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

книги из ГПНТБ / Говар В.М. Математическое программирование учеб. пособие

.pdf
Скачиваний:
9
Добавлен:
23.10.2023
Размер:
7.19 Mб
Скачать

- 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 !3 = 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

 

 

 

 

 

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

>

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

= •'•

т+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,

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

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ