- •Глава 3. Решение задач оптимизации.
- •3.1. Общие сведения о задачах оптимизации.
- •3.1.1. Что такое оптимальное решение.
- •3.1.2. Классификация задач оптимизации.
- •3.2. Математическая формализация задачи.
- •Определение 3.1.. Уравнение, описывающее критерий оптимизации принимаемого решения с математической точки зрения, называютцелевой функцией.
- •3.3. Решение задачи в среде msexcel(на примере задачи планирования производства).
- •3.3.2. Решение задачи.
- •3.4. Анализ полученного решения.
- •3.4.1. Назначение имен ячейкам.
- •3.4.2. Анализ оптимального решения.
- •Отчет по результатам.
- •Отчет по устойчивости.
- •Отчет по пределам.
- •3.4.3. Параметрический анализ.
- •Создание сценария.
- •Диспетчер сценариев.
- •Изменение сценария.
- •Результаты работы.
- •3.5. Примеры решения задач оптимизации.
- •3.5.1. Транспортная задача
- •Задание 3.4. Самостоятельно повторите решение транспортной задачи на рабочем листе msExcelи решите следующие задачи.
- •3.5.2. Задача о назначениях
- •Задание 3.5. Самостоятельно повторите решение задачи о назначениях на рабочем листе msExcelи решите следующие задачи.
- •3.5.3. Планирование производства
- •Задание 3.6. Самостоятельно повторите решение задачи о планировании производства и решите следующие задачи.
- •3.5.4. Планирование штатного расписания
- •Задание. Самостоятельно повторите решение задачи о планировании штатного расписания и решите следующие задачи.
- •Задачи к главе 3.
- •Варианты развития предприятий I—Ill u потребность в сортовом прокате по годам планового периода
- •Варианты реконструкции предприятий I — III и ограничения задачи
Задание 3.4. Самостоятельно повторите решение транспортной задачи на рабочем листе msExcelи решите следующие задачи.
Задача 1.Компания имеет 3 оптовых базы и 7 точек розничной торговли. Склады могут поставлять 100000, 120000 и 135000 единиц товара ежемесячно. Месячный объем реализации составляет 45000, 62000, 39000, 82000, 43000, 35000 и 49000 единиц. Стоимость перевозки единицы товара до 1 августа указана в таблице. С 1 августа маршруты (база 1 – точка 3) и (база 1 – точка 5) были изменены из-за дорожных работ. Стоимость провоза увеличилась на 5% и 7% соответственно. Определите оптимальный план транспортировки товара с баз в торговые точки до и после указанной даты, а также увеличение общих затрат.
|
Точка 1 |
Точка 2 |
Точка 3 |
Точка 4 |
Точка 5 |
Точка 6 |
Точка 7 |
База 1 |
1,3 |
1,55 |
1,1 |
1,3 |
0,95 |
1,05 |
1,1 |
База 2 |
1,4 |
1,6 |
1,2 |
1,2 |
1,35 |
1,1 |
1,4 |
База 3 |
1,2 |
1,7 |
1,3 |
1,2 |
1,4 |
1,2 |
1,3 |
Задача 2. На участок строящейся дороги необходимо вывезти 20000 м3каменных материалов. В районе строительства имеются три карьера с запасами 8000 м3, 9000 м3, 10000 м3. для погрузки материалов используются экскаваторы, имеющие производительность 250 м3в смену в карьерах 1 и 2 и 500 м3в смену в карьере 3. Эти карьеры обеспечивают каменными материалами также ряд других строящихся объектов. На погрузку материалов для рассматриваемого участка выделен для экскаваторов лимит 60 машино-смен с правом использования его по усмотрению строителей. Транспортные затраты на перевозку материалов характеризуются следующими показателями: для перевозки 10000 м3материалов из карьера 1 требуется 1000 автомобиле-смен, из карьера 2 – 1350, из карьера 3 – 1700. Найти оптимальный план перевозок, обеспечивающий минимальные транспортные затраты.
3.5.2. Задача о назначениях
В распоряжении бригадира имеются Nрабочих, каждого из которых нужно назначить на выполнение одной изNработ. Рабочие имеют разную квалификацию, поэтому стоимостиcijвыполненияi-м рабочимj-й работы различны. Бригадир должен распределить рабочих так, чтобы общая стоимость работZбыла минимальной. При этом каждый рабочий должен быть загружен только на одной работе и все работы - выполнены. Заметим, что в данной задаче число рабочих и работ совпадает, т.е. задача является сбалансированной. В случае несбалансированной задачи ее необходимо предварительно сбалансировать путем введения фиктивных рабочих или видов работ с достаточно высокими штрафными стоимостями работ.
Построим математическую модель данной задачи. Введем бинарные переменные xijтак, чтоxij= 1, еслиi-й рабочий выполняетj-ю работу, иxij= 0, если не выполняет. Суммарная стоимость работ (целевая функция) вычисляется по формуле
. (3.5.7)
Для контроля условия «одна работа – один рабочий» дополним модель ограничениями
, (3.5.8)
, (3.5.9)
. (3.5.10)
Реализация задачи о назначениях в среде MSExcelпоказано на рис. 3.18. ЯчейкиB4:E7содержат значения стоимостей выполнения работ, а ячейкиB10:E13– таблицу назначений. Для проверки условий (3.5.8) и (3.5.9) в ячейкахF10:F13иB14:E14вычисляются контрольные суммы по строкам и столбцам таблицы назначений. Суммарная стоимость работ вычисляется в ячейкеD15по формуле
«=СУММПРОИЗВ(B4:E7;B10:E13)».
После подготовки рабочего листа выполняем команду «Сервис|Поиск решения» и заполняем поля диалога (рис. 3.19) и устанавливаем флажок «Линейная модель». Результаты оптимизации (таблица назначений и общая стоимость работ) показаны на рисунке 3.18.
Рис. 3.18. Исходные данные и результаты оптимизации для задачи о назначениях.
Рис. 3.19. Диалоговое окно «Поиск решения» для задачи о назначениях.