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

книги из ГПНТБ / Постнов Ю.И. Линейное программирование в сельском хозяйстве

.pdf
Скачиваний:
8
Добавлен:
29.10.2023
Размер:
4.61 Mб
Скачать

Остановимся на одном важном вопросе, связанном с ре­ шением задачи. Если вводить неизвестные в план по наи­ большему положительному числу последней строки, то решение задачи осуществляется при помощи составления шести симплексных таблиц.

Нельзя ли сократить вычисления, вводя неизвестные в план по какому-нибудь другому признаку? Можно.

При рассмотрении таблицы технологических коэффици­ ентов или первой симплексной таблицы видим, -что за­ траты на производство кукурузы и трав значительно ни­ же затрат на производство зерна и картофеля.

Не следует ли вводить неизвестные в план по признаку меньших затрат? Как видно, во второй части таблицы 22 произведены соответствующие расчеты. Сначала в план

была введена

неизвестная , а затем — х4. Оптимальный

план удалось

получить в этом случае при помощи со­

ставления трех симплексных таблиц. В результате полу­ чился значительный выигрыш во времени.

В заключение следует заметить, что в большинстве прак­ тических задач бывает трудно установить, по какому признаку следует вводить неизвестные в план. Их вводят обычно по наибольшему положительному числу послед­ ней строки. После того как получен оптимальный план, его можно проверить при помощи непосредственного введения в него тех неизвестных, которые оказались в нем, что и сделано во второй части таблицы.

ВТОРАЯ ЗАДАЧА

Определить оптимальное сочетание отраслей земледелия и животноводства в совхозе.

Условия задачи. Площадь пашни — 2000 га. Среднегодо­ вое число работников — 1000 человек. Техническая воору­ женность— 20 тракторов (в 15-снльном исчислении).

5*

67

Основными отраслями хозяйства являются: овощевод­ ство, производство картофеля, свиноводство и молочное животноводство. В течение года наиболее напряженны­ ми периодами являются: в земледелии осенний — 45 дней, в животноводстве зимний — 6 месяцев. Надо иметь в виду, что зимой работники земледелия частично заня­ ты в животноводстве, а осенью часть животноводов ра­ ботает в отраслях земледелия. Такое перемещение осу­ ществляется в следующих пределах: максимальное чис­

ло работников, занятых в земледелии,

достигает 70%

и

в животноводстве — 50% общего числа работников

хо­

зяйства.

техники на

1

га

Нормы затрат труда и использования

посева в овощеводстве и на 1 ц продукции животновод­ ства приведены в таблице 23.

Затраты корма на единицу продукции животноводства приняты из расчета кормления всего стада данного вида скота (маток, производителей, молодняка).

П р о и з в о д с т в е н н ы е

X

р е с у р с ы

3

 

О

 

ю

 

О

К а р т о ф е л ь

С в и н и н а

Таблица 23

М о л о к о и м я ­

 

с о к р у п н о г о

К о р м о в ы е

р о г а т о г о с к о ­

к у л ь т у р ы

т а в п е р е в о д е

 

н а м о л о к о

 

Человеко-дни

25

іб

 

 

1

осенью

 

 

Человеко-дни

 

 

4

1

 

зимой

Тракторо-смены

 

0,8

 

 

0,05

осенью

1

Корма в ц корм,

 

 

8

 

 

ед.

-

1 , 2

68

Средняя урожайность с гектара картофеля и овощей установлена такая: овощей — 250 ц, картофеля— 100 ц. В совхозе используется 1000 ц покупных концентратов при коэффициенте перевода в кормовые единицы 1,2. Остальные корма производятся в самом хозяйстве, при­ чем 10% валового сбора картофеля и овощей идет на корм скоту. Средняя урожайность кормовых культур — 50 ц кормовых единиц с гектара.

Требуется найти такое сочетание названных отраслей в хозяйстве, чтобы при данных условиях получить мак­ симум валовой продукции в денежном выражении. Цены

на продукцию следующие:

1 ц овощей — 2 руб.

50 коп.,

1 ц картофеля — 3 руб., 1 ц молока — 12 руб., 1

ц свини­

ны (живой вес) — 60 руб.

 

 

Переходим к составлению

математической модели дан­

ной задачи.

 

 

Прежде всего определяем

имеющиеся ресурсы

механи­

зированного и конно-ручного труда по наиболее напря­ женным периодам года.

Так как максимальное число работников, занятых в земледелии, достигает 70% от общего числа работников хозяйства, то осенью можно рассчитывать на

700-45 = 31 500 чел.-дн.

Зимой максимальное число работников достигает 50% от их общего числа, т. е. 500 человек. Следовательно, можно рассчитывать зимой на

500180 = 90 000 чел.-дн.

Осенью есть возможность использовать для производств

20 - 45 = 900 тракторо-смен.

69

Найдем нормы затрат на 1 ц продукции (табл. 24).

Пр о и з в о д с т в е н н ы е

ре с у р с ы

 

 

 

 

Таблица 24

О в о щ и

К а р т о ф е л ь

С в и н и н а

. М о л о к о и м я ­ с о к р у п н о г о р о г а т о г о с к о т а в п е р е в о д е н а м о л о к о

К о р м о в ы е к у л ь т у р ы

 

 

1

 

 

Человеко-дни

осенью

0 , 1

0,16

 

 

0

, 0 2

Человеко-дни зи­

 

 

 

4

 

 

 

мой

 

1

 

Тракторо-смены

 

 

 

 

 

 

 

осенью

0,004

0,008

0

, 0 0 1

Корма, ц~корм. ед

 

8

1 , 2

 

Пашня, га

0,004

0 , 0

1

-

0

, 0 2

 

* і

* 2

 

* 3

* 4

 

* 5

 

 

 

 

Обозначим неизвестные объемы производства по отрас­ лям через хи х% * 3, х4, Х5 ц (см. табл. 24).

Вычислим, каким количеством кормов располагает хо­ зяйство. В совхозе используется 1000 ц покупных концен­ тратов, что дает 1 200 ц кормовых единиц. Десять процен­ тов валового сбора овощей и картофеля идет на корм скоту, т. е. 0,1*1 и 0,1*2- Так как коэффициенты перевода в кормовые единицы по овощам и картофелю равны соответственно 0,15 и 0,3, то это дает:

70

0, 1*1 • 0,15 +

0, 1*2 • 0,3 = 0 ,0 15л'і +

0,03*2

ц

ко р м о вы х

е д и ­

ниц.

К р о м е

того, п р о и зво д ство

ко р м о вы х

ку л ь т у р

д ае т

*5 ц к о р м о в ы х единиц .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С л е д о в а т е л ь н о , м о ж н о р а с с ч и ты в а т ь на

 

 

 

 

 

 

 

 

1 2 0 0 + 0,015*1+ 0,03*2+*5

Ц ко р м о вы х

единиц .

 

Н а основе

д ан н ы х

о з а т р а т а х

на

1 ц п род укц ии

и

о н а ­

личии п р о и зво д ствен н ы х

ресурсов

с о с та в л я е м

н е р а в е н ­

ства:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,1*1 + 0,16*2

4 * з + *4

 

 

+ 0,02*5

< 3 1 5 0 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

< 9 0

000

 

0,004*і + 0,008*2

 

 

 

 

 

+0,001*5 < 9 0 0

 

(1)

 

 

 

8*з + 1 , 2*4 <

1200 + 0,015*і + 0,03*2+*5

0,004*1 + 0,01*2

 

 

 

 

 

+ 0,02*5 < 2 0 0 0 .

 

 

П о я с н и м с о став л ен и е

ч етвертого

н е р а в е н с т в а ,

кото р о е

н а з ы в а е т с я

корм овы м .

Д л я п р о и зв о д с т в а

ц свинины

и *4 ц м о л о к а тр ебуется

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8* з + 1,2*4 Ц к о р м о в ы х единиц .

 

 

 

 

Это

к о л и ч еств о

не

д о л ж н о б ы ть

б о л ь ш е

того ,

которое

есть по у слови ю

з а д а ч и ,

т.

е.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1200+ 0,015*і + 0,03*2+*5*

 

 

 

 

 

 

П р и

вы п олн ен и и

о гран и ч ен и й

 

(1)

т р е б у е т с я

н ай ти

м а к ­

сим ум в а л о в о й пр о д у кц и и

в д ен е ж н о м

в ы р а ж е н и и .

 

П р и

н а х о ж д е н и и

всей

в а л о в о й п род укц ии

н ео б х о д и м о

у ч и т ы в а т ь те д оли

о во щ ей и

к а р т о ф е л я ,

к о т о р ы е

пош ли

на к орм скоту .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Этот

уч ет д е л а е т с я

ч ерез

п род укц и ю ж и в о т н о в о д с т в а .

В в а л о в у ю п р о д у кц и ю во й д у т

не

*і и х2 ц о в о щ ей и к а р ­

т о ф е л я , а 0,9 *і и 0,9 *2 ц, т а к

к а к по 10% от всего сб о р а

овощ ей и к а р т о ф е л я пош ли на к орм скоту.

В а л о в а я п р о д у к ц и я в д ен е ж н о м в ы р а ж е н и и р а в н а :

71

С = 2 , 5 * i

• 0 , 9 +

3 * 2 • 0 , 9 +

6 0 * з + 1 2 *4— 2 , 2 5 * і +

2 , 7 * 2 +

+ бОлГз+

I2 X4.

 

 

 

П р е ж д е

чем

переход ить

к реш ен ию за д а ч и ,

необходим о

п р е о б р а зо в а т ь четвертое

н ер ав ен ств о (1 ).

Д л я

этого в о с ­

по л ьзу ем ся

одним свойством н е р а в е н с т в а ,

а

именно: из

одной ч асти

н е р а в е н с т в а

м о ж н о переноси ть

члены в д р у ­

гую часть,

и зм ен ив п еред ними зн а к и на

п р о т и в о п о л о ж ­

ные.

 

 

 

 

 

 

П ерен еся

в ч етвертом н ер авен стве члены

с неизвестны м и

из правой ч асти в левую

и с о х р а н я я все остал ьн ы е н е р а ­

венства, получим :

 

 

 

 

0, 1*

,

+

0,1 6*2

+

0, 02*5

<

3

1

5

0

0

 

 

 

4 * 3

+ * 4

 

<

9

0

0

0

0

 

 

 

 

 

0, 001*5

0 , 0 0

4

* 1

+ 0 , 0 0 8 * 2

+

<

 

 

9

0

0

 

0

, 0

1

5 * і

 

0

, 0

3 * 2 + 8* з + 1, 2*4

- - « 5

<

0 ,

0

0

4

* 1

+

0 ,

0

1

*

2

+ 0, 02*5

<

1200

2000

П р и пом ощ и

д о п о л н и тел ьн ы х

н еи звестн ы х

п олученны е

н е р а в е н с т в а п р е о б р а зу е м в р а в е н с т в а :

 

0 ,1 * !+ 0,16лг2

 

+ 0,2*5+ * 6

 

= 3 1 5 0 0

 

 

4 * з + * 4

+ * 7

 

= 9 0 000

0 ,0 0 4 *,+ 0,008*2

 

+ * 8

= 9 0 0

0,015*і — 0,03*2 + 8 *3 + 1 ,2 *4 —*5

+ * э

= 1 2 0 0

0 ,0 0 4 *,+ 0,01*2

 

+ 0,02*5

+ *,о

= 2 0 0 0

К а к и раньш е,

д о п о л н и т е л ь н ы е

неи звестн ы е вводим в

ф ункц ию цели

с

к о эф ф и ц и е н т а м и ,

р а в н ы м и

нулю :

С = 2,25*і + 2,7*2 + 60*з 4" 12*4 + 0*5 + 0*6 +

+- 0*7 + 0*8+ 0*9 + 0*,о.

Р е ш ен и е

з а д а ч и с и м п л ек сн ы м

м етод ом п р и вед ен о в т а б ­

л и ц е 25.

П о о п т и м а л ь н о м у

п л а н у н а д о п рои зводи ть :

72

210 526 ц овощ ей , 51 877

ц м олока , 57 895 ц ко р м о вы х

культур .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

П олн остью

 

исп ользую тся :

тр а к то р о -с м е н ы

осенью ,

п аш н я .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

О с т аю т ся

неи сп о л ьзо ван н ы м и :

 

9290

чел^щн.

осенью ,

38 087

чел.-дн. зимой.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*

*

*

 

 

 

 

 

 

П ри

реш ен и и

первой з а д а ч и

говорилось

о п р о в е р к е

его

при

пом ощ и

неп осред ствен ного

введения

в іуіан

тех

не ­

известны х ,

к о то р ы е

о к а з а л и с ь

в

оп ти м ал ьн о м плане.

 

О чен ь

п о л е зн а при

р а с ч е т а х

п р о в е р к а

и

д р у го го род а:

если

в

сим плек сной

т а б л и ц е

эл ем ен ты

с т о л б ц а

« Ц ен ы »

у м н о ж и т ь на

соо тветству ю щ и е эл ем ен ты

с т о л б ц а

« П л а н »

и р е зу л ь т а т ы

сл о ж и ть , то

д о л ж е н

получ иться

эл е м е н т

последней строки с т о л б ц а « П л а н » .

 

 

 

 

 

Д л я

второй

сим плек сной

т а б л и ц ы

(таб л .

25) им еем :

 

031 500 = 0

089 400 = 0

+0900 = 0

( — 60) 150 = — 9000

02000=0

-9 0 0 0 .

А н ал о ги ч н о м о ж н о п рои звести п р о в е р к у и в т р етьей с и м ­ плексн ой та б л и ц е :

029 500 = 0

+039 400 = 0

0800 = 0

( - 6 0 ) 12 6 5 0 = - 7 5 9 000

0 100 000 = 0

- 7 5 9 000.

73

Ц ен ы с

( - )

0

0

0

0

0

0

0

0

-6 0

0

 

П л а н

 

* в

=

3 1

5 0 0

х ѵ

=

9 0

0 0 0

£ II

 

СО о

Хд =

1

2 0 0

 

2

0 0 0

 

0

 

 

х в =

3 1

5 0 0

* 7 =

8 9

4 0 0

00

II

 

СО оО

*1

 

-*3

0 , 1

0 , 1 6

0

0

0

4

0 , 0 0 4

0 . 0 0 8

0

— 0 , 0 1 5

— 0 , 0 3

8

0 , 0 0 4

0 , 0 1

0

2 , 2 5

2 , 7

6 0

0 , 1

0 , 1 6

0

0 , 0 0 7 5

0 , 0 1 5

0

0 , 0 0 4

0 , 0 0 8

0

* 3 =

1 5 0

- 0 . 0 0 1 8 7 5

— 0 , 0 0 3 7 5

1

* ю = 2 0 0 0

0 , 0 0 4

0 , 0 1

0

-

9 0 0 0

2 , 3 6 2 5

2 , 9 2 5

0

 

 

 

 

 

 

Таблица 25

Xi

*5

хл

X7

*8

*9

-*10

 

1

 

1

 

0

0

0

0,02

1

0

0

1

0

0

1

0

0

' 0

0

0,001

0

0

1

0

0

1,2

—1

0

0

0

1

0

0

0,02

0

0

0

0

1

12

0

0

0

0

0

0

0

0,02

1

0

0

0

0

0,4

0,5

0

1

0

- 0 ,5

0

0

0,001

0

0

1

0

0

0,15

-0 ,1 2 5

0

0

0

0,125

0

0

0,02

0

0

0

0

1

3

7,5

0

0

0

- 7 ,5

0

74

75

Ц ен ы

с

 

 

П л ан

( - )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

х а

 

2 9

5 0 0

0

 

х 7

=

3 9

4 0 0

0

 

х 8 =

 

 

8 0 0

- 6 0

 

х3 = 1 2 6 5 0

0

 

Х ъ =

1 0 0

0 0 0

 

 

-

7 5 9

0 0 0

0

 

х 6 =

2 9

5 0 0

0

 

х 7 =

5

6 6 7

0

 

00

II

 

 

СО О о

- 1 2

х 4 = 8 4 3 3 3 , 3

0

 

х 5 =

1 0 0

0 0 0

 

-

1

0 1 2

0 0 0

*1

*3

*4

*5

X,

 

0 , 0 9 6

0 , 1 5

0

0

0

 

- 0 , 0 9 2 5

- 0 , 2 3 5

0 , 4

0

0

 

0 , 0 0 3 8

0 , 0 0 7 5

0

0

0

 

0 , 0 2 3 1 2 5

0 , 0 5 8 7 5

0 , 1 5

0

1

 

0 , 2

0 , 5

0

1

0

 

0 , 8 6 2 5

- 0 , 8 2 5

3

0

0

 

0 , 0 9 6

0 , 1 5

0

0

0

 

- 0 , 1 5 4 1 6 6

- 0 , 3 9 1 6 6

0

0

— 2 , 6 7

 

0 , 0 0 3 8

0 , 0 0 7 5

0

0

0

 

0 , 1 5 4 1 6 6

0 , 3 9 1 6 6

1

0

6 , 6 7

 

0 , 2

0 , 5

0

1

0

 

0 , 4

- 2

0

0

- 2 0

 

Продолжение таблицы 25

j

*6

*7

*8

лг9

 

*10

 

 

 

II

 

 

 

 

 

1

 

1

0

0

0

 

- 1

 

0

1

0

- 0

, 5

- 2 5

 

0

0

1

0

 

— 0 , 0 5

 

0

0

0

0 , 1 2 5

6 , 2 5

 

0

0

0

0

 

5 0

 

0

0

0

- 7 . 5

— 3 7 5

 

1

0

0

 

0

- 1

 

0

1

0

— 0 , 8 3 4

- 4 1 , 6 7

 

0

0

1

 

0

- 0 , 0 5

 

0

0

0

0 , 8 3 4

4 1 , 6 7

 

0

0

0

 

0

5 0

 

0

0

0

- 1

0

— 5 0 0

76

77

Ц ен ы с

 

П л ан

X t

.ѵ2

( - )

 

 

1

 

 

 

 

0

* 0

=

9

2 9 0

 

0

х 7

=

3 8

0 8 7

 

— 2 , 2 5

Х і -

2 1 0 5 2 6 , 3

 

- 1 2

 

=

5 1

8 7 8

 

0

* 5

=

5 7

8 9 5

 

— 1 0 9 6 2 1 0 0 — —

С л е д у е т зам ети ть ,

что

т а к а я п р о в е р к а

со в ер ш ен н о

н е о б ­

х о д и м а в

последней сим плексной

т а б л и ц е ,

т а к

к а к

в п р о ­

цессе

вы чи слен ий

п р и х о д и тся д е л а т ь

р а зл и ч н ы е

о к р у г ­

л е н и я

чисел,

к о т о р ы е

м огут

п р и в о д и ть к

зн а ч и т е л ь н ы м

о тк л о н ен и я м

от истинного р е з у л ь т а т а .

 

 

 

 

В н аш ей

з а д а ч е

д л я

последней

с и м п л ек сн о й

т а б л и ц ы

им еем р е зу л ь т ат :

 

 

 

 

 

 

 

 

I

( - 2 , 2 5 )

210 526,3 = 473 684,175

 

 

 

 

^

( - 1 2 ) 51 878

 

= 6 2 2

526

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 096 210,175,

 

 

 

 

которы й ,

к а к

видно, н е зн ач и тел ьн о о тли ч ается

от

числа

1 096 210.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Продолжение таблицы 25

* 4

* 5

x «

X t

* 8

-*"io

 

 

 

!

 

 

0

0

0

0

1

ДАЛЬНЕЙШЕЕ РАЗВИТИЕ СИМПЛЕКСНОГО МЕТОДА

М а т е м а т и ч е с к и е

ф о р м у л и р о в к и всех р а с с м о тр е н н ы х з а ­

д ач

с в о д и л и с ь к

н а х о ж д е н и ю

м а к с и м у м а ф у н к ц и и цели

при

вы п о л н ен и и

о п р е д е л ен н ы х

огранич ений , в ы р а ж е н ­

ны х

р а в е н с т в а м и ,

в к а ж д о м и з

к о торы х с о д е р ж а л а с ь н е ­

к о т о р а я н е и зв е с т н а я ве л и ч и н а с к о эф ф и ц и е н то м , р а в н ы м 1, не в х о д я щ а я во все о с т а л ь н ы е р а в е н с т в а . В ф ун кц и и

78

79

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ