книги из ГПНТБ / Математическое программирование и производственные задачи
..pdfТ г |
|
^ 1 1 |
^12 |
|
* |
П |
± |
i |
|
|
Т , |
|
^21 |
^22 |
* |
^ 2/1 |
x |
t |
|
||
т, |
= |
t Ц |
tv> |
* |
* |
* |
i i n |
|
|
|
. |
|
* |
• |
* |
* |
rt-Ч * |
* |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
I ' m |
|
tm\ |
tm'2 |
* |
' |
|
tm n |
X n |
|
|
где |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ti = 2* t/j |
Xj ; |
|
|
|
||||
|
|
|
У - 1 |
|
|
|
|
|
|
|
" коэффициент загрузки |
|
оборудования (по |
группам и |
|||||||
в целом): |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
т ___ |
|
Ki |
у, |
, / = !', 2, |
. . |
т\ |
ЛГ= |
|
||||
Т, 4- т, |
’ |
|
|
|
|
|
|
* ( T i |
+ У/) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
неиспользуемое |
количество оборудования; ; ... |
|||||||||
|
|
N, |
- |
Т, |
- |
Т, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где квадратные скобки показывают, что при дробных зна-
чениях |
: |
• Т, - J i |
■ ■■ |
' |
' - ■■ - |
целое |
величины ---------------- |
берется |
максимальное |
||||
число, |
которое |
меньше, чем значение |
величины |
//~ |
‘ i |
|
--------------- |
|
(очевидно, что для групп оборудования, при которых у-,Ф0, N, = 0)г ' ' '■ ' •
расход сырья, основных и вспомогательных материалов по:.видам (при оптимальном плане):
7а
|
Qi |
? и Я» ■ ■ • Яш |
х г |
||||
|
Q . |
Яч\ |
Яп ‘ |
|
' Ягп |
|
|
|
Qe |
— |
Як • |
|
• Я1п |
■ |
|
|
Як |
• |
|||||
|
l |
Ян |
Яи |
’ |
• |
■ Яы |
хп |
|
Q |
|
|
|
|||
где Q< = |
S Q4x i ~~ объем |
производственного материала /-го |
|||||
вида, обеспечивающего выпуск |
продукции |
по оптимальному |
|||||
плану» |
a &Qi— Qt~Q i — неиспользованный объем (запас) |
||||||
материала /-го вида; |
|
|
|
|
|
||
расход основных и вспомогательных |
материалов в де |
||||||
нежном выражении (по видам материалов и в целом): |
|||||||
Q;=«/Q/ |
( / = 1 . 2 .................L) |
и |
|
где o-i представляет собой цену единицы материала /-го вида;
расход времени каждой профессиональной группы ра бочих:
р1 |
Pw |
Pvt ‘ |
’ |
■ Pm |
£ l |
Рп |
Р2i |
Pit ' |
' |
' Ргп |
.Xg |
Ps |
— Psi |
Pst ' |
‘ |
‘ Psn |
|
Ps |
Psi |
PS2 ■ • •Psn |
*n |
||
где УPst |sxn —матрица |
расхода |
времени профессиональных |
рабочих (по группам) для изготовления единицы продукции,
П_
a Ps= 2 PsjXj — необходимое время рабочих s-ой группы
7 1
для выпуска реализуемой продукции (по оптимальному плану);
число рабочих s-ой группы, необходимое для обеспе чения оптимального плана:
|
|
Gs — — , |
s = 1, 2, |
• . |
S, |
|
|||
где |
годовой |
фонд времени |
одного |
рабочего s-ой про |
|||||
фессиональной |
группы; |
|
|
|
|
||||
|
фонд заработной платы рабочих (по группам), обеспе |
||||||||
чивающий |
выпуск продукции по оптимальному плану: |
||||||||
|
^ |
= |
( |
l |
+ |
|
|
2............5 ’ |
|
где |
Y s(s= l, |
2, |
. |
. S )—часовая оплата |
рабочих s-ой груп |
||||
пы, |
a Ps(s=), |
2, . . |
5 )—процент |
надбаикн ни зарплату |
|||||
(премии, награждения |
и другие виды поощрения); |
||||||||
|
общий фонд зарплаты рабочих |
предприятия; |
FP»e = I F a,
,У-=1
общий фонд зарплаты служащих предприятия:
где F (р=1, 2, . . ., М')—среднегодовая зарплата одного служащего ц-ой категории, a g,>. (|i=l, 2, . . ., М ')—число служащих «t-ой категории;
годовой фонд зарплаты предприятия:
F = F ri6 -|- /"’ел;
средняя зарплата (годовая) на одного работника:
ср~
1GsS +-г.4* А
затраты на изготовление единицы продукции (по видам): а) затраты сырья, основных и вспомогательных мате
72
риалов определяются путем умножения транспонированной матрицы норм материальных затрат на вектор-столбец цен, т. е.
|
Яи |
Яъ\ ‘ ' 'Яsi |
“i |
|
ci |
Яп |
Я%2 ' ' ‘ |
а2 |
|
= |
Ям |
Яу • • •qsj |
• |
|
CJ |
|
|||
Сп |
Я\п |
Я'1" ■ • •Я-sn |
«5 |
|
5 |
представляет собой затраты |
сырья, основ- |
||
где <?! — '£ Qsj*s |
||||
ных и вспомогательных материалов для |
изготовления еди |
|||
ницы продукции /'-ого вида; |
|
|
||
б) размер заработной платы (всех |
групп |
рабочих): |
s |
Рм Is —объем зарплаты, выплачиваемой р аб о ч и м |
где с". = 2 ' |
|
1 л- 1 |
|
за изготовление единицы продукции /'-го вида; |
|
в) |
амортизационные расходы вычисляются путем |
ножения транспонированной технологической матрицы тру доемкости I) tij |тхп на вектор-столбец амортизационных расходов одного часа оборудования (по группам), т. е.
73
где , |
Ц< № |
- f yi )h |
(Ы |
- процент амортизационных от- |
|||
|
1 0 0 |
Ti |
|
"I т |
* |
|
|
числений оборудования |
I-ой |
— сумма |
|||||
группы, a с"'= 2 |
|
амортизационных расходов, идущих на изготовление едини цы продукции у-го вида;
г) накладные расходы на изготовление единицы п дукции:
т__
т_
- I V - |
' |
' / |
(-1 |
/ - 1; 2, |
|
•( |
|
|
т _ |
> |
|
|
|
||
|
v Ti |
|
|
|
|
|
|
где Н—сумма накладных расходов, |
T—^ T t — использован |
||||||
ный фонд времени |
(в станко-часах) |
всего оборудования |
для |
||||
выпуска продукции по оптимальному |
плану, |
т |
__ |
|
|||
а 2 |
UjXj —тру |
||||||
доемкость выпуска продукции у-го |
вида в объеме х / |
(как |
|||||
видно, накладные |
расходы |
на изготовление |
единицы |
про |
дукции данного вида вычисляются, исходя из трудоемкости);
д) |
себестоимость выпускаемой |
продукции:. |
||||
Cj = |
с) + су ■+ с‘" + |
c'v + |
с) + cj\ |
У = 1, |
2, |
|
где c j —затраты топлива |
и электроэнергии, |
сУ1—отчисления |
||||
на социальное страхование, |
услуги |
со |
стороны и прочие |
денежные расходы на изготовление единицы продукции у-го вида;
74
прибыль реализуемой продукции (по видам):
|
П/ = (Aj — с, |
) xj , |
где Aj t j — 1, 2, |
. . и)—оптовая |
цена единицы продукции |
у-го вида; |
|
|
прибыль предприятия: |
|
|
|
П- v f f |
|
|
; 1 |
|
Далее эту |
прибыль распределяют по следующим ос |
новным статьям; а) взносы в государственный бюджет в виде платежей
за основные производственные фонды и нормированные оборотные средства:
V (Mi + у, )Ц, -{- Q"
(-I
В ,
100
где Q" нормированные оборотные средства, являющиеся частью Q', а !>г процент взносов;
б) взносы в государственный банк за кредиты:
где R размер кредита госбанка, а д. процент погашения кредита;
в) выделение взносов в государственный бюджет в ви де фиксированных (рентных) платежей (в размере fi,).
Вышеперечисленные взносы отчисляются из прибыли предприятия в первую очередь. После этого выделяется ос таток прибыли предприятия:
П ^ П - Д Я х + ^ + Я,).
который распределяется на:
г) фонд развития и совершенствования производства:
042 |
1 |
(М, 4- |
у,)Ц/ |
i |
100 |
■I. |
|
|
|
|
75
где |
процент создания |
этого фонда; |
|
||
д) фонд социально-культурных |
мероприятий и жилищ |
||||
ного строительства: |
|
|
|
||
|
|
|
/-ft |
|
|
|
|
|
100 |
|
|
где Й5 |
процент создания |
этого, фонда; |
|
||
е) |
фонд материального поощрения |
коллектива; |
|||
|
|
|
Fb |
|
|
|
|
|
100 |
|
|
где ft,- процент создания этого фонда. |
|
||||
После |
распределения |
прибыли |
предприятия по пере |
||
численным |
шести статьям |
вычисляется |
остаток прибыли: |
||
|
T w v (В , + в ь + Д,) = П |
i |
Bkr |
||
|
|
|
|
k*-l |
|
Если П2=/=0, то предприятие может этот остаток исполь зовать для погашения кредита финансирования централизо ванных капитальных вложений, прироста собственных оборот ных средств и других целей, после чего остаточные средства из прибыли отчисляются в бюджет в сумме свободного остат ка.
§ 3 . НЕКОТОРЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ
Предлагаемая модель была применена для составления техпромфинпланов двенадцати предприятий различных от раслей промышленности республики. Задачи решались с по мощью ЭВМ «Раздан-2» по алгоритму, приведенному в дан ной гдаве (см. §4).
Для того, чтобы не загромождать текст, здесь приводятся только некоторые результаты решения задачи для конкрет ного предприятия iV-ой отрасли промышленности республики (по данным 1971 года).
В табл. 3.1 приведена технологическая матрица трудоем кости (т —23, п = 31) выпускаемой продукции. Так, например, число 10,6, стоящее на пересечении третьей строки и второго столбца, показывает, что для изготовления единицы продук
76
ции второго вида требуется 10,6 станко-часов работы обору дования третьей группы. Сумма элементов каждого столбца
представляет собой |
общую |
трудоемкость изготовления еди- |
|
ницы продукции |
данного |
23 |
|
вида (например, V |
*«= 153,7 |
||
|
|
i |
1 |
означает, что дЛя изготовления единицы продукции третье го вида используется 153,7 станко-часов по всем группам оборудовайия).
Т а б л и ц а 3 .J*
Трудоемкость выпускаемой продукции (в станко-часах)
Виды обору |
Количество |
|
Виды продукции |
Полезный |
|||
|
|
|
|
||||
довании и |
оборудова |
|
|
|
. . . 31 |
фонд вре |
|
работ |
1 |
2 |
3 |
мени обору |
|||
ния |
|||||||
|
|
|
|
|
дования |
||
|
|
|
|
|
|
||
1 |
20 |
3,1 |
4 ,6 |
2 ,3 |
0,42 |
158423 |
|
2 |
15 |
6 .2 |
3 ,4 |
1,5 |
0,54 |
122450 |
|
3 |
72 |
7 ,3 |
10,6 |
2 ,7 |
1,1 |
570240 |
|
22 |
7 |
5,81 |
3 ,7 |
1,6 |
0,32 |
57120 |
|
2а |
66 |
37,4 |
23,5 |
16,7 |
4,56 |
538560 |
|
Итого... |
|
254*31 |
2207,13 |
153,7 |
. . . 104,83 |
2327232 |
|
|
Нормативы расхода |
материалов |
Т абли ц а 3 .2 |
||||
|
|
Виды основ ных и вспо мога тель ных матери алов
1
2
3
Единицамерения из
кг
кг
м
|
|
Виды продукции |
|
|
Объем за |
||
|
|
|
|
пасов ис |
|||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
пользуе |
|
1 |
2 |
3 |
• ' |
' |
31 |
мых мате |
|
риалов |
|||||||
|
|
|
|
|
|
||
10,5 |
17,2 |
13,2 |
|
|
21,3 |
1350 |
|
22,6 |
2 7 ,5 |
20,1 |
. . |
. |
— |
2700 |
|
т |
0 ,4 3 |
1,71 |
• • |
« |
— |
350 |
|
|
|
|
|
|
. . .
119 |
м |
2 ,1 |
1,8 |
2 .3 |
120 |
ш т |
1 |
3 |
1 |
121 |
ш т |
10 |
8 |
5 |
|
|
1,4 |
460 |
. |
. |
2 |
650 |
• |
• |
9 |
1250 |
* Таблица 3.1 (как и табл. 3.2) приведена в сокращенном виде. Строки от четвертой до двадцать первой и столбцы от четвертого до тридцатого оцущены.
7 7
В табл. 3 2 приведены расходы сырья, основных и вспомо гательных материалов, а также покупных полуфабрикатов и малоценных изделий (/=121) для изготовления единицы про дукции (я=31). Так например, число 2,3, стоящее на пересе чении 119-ой строки и третьего столбца, показывает, что для изотовления единицы продукции третьего вида требуется из
расходовать 2,3 ед. материала 119-го вида. В последнем столбце приведены запасы материалов (по видам).
В результате решения задачи получаем, что объем реали зуемой продукции по оптимальному плану составляет 40,2 мил лиона рублей вместо 36,8 миллиона рублей, т. е. увеличивает ся на 9,2%. Прибыль предприятия по оптимальному плану увеличивается на 11,3%, а фондоотдача по реализуемой про дукции—на 8,7%. Коэффициент использования основных фондов от 62,3% повысился до 81,2%, а для активной части (технологического оборудования) фондов—от 68,7 до 91,8%.
Примерно такая же картина наблюдается на остальных предприятиях исследуемой отрасли.
Вышеприведенные задачи с некоторыми упрощениями ре шались методом целочисленного линейного программирова ния на ЭВМ «Раздан-2». Метод решения и вычислительная схема приведены в следующем параграфе.
§4. АЛГОРИТМ РЕШЕНИЯ ОБЩЕЙ ЦЕЛОЧИСЛЕННОЙ ЗАДАЧИ ЛИНЕЙНОГО ПРОГРАММИРОВАНИЯ
Многие задачи оптимального планирования дискретного производства по существу являются целочисленными задача ми линейного программирования. Часто для решения нелиней ных (особенно многоэкстремальных) задач возникает необхо димость решать серию целочисленных задач линейного про граммирования.
Р. Гомори дал алгоритм решения целочисленной задачи линейного программирования [19, 20] при следующих пред положениях:
1) известно базисное допустимое решение двойственной задачи, причем все элементы преобразованной внебазисной матрицы целочисленны;
78
2) двойственные задачи, используемые в процессе реше ния, невырождены.
Легко показать, что, пользуясь способом преодоления возможных зацикливаний при решении вырожденных (в двойственном смысле) задач, можно избавиться от предпо ложения 2). Но предположение 1) довольно сильно сужает
круг задач, решаемых |
алгоритмом Гомори, |
так как часто в |
|
'практических задачах |
заранее |
неизвестно |
допустимое ба |
зисное решение двойственной |
задачи, а |
получение цело |
численной преобразованной внебазисной матрицы, соответ ствующей исходному допустимому решению двойственной задачи, является довольно трудным.
Алгоритм решения общей целочисленной задачи, предло женный Мещеряковым [ 7 ], содержит довольно большой объ ем вычислений и, кроме того, требует дополнительной проце дуры нахождения всех допустимых базисных решений задач линейного программирования.
В этом параграфе приводятся алгоритм и вычислительная схема решения общей целочисленной задачи линейного про граммирования. Приведенная схема дает возможность непо средственно составить рабочую программу для любой универ сальной ЭВМ. Алгоритм имеет достаточно простую структуру, основан на принципах общеизвестного метода последователь
ного улучшения плана [65] и идеях |
метода |
Гомори [19]. |
^остановка задачи. Алгоритм. |
Найти |
максимальное |
значение линейной функции |
|
|
/ т = / (*;, 4 |
Пг |
(4.1) |
|
||
7-1 с)х ) |
|
при условиях
II
i = l , 2, |
т; |
(4.2) |
л^>0, |
/=1. |
2, . . ., п'\ |
|
(4.3) |
х г - |
целые |
числа, |
|
(4.4) |
|
|
|
|
|
где с'., а и и bi (г—1, 2, |
. . ., |
т\ у= 1, 2, |
. . ., |
/г')—задан |
ные целые числа, bi — не отрицательные |
(легко |
убедиться, |
79