![](/user_photo/_userpic.png)
книги из ГПНТБ / Говар В.М. Математическое программирование учеб. пособие
.pdf- I2U -
юлькс лишь шестой спорный план бья бы оптимальным.
сЫРОйдаг.',»; г. ЕГО УСТРАНЕНИЕ ПРИ РЕШЕНИЙ
•ЗАААЧ МЕТОДОМ АППРОКСИМАЦИИ
При решении задач методом аппроксимации может быть такой случай, когда ограничения исчерпываются одновременно и по строке, и по столбцу, то есть одновременно вычеркивается и строка, и cioj бец. При этом наступает вырождение. Для устранения вырождения в одну из свободных клеток с наилучшим значением коэффициента с-!_
ояноиреиекно вычеркиваемых рядов записывается нуль-поставка. При чем, нуль-поставку целесообразное записывать по окончании.решениі молодом аппроксимации с таким расчетом, чтобы нуль-поставка не образовала замкнутого прямоугольного контура.
ВЫПУКЛОСТЬ МНОЖЕСТВА ПЛАН? в ПРИ РЕ!:ОЗН:::: ЗАДАЧ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНА МЕТОДОМ
При решении распределительных задач можно встретиться с воз можностью получения множества оптимальных планов, равноценных по
.значению функции цели. Наличие в оптимальном плане хотя бы одной оценки свободной клетки, равной нулю, позволяет получлть еще одиі прямоугольный контур для перераспределения поставок с положитель ной вершиной в этой свободной клетке.
вернемся к рассмотрению оптимального плана, полученного в таблице (8 . 1ь) . Свободная клетка AJBJ имеет нулевую оценку. Построим для этой клетки замкнутый прямоугольный контур в таблиц* (8.17)
•er |
у. 1 |
г - |
! |
> < |
|
1 |
|
Hj = 0 |
! |
Aj |
, „h = 0 îj |
h , |
i |
Aj |
й7= 2 |
ьb ,
"б = 2 |
АЬ |
Потребность в грузах
|
- |
121 |
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица |
8.17 |
|
|
|
||
T I = 9 !у 2 = 12 !,У3 = 12 |
! т 4 |
= I I |
Наличие{ |
||||||||
БІ |
I |
|
|
|
|
|
|
|
грузов |
|
j |
в 2 |
І |
ь 3 |
! в 4 |
|
|
|
|
||||
|
! |
98 |
|
|
Ііз |
і |
|
Ііь |
98 |
|
; |
|
|
|
|
] |
|
|
|
i |
|||
|
15} |
|
18 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I I 2 J |
|
III |
|
|
i |
|||
i |
ІЩ |
|
; |
Y * |
|
j |
|
|
74 |
j |
|
|
Ц |
|
|
|
|
|
|
S |
|||
|
|
Л і ь Г |
|
|
|
|
44 |
||||
|
|
lis.] |
|
iivj |
|
; |
|||||
|
|
|
LL5 |
. |
i n j |
|
lia] |
; |
|
||
|
( |
|
|
i |
|
|
|
|
|
|
|
|
Ч |
с1 |
in |
|
І20 |
j |
i |
ІІЗ] |
|
j |
|
90 |
j 120 |
|
138 |
— | 1- @ - ѳ ! ~ \ 4 2 0 j j |
|||||||
|
|
I |
72 |
|
420 4 4 J |
|
|||||
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
i |
|
|
|
|
|
|
i |
|
|
|
|
i |
|
|
|
|
|
|
|
|
! |
Произведем перераспределение поставок по контуру.
Б іаблицѳ (8.18) записано другое базисное решение. Оно является также оптимальным, так как оценки всех свободных клеток неположи тельны. Стоимость перевозок по-прежнему 5212 денежных единиц.
/6-J//0
J
ji Hj = 0
j И2 - 0
l
ЙЗ - 2
t
и* = *
j H 5 - I
1
Потребноі: ть в грузах
|
|
|
|
- |
122 |
|
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица |
8.18 |
|
|
||
|
|
! y |
i |
|
9 ' Y - |
12 |
j Y |
3 |
=• |
|
! |
Y 4 = |
" І |
Наличие |
||||
|
|
= |
|
! |
2 |
|
1 2 |
грузов |
||||||||||
|
|
J |
b |
I |
|
ji |
|
b2 |
i |
|
|
|
ß 3 |
i |
*4 |
! |
|
|
|
|
1 |
|
|
Щ |
|
Il2j |
|
|
|
ІІЗ! |
|
|
|
|
|||
* I |
|
|
|
i |
98 |
|
|
|
|
|
|
1 |
1 |
|
98 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i |
|
|
|||||||
A2 |
! |
|
|
Id |
1 |
|
ІІ8І |
|
|
|
id |
|
И |
|
74 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
i |
|
llYJ |
|
|
|
Ы 1 |
Ill} |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
||||||
A 3 |
1 |
30 |
M |
|
|
! |
1 |
4 |
|
Щ |
|
i |
|
44 |
||||
A4 |
! |
|
|
1 |
|
llbj |
|
|
|
II7| |
|
bO |
||||||
|
b C |
|
|
|
|
|
|
|
ml |
|
i |
|
||||||
A |
b |
j |
|
|
|20!1 |
|
lib] |
|
|
|
|
ІІ2І1 |
102 |
|||||
|
|
|
|
i |
|
|
1 ьо |
, |
1 |
Ь2 |
1 |
|||||||
|
|
j |
|
|
JIVÎ; |
22 |
|
|
|
|
|
\щ |
20 |
Щ | |
|
42 |
||
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I |
\ |
420 |
|
|
|
! |
|
90 |
|
|I20 |
|
Ï138 |
|
|
1 |
72 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
1 |
1420 |
|
|||||||||
|
|
I |
|
|
|
l |
i |
|
|
i |
|
|
|
|
! |
|
|
|
|
|
i |
|
|
|
|
|
l |
|
|
|
|
|
|
|
|
На основании второй основной теоремы линейного программирова ния можно утверждать, что данная задача имеет множество оптимальных
планов, которые могут сіыть представлены |
в виде выпуклой |
линейной |
||||||||
аембинации атих планов. Если обозначить |
первое |
оптимальное |
решение |
|||||||
и/ѵ)ря, айяя.ги}.-Y»j, ъ иіѵриь --чѵриз л^, |
то выпуклая линейная |
комбина |
||||||||
ция множества ішанов монет быть представлена в виде: |
|
|
||||||||
где |
. 1 , ^ 0 |
и |
, и ; г ^ U, |
a |
|
= |
I . |
|
|
|
|
Например, |
при |
= ,JL^ |
= О,Ь, |
получим |
третье оптимальное |
||||
базисное решение, которое может быть |
записано |
в матрице |
транспорт |
|||||||
ной |
задачи |
в елсл.укл^г. |
^вде |
(таблица |
|
8.1?) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
123 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица |
8.19 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
J наличие |
|
|
|
|
|
|
h |
|
1 |
b2 |
|
-3 |
i |
Щ |
|
|
(грузов |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
«i |
|
! |
|
|X8 1 |
Гі2_ |
|
113 |
|
llbj |
|
|||||
|
|
|
|
ii |
98 |
|
|
|
|
|
|
i |
98 |
|||
|
|
|
|
j |
|
lis |
; |
|I8 |
|
|I2 |
|
, |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i |
|
|
74 |
|
|
I i i ! |
74 |
||
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
i |
|||
|
|
|
|
|
m |
i |
IIT-, |
|
lifL. |
|
.-• -i |
|||||
|
А |
|
|
|
|
|
Щ |
|
||||||||
|
|
з |
|
!i |
37 |
|
{ |
|
|
7 |
|
|
|
|
i |
44 |
|
|
|
|
i |
|
113 1 |
IIb |
|
l i s |
|
Jizj |
ЬО |
||||
|
A, |
|
! |
|
|
|
7 |
|
|
|
|
|
|
i |
||
|
|
|
|
1 |
|
120_! |
Hb |
|
|I3 |
|
.... |
|
1 |
|
||
|
|
|
|
! |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
S |
|
i |
|
|
i |
|
|
57 |
|
45 |
и |
i |
102 |
||
|
|
|
|
I |
|
|
|
|||||||||
|
% |
|
! |
|
|I7 |
i |
II* |
|
І2С |
27 |
|
42 |
||||
Потребность j |
|
|
i |
15 |
• |
138 |
|
|
||||||||
в |
грузах |
1 |
90 |
|
j— 120 |
|
|
72 |
|
|
|
4 2 0 \ - Z ^ |
||||
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ьозмокность получении множества равноценных оптимальных |
||||||||||||||
планов |
мокет быть |
использована |
при вариантном |
планировании. |
||||||||||||
|
|
|
|
ОТКРЫТАЯ МОДЗІІЬ TPAHCnOFIHOift |
ЗАДАЧИ |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
При изучении |
закрытой модели |
транспортное задачи (8.1)-(8.5) |
||||||||||||
в |
условии |
(8.3) |
предполагалось, |
что суммарный |
объем |
производства |
||||||||||
равен суммарному обьему |
потребления. |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
Б практических задачах условие баланса производства и потреб |
||||||||||||||
ления не всегда соблюдается, то есть могут встретиться |
следующие |
|||||||||||||||
два случая : |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
I . |
Обьем производства больше |
обьема потребления, |
|
го есть |
|||||||||||
|
|
|
|
|
m |
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
(8.10) |
У а. |
> |
У" в. ; |
-124 -
2.Объем произволства меньше объема потребления, то есть
№л
В.случае |
нарушения баланса производства и потребления получа |
||
ется открытая |
модель транспортной |
задачи |
|
|
л |
|
|
(8.12) |
L _ |
*-'L L = a l |
(i=t,2r...mU |
(8.13) |
|
|
|
(8.1b) |
X , |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
При выполнении ограничений (8.12) - (8.1Ь) |
нужно минимизи |
||||||||||||
ровать |
(8. Ь) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
При зтих условиях задача также имеет решение. Для этого от |
|||||||||||||
крытую модель превращают |
в закрытую. Для случаи |
(8.10) |
вводится |
||||||||||
фиктивный потребитель, |
спрос которого принимается равньы разности |
||||||||||||
между объемом производства и фактическими потребностями: |
|||||||||||||
(8.1Ь) |
|
g |
- |
С |
|
- |
С |
L |
|
|
|
|
|
Затраты на поставку продукции фиктивному потребителю от всех |
|||||||||||||
поставщиков |
принимаются |
равными между собой, |
то есть |
|
|||||||||
|
°гп |
+ i = с 2 , о + і = |
°з,п |
+і |
= ••• = °і |
> |
п |
+ г |
••• |
= |
|||
Абсолютная |
величина |
с |
. т |
не имеет |
значения. Для простоты |
||||||||
обычно |
значения |
с- |
„ + т |
|
принимают равными нулю. |
|
|
||||||
Задача. Пусть |
имеются три поставщика І р |
Д2 и |
% однородных |
||||||||||
видов |
продукция |
общим объемом |
І4Г0 единиц и три потребителя й р В 2 |
кс еукмарны» спросом І2ЬС единиц. Требуется составить план
перевозок с наименьше»; стоимостью,, если данные о задаче приведены
в таблице
|
|
|
|
|
125- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица |
8.20 |
|
||||
|
|
|
|
- |
|
|
|
|
t |
|
|
|
|
jОбъем произвол- |
||
- |
L |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
I |
|
|
|
|
600 |
|
|||
|
|
|
|
10 |
|
|
|
9 |
i |
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12 |
|
|
|
13 |
1 |
|
|
|
|
300 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
h |
|
5 |
|
|
|
7 |
i |
I I |
|
|
|
|
500 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1250 |
||
|
Потребности |
450 |
|
360 |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
i |
|
|
|
|
1250 |
|
||||||||
a продукции |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
В начале расчета, |
чтобы уравнять |
потребность |
с произволством, |
|||||||||||
вводим фиктивного |
потребителя |
В ф И К І > |
с объемом |
спроса 150 единиц. |
||||||||||||
Тарифы перевозок единицы продукции |
с-^, |
и с ^ |
принимаем |
|||||||||||||
равную нулю. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
Первоначальный опорный план находим по методу |
аппроксимации, |
|||||||||||||
а затем по алгоритму МРМ доводим решение задачи до оптимума. |
||||||||||||||||
Решение проведено |
в таблице |
(8.21). |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица |
8.21 |
|
|||
V i |
t , |
- |
|
7 |
У |
2 |
= 9 |
ѵ 3 = 6 |
У |
4 |
= 2 |
Наличие |
Столбец |
|||
|
|
|
|
продук |
разности |
|||||||||||
|
- |
|
Б і |
|
|
|
в 2 |
|
в 3 |
й |
|
фикт. |
ции |
|
||
|
Uj = 0 |
|
|
^ |
З І О ^ |
|
290^- |
X |
|
^ |
600 |
6;3*3 |
||||
|
И 2 |
= 2 |
|
X |
|
|
|
* |
|
18_j |
|
|
|
lfl_| |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
150 |
150 |
300 |
8;4*5* |
|||||
. |
- |
• , • |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
И3 |
= 2 |
А з |
450 |
Ц |
|
|
5 0 ^ |
|
|
|
|
|
Ш_І |
|
|
|
|
|
|
х |
X |
|
^ |
500 |
|
|||||||
|
Потребности в |
450 |
|
360 |
|
440 |
150 |
---J.4UU |
|
|||||||
j |
музах |
разнос |
|
|
І 4 С л > \ |
|
||||||||||
|
Строка |
5 / |
|
2;2 |
|
2;5х |
|
m |
j |
|
||||||
|
тей |
|
|
|
|
|
-126 -•
Так как оценки всех свободных клеток соответствуют призна
ку оптимальностиг-то решение окончено. Подсчитаем функцию цели: men L = 9*310 + 6*290 + 8*150 + 0*150 + 5*450 + 7* 50 = 8330.
При этом у поставщика А2 останется 150 единиц нереализо ванной продукции.
Для случая (8 . II) вводится дополнительная строка - фиктив ный поставщик, объем производства которого принимается равным разности между суммарной потребностью и фактическим объемом грузов :
(8.1?) a r n + I = |
- |
2 . a L |
При атом затраты на поставку продукции от фиктивного потре бителя ко всем получателям принимаются равными между собой, то
есть |
0 |
m |
+1,1 |
= |
с |
m +1,2 |
= c » n + I , j |
= •'• |
=ст+І,П° |
Абсолютная |
величина |
с ^ + j |
: не имеет |
значения |
и обычно при- |
||||
нимаѳтся |
равной |
|
нулю. |
|
|
|
-127 -
Уп р а ж н е н и я
Решить транспортные задачи, минимизируя стоимость перевозок, при следующих условиях:
С І І |
- и , |
С І 2 |
—lb, |
C I 5 |
С 2 І |
= iß, |
с 22 |
= 12, |
c 25 |
С З І |
= 3, |
с 32 |
21, |
c53 |
С 4 І |
= 16, |
с 42 |
= 14, |
c 43 |
а І |
= 330, |
а 2 |
= 32С, |
a 3 |
аІ |
23Г, |
в 2 |
= I9b, |
в 3 |
2b, |
C I4 |
= |
19, |
20, |
c 24 |
= |
V, |
= IV, |
c 34 |
= |
I * . |
= 13, |
°44 |
= |
40, |
= 24b, |
a 4 |
= |
10 b, |
= 4V b, |
"4 |
= |
100. |
С І І |
ю , |
С І 2 |
= 14, |
|
С 2 І |
= lb, |
с 22 |
= ь, |
|
С З І = V, |
с 32 = I I , |
|||
С 4 І |
12, |
с 42 |
в, |
|
а І |
'Mb, |
а 2 |
= 35b, |
|
"1 |
= зьо, |
°Z |
= 4Y0, |
|
|
|
|
||
С І І |
= |
27, |
С І 2 |
= г/, |
С |
= |
lb, |
с 22 |
= 31, |
С З І |
= |
21, |
с 32 |
I I , |
а і |
= 20b, |
а 2 |
= 31b, |
|
|
130, |
в 2 |
= 270, |
C I 3 c 23 c 33
C43
a 3
*3
C I3 c 23 c 33
a 3 a 3
Э,
=13,
=Ib,
=b,
=220,
=380.
23,
19,
=33,
420,
=240,
a 4 = 200,
C I4 |
== 13, |
|
c 24 |
= |
29, |
c 3 4 s |
2b, |
|
*4 |
= |
280. |
|
|
|
|
|
|
|
- |
128 |
- к |
|
|
|
|
|
'4. |
I I |
= |
4, |
C I |
2 |
= |
14, |
'13 |
|
10, |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
"21 |
= |
12, |
c 2 |
2 |
|
= 18, |
'23 |
|
6, |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
c 3 I |
= 16, |
c 5 |
2 |
|
« |
8, |
c 3 3 |
= |
20, ç . |
|
|
||
|
aj |
s |
330, |
a 2 |
|
|
* |
450, |
a 3 |
= 400, |
|
|
||
|
S j |
= 275, |
J»2 |
|
= 315, |
л 3 |
* 575. |
|
|
|||||
5. |
'IT |
|
34, |
"12 |
= |
14, |
C I 3 |
= 22, |
|
|
||||
|
'21 |
|
2b, |
'22 |
= |
38, |
'23 = |
10, |
|
|
||||
|
"31 |
= |
18, |
|
|
|
= |
30, |
c 3 |
3 |
= 42, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
=280, |
|
|
|
= |
590, |
a 3 |
|
= 330, |
|
|
||
|
|
=470, |
в2 |
|
= |
530, |
J>3 |
|
|
300, |
|
|
||
6. |
Hl |
= |
29, |
G I |
2 |
= 57, |
° I 3 - |
45, |
C w = |
|||||
|
"21 |
= |
49, |
c 2 |
2 |
|
= 33, |
c 25 = |
|
°24 = |
||||
|
°3I |
|
Ы, |
'32 |
= |
13, |
c 3 |
3 = |
37, |
o3 i f |
= |
|||
|
'41 |
|
9, |
'42 |
= |
17, |
° 4 |
$ = |
|
°44 = |
||||
|
|
|
830, |
a 2 |
|
|
«220, |
a3 |
|
= 330, |
|
=» |
||
|
|
|
1050, |
м2 |
|
|
«100, |
л 3 |
|
= 400, |
hk |
= |
|
- 1 2 9 |
- |
|
|
S 9 . ПАРАМЕТРИЧЗСКСК Л'ЛНЕЛОЕ ПРГГГЛ;,Й::РОДЛ!!'1Е |
гу |
|
і |
При изучении общей задачи |
линейного программирования мы |
|
предполагали, что все параметры, характеризующие систему огра
ничений и функцию цели, |
а именно |
(ХЦ^ , в^ |
к с-, |
в про |
|
цессе решения |
каждой конкретной задачи изменяться но могут, и |
||||
что при любом |
изменении |
исходны* данных всю задачу |
нужно |
решать |
заново.
Однако исследование поведения решения задачи линейного про граммирования при изкенен,.и различных числовых параметров, вхо дящих в нее, представляет особый теоретический и практический интерес. Изучением устойчивости ре пения'задач линейного програм мирования и занимается параметрическое линейное программирование.
Общая задача параметрического линейного программирования
может |
быть |
записана |
в виде |
( 9 . 1 ) - |
( 9 . 3 ) . |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
л |
|
|
|
|
|
|
|
|
Найти ( 9 . 1 ) L |
(X) s |
^ _ |
(с> |
+ |
c - t j , |
) . x t Г П І І * ( И Л И |
ma} |
||||||||
при следующих |
ограничениях:' |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
я |
|
|
|
|
_ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
( 9 . 2 ) |
}_ |
|
( а ^ |
+ |
К'гЧ'г ) x j - |
S J |
4 * * l U |
' г д е |
e I » 2 |
іг^ |
|||||
( 9 . 3 ) |
Г |
Xj_ |
» |
0 |
, |
где j . = 1 , 2 , . . . , r ) . |
|
|
|
|
|
||||
Исследуется |
завис и есть |
решения |
задачи |
от изменения |
пара |
||||||||||
метров |
fc| , |
t y , |
и |
f L |
• |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Коэффициенты функции цели ( 9 . 1 ) , |
элементы матрицы |
системы |
|||||||||||||
ограничений, а также |
свободные члены этой системы ( 9 . 2 ) , |
зависят |
|||||||||||||
ст многих параметров, |
поэтому и задача носит название задачи мно |
||||||||||||||
гопараметрического |
программирования. С другой стороны, |
эти коэф |
|||||||||||||
фициенты зависят от соответствующих параметров |
|
H t ; |
ли- |
||||||||||||
нейно, |
поэтому |
задача |
вида |
( 9 . 1 ) - |
( 9 . 3 ) носит |
название |
задачи |
||||||||
І7-ЗН0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|