 

M

 

 

С11

 

C11

M

 

C12

 

C12

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

1

1

 

 

 

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a2I

 

C21

 

 

M

 

C21

C22

 

M

 

C22

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a2II

 

M

 

С21

 

 

C21

 

M

 

С21

 

C21

 

1

 

 

1

 

1

 

 

 

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Получим задачу с запретами.

Условие баланса aI

aI

1

aII

aII

bI

bI

1

bI

1

2

1

2

1

2

1

Этого условия недостаточно для разрешимости задачи. Очевидно, запасы грузов I и II сорта должны потребностей в этих сортах

b2II .

быть не меньше

a I

a I

bI

bI ;

1

2

1

2

a II

a II

bII

bII .

1

2

1

2

Пример. Найти оптимальный план перевозок угля двух сортов (I – бурый уголь и II – антрацит) из двух складов ( А1 и А2 ) двум потребителям ( В1 и

В2 ). Исходные данные задачи приведены в таблице, где указаны запасы

угля I сорта (300 и 100 т) и II сорта (100 и 140 т); потребности в угле I сорта (100 и 200 т), II сорта (60 и 40 т) и взаимозаменяемые потребности (220 и 90 т) в единицах I сорта. Известно, что при удовлетворении взаимозаменяемых потребностей три единицы I сорта можно заменить

двумя единицами II сорта. Следовательно, 1 32 . В таблице указаны

удельные транспортные затраты C

30

21

, которые могут

 

15

24

 

приниматься пропорциональными расстояниям между соответствующими поставщиками и потребителями (без учета тарифов на перевозки)

 

 

 

 

50

 

 

 

Исходные данные задачи

 

 

 

 

bj

 

B1

 

 

B2

 

ai

 

100

60

220(I)

200

40

90(I)

 

300

 

 

 

 

 

 

A1

100

 

30

 

 

21

 

 

100

 

 

 

 

 

 

A2

140

 

15

 

 

24

 

Пересчитаем данные таблицы в единицах I сорта (бурый уголь) с помощью

коэффициента взаимозаменяемости

 

 

3

. Получаем таблицу

1

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

bj

 

 

 

В1

 

 

 

 

 

 

 

В2

 

 

 

ai

 

 

 

 

 

100

90

 

220

 

200

 

60

 

90

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

30

M

 

30

 

 

 

 

21

 

M

21

 

 

300

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А1

 

 

 

 

 

M

20

 

20

 

 

 

 

M

 

14

14

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

150

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15

M

 

15

 

 

 

 

24

 

M

25

 

 

 

100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А2

 

 

 

 

 

M

10

 

10

 

 

 

 

M

 

16

16

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

210

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В задаче выполняется условие баланса

 

 

 

 

 

 

 

300

150

100

210

100

90

220

 

200

90

60

760 .

 

Кроме того, выполняются условия удовлетворения потребностей в определенных сортах груза

300 100 100 200 ; 150 210 90 60 .

Следовательно, задача разрешима. Решаем полученную задачу с запретами, получаем условно-оптимальный план

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]