
- •Глава 1. Линейное программирование 3
- •Глава 2. Транспортная задача линейного программирования (тз) 68
- •Глава 3. Динамическое программирование 98
- •Глава 1. Линейное программирование
- •1.1. Математическая модель задачи линейного программирования
- •1.2. Формы записи задач линейного программирования
- •Рассмотрим приемы, позволяющие переходить от одной формы записи задачи к другой
- •1.3. Геометрическая интерпретация и графический метод решения задач линейного программирования с двумя переменными
- •Алгоритм графического метода решения злп с двумя переменными
- •1.4. Графический метод решения задач линейного программирования сnпеременными
- •1.5. Симплексный метод решения задач линейного программирования
- •Алгоритм решения злп симплексным методом
- •Нахождение начального опорного плана злп ( )
- •Нахождение начального опорного плана злп методом искусственного базиса
- •Нахождение начального опорного плана злп методом Жордановых исключений
- •Шаг Жордановых исключений осуществляется по следующим правилам:
- •Исследование на оптимальность опорного плана при решении злп на
- •Переход к новому опорному плану
- •1.6. Двойственные задачи линейного программирования
- •Правила построения двойственной задачи.
- •Глава 2. Транспортная задача линейного программирования (тз)
- •2.1. Математическая модель транспортной задачи
- •Закрытая и открытая модели транспортной задачи
- •2.2. Решение транспортной задачи
- •Алгоритм решения транспортной задачи
- •Нахождение начального опорного плана методом «минимального элемента»
- •Нахождение начального опорного плана методом «северо-западного угла»
- •Нахождение начального опорного плана методом Фогеля
- •Проверка на оптимальность невырожденного опорного плана методом потенциалов
- •Переход к новому опорному плану
- •Цикл пересчета
- •Глава 3. Динамическое программирование
- •3.1. Задача оптимального распределения ресурсов
- •I этап. Условная оптимизация.
- •II этап. Безусловная оптимизация.
- •3.2. Задача об оптимальной стратегии замены оборудования
- •I этап. Условная оптимизация.
- •II этап. Безусловная оптимизация.
- •Список использованной литературы
Проверка на оптимальность невырожденного опорного плана методом потенциалов
1) Каждому
поставщику поставим в соответствие
потенциал
,
а каждому потребителю потенциал
.
Тогда каждой занятой клетке будет соответствовать уравнение:
.
Так
как всех занятых клеток должно быть
m+n–1,
то есть на единицу меньше числа
потенциалов, то для нахождения
необходимо решить систему изm+n–1
уравнений
сm+n
неизвестными. Система является
линейно-зависимой и, чтобы найти частное
решение, одному из потенциалов нужно
присвоить произвольное числовое
значение, тогда остальные потенциалы
определяются однозначно. Для исследования
плана на оптимальность для каждой
свободной клетки считаем оценки по
формуле:
;
а)
если все оценки положительны, то найденный
опорный план оптимален и единственен
;
б)
если наряду с положительными оценками
встречаются и нулевые оценки
,
то найденный опорный план оптимален,
но не единственен;
в)
если оценка хотя бы одной свободной
клетки отрицательна
,
то опорный план не является оптимальным,
его можно улучшить за счет загрузки
этой клетки. Если таких клеток несколько,
то наиболее перспективной для загрузки
является клетка с наименьшей оценкой.
Например, для клеток
имеем оценки
.
Здесь наиболее перспективной для
загрузки является клетка
.
Переход к новому опорному плану
План перевозок можно улучшить за счет загрузки свободной клетки с отрицательной оценкой. Для этого для наиболее перспективной для загрузки свободной клетки строится замкнутый цикл с вершинами в загруженных клетках. Вершинам этого цикла условно присваиваются знаки: свободной клетке – плюс, следующей по (или против) часовой стрелке занятой клетке – минус, следующей – снова плюс и т.д. Из значений в клетках цикла помеченных знаком минус выбирается наименьшее количество груза, которое прибавляется к значениям клеток, помеченных знаком плюс и отнимается от значений, помеченных знаком минус.
Цикл пересчета
В общем случае цикл пересчета представляет собой замкнутую ломаную линию, состоящую из звеньев, пересекающихся под прямым углом. Каждое звено соединяет две клетки одной линии (строки или столбца). В цикле всегда четное число клеток, причем только одна свободная, та относительно которой он составлен, остальные клетки цикла загружены. Для любой свободной клетки всегда можно построить единственный цикл.
Пример 2.5
По данным примера 2.1 исходя из начального опорного плана найденного в примере 2.2 решить транспортную задачу (найти оптимальный план перевозок и минимальные затраты на транспортировку всего топлива).
Решение
Воспользуемся распределительной таблицей, в которой найден начальный опорный план методом «минимального элемента» (табл. 2.4 и табл. 2.7).
Таблица 2.7
|
Потребители |
Запас топлива, т |
| |||||||||
Хранилища |
|
|
|
|
| |||||||
|
|
5 |
|
4 |
|
3 |
|
6 |
|
0 |
70 |
|
40 |
|
20 |
|
|
|
|
|
10 |
| |||
|
|
4 |
|
3 |
|
5 |
|
1 |
|
0 |
90 |
|
|
|
50 |
|
|
|
40 |
|
|
| |||
|
|
2 |
|
4 |
|
1 |
|
5 |
|
0 |
50 |
|
10 |
|
|
|
40 |
|
|
|
|
| |||
Потребность в топливе, т |
50 |
70 |
40 |
40 |
10 |
210 |
| |||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Для
проверки найденного плана на оптимальность
найдем потенциалы строк и столбцов
(табл. 2.7), составив для каждой занятой
клетки уравнение
.
При этом получим следующую систему
уравнений:
Система
является линейно-зависимой, для нахождения
одного из частных решений присвоим
одному из потенциалов любое числовое
значение, например
,
и найдем значения остальных потенциалов:
Потенциалы
можно находить непосредственно в
распределительной таблице. Нужно
присвоить какому-нибудь потенциалу
любое числовое значение и по цепочке,
используя уравнение
,
по занятым клеткам найти все остальные
потенциалы (в табл. 2.8 указана очередность
нахождения потенциалов, приняв
).
Таблица 2.8
-
Потребители
Запас топлива, т
Хранилища
5
4
3
6
0
70
1)
40
–
20
+
10
4
3
5
1
0
90
6)
50
40
2
4
1
5
0
50
5)
10
+
40
–
Потребность в топливе, т
50
70
40
40
10
210
2)
3)
7)
8)
4)
Оценки
свободных клеток найдем по формуле
:
Так
как среди оценок есть отрицательная
(),
то найденный план не оптимален. Его
можно улучшить путем загрузки этой
клетки.
Составим цикл пересчета относительно клетки (1,3) и присвоим клеткам цикла знаки «+» и «–». Свободной клетке (1,3) присвоим знак «+», а дальше, по часовой стрелке, следующей клетке цикла (3,3) присвоим знак «–», затем клетке цикла (3,1) присвоим знак «+», далее клетке цикла (1,1) присвоим знак «–» (табл. 2.8).
Из
клеток, помеченных знаком «–», выбираем
наименьшее количество груза
.
Чтобы получить новый опорный план нужно
прибавить значение
к поставкам в клетках, помеченных знаком
«+» и вычесть из поставок в клетках,
помеченных знаком «–», нули при этом
не записываются (табл. 2.9). Т.к. значение
оказалось в двух клетках цикла (клети
(1,1) и (3,3) табл. 2.8), то чтобы новый опорный
план оказался невырожденным необходимо
в одной из этих клеток поставить базисный
ноль и считать ее занятой (табл. 2.9).
Таблица 2.9
-
Потребители
Запас топлива, т
Хранилища
5
4
3
6
0
70
0
20
40
10
4
3
5
1
0
90
50
40
2
4
1
5
0
50
50
Потребность в топливе, т
50
70
40
40
10
210
Проверим найденный план на оптимальность. Потенциалы строк и столбцов найдены непосредственно в распределительной таблице (табл. 2.9).
Найдем оценки свободных клеток:
Т.к.
все оценки неотрицательны, то найденный
опорный план является оптимальным, а
т.к. есть нулевая оценка (),
то не единственен.
Итак, получен оптимальный план:
.
Транспортные издержки для этого плана:
(усл.
ден. ед.).
Итак, по оптимальному плану, необходимо из хранилища А1 потребителю B2 доставить 20 т топлива, потребителю B3 – 40 т топлива; из хранилища А2 потребителю В2 доставить 50 т топлива, а потребителю В4 – 40 т топлива; из хранилища А3 доставить 50 т топлива потребителю В1.
При этом затраты на транспортировку будут минимальными и составят 490 усл. ден. ед. Нераспределенное топливо, в размере 10 т останется в хранилище А1.
Пример 2.6
В
четырех хранилищах
имеется соответственно 100, 50, 120 и 80 т
картофеля. Требуется так спланировать
перевозки картофеля к пяти овощным
магазинам
спрос которых равен соответственно 20,
120, 180, 30 и 100 т, чтобы суммарные транспортные
издержки были минимальными. Известны
стоимости перевозок 1 т картофеля (ден.
ед.) из
-го
(
)
хранилища в
-й
(
)
магазин
.
Требуется: а) составить математическую модель задачи; б) найти оптимальный план перевозок и минимальные транспортные издержки (решить задачу методом потенциалов исходя из начального опорного плана найденного методом «северо-западного угла»).
Решение
Т.к
для данной задачи выполняется условие
,
то задача является несбалансированной.
Преобразуем модель к сбалансированному
виду. Добавим поставщика (хранилище)
,
запас которого равен:
(20+120+180+30+100)
– (100+50+120+80)=100.
Тарифы
фиктивного поставщика равны нулю, т.е.
.
Матричная модель сбалансированной задачи будет иметь вид:
|
Магазины |
Запас, т | |||||||||
Хранилища |
В1 |
В2 |
В3 |
В4 |
В5 | ||||||
А1 |
|
5 |
|
3 |
|
8 |
|
2 |
|
1 |
100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| ||
А2 |
|
10 |
|
4 |
|
6 |
|
7 |
|
2 |
50 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| ||
А3 |
|
3 |
|
5 |
|
8 |
|
4 |
|
7 |
120 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| ||
А4 |
|
10 |
|
3 |
|
7 |
|
8 |
|
6 |
80 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| ||
А5 |
|
0 |
|
0 |
|
0 |
|
0 |
|
0 |
100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| ||
Спрос, т |
20 |
120 |
180 |
30 |
100 |
450 |
а) составить математическую модель задачи.
Введем
переменные
– количество картофеля, которое
необходимо доставить из
-го
хранилища в
-й
магазин.
Целевая функция (затраты на перевозку всего картофеля) будет иметь вид:
Система ограничений задачи:
б) Найдем начальный опорный план методом «северо-западного угла» (табл. 2.10).
Таблица 2.10
|
Магазины |
Запас, т |
| ||||||||||
Хранилища |
В1 |
В2 |
В3 |
В4 |
В5 |
| |||||||
А1 |
|
5 |
|
3 |
|
8 |
|
2 |
|
1 |
100 |
| |
20 |
|
80 |
|
|
|
|
|
|
| ||||
А2 |
|
10 |
|
4 |
|
6 |
|
7 |
|
2 |
50 |
| |
|
|
40 |
|
10 |
|
|
|
|
| ||||
А3 |
|
3 |
|
5 |
|
8 |
|
4 |
|
7 |
120 |
| |
|
|
|
|
120 |
|
|
|
|
| ||||
А4 |
|
10 |
|
3 |
|
7 |
|
8 |
|
6 |
80 |
| |
|
|
|
|
50 |
|
30 |
|
|
| ||||
А5 |
|
0 |
|
0 |
|
0 |
|
0 |
|
0 |
100 |
| |
|
|
|
|
|
|
0 |
|
100 |
| ||||
Спрос, т |
20 |
120 |
180 |
30 |
100 |
450 |
| ||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Для
проверки плана на оптимальность каждому
поставщику поставим в соответствие
потенциал
,
а каждому потребителю потенциал
.
Найдем их значения непосредственно в
распределительной таблице. Для этого
присвоим потенциалу
и
найдем значения остальных потенциалов,
используя уравнения
для занятых клеток (табл. 2.10).
Для
исследования плана на оптимальность
для каждой свободной клетки считаем
оценки по формуле
:
|
|
Так как среди оценок есть отрицательные, то найденный план не оптимален. Его можно улучшить путем загрузки клетки с наименьшей отрицательной оценкой, т.к. таких клеток несколько (клетки (1,5), (2,5), (3,1), (3,4)), то возьмем любую из них, например клетку (1,5). Составим цикл пересчета относительно этой клетки (табл. 2.11).
Таблица 2.11
|
Магазины |
Запас, т |
| ||||||||||
Хранилища |
В1 |
В2 |
В3 |
В4 |
В5 |
| |||||||
А1 |
|
5 |
|
3 |
|
8 |
|
2 |
|
1 |
100 |
| |
20 |
|
80 |
– |
|
|
|
|
|
+ | ||||
А2 |
|
10 |
|
4 |
|
6 |
|
7 |
|
2 |
50 |
| |
|
|
40 |
+ |
10 |
– |
|
|
|
| ||||
А3 |
|
3 |
|
5 |
|
8 |
|
4 |
|
7 |
120 |
| |
|
|
|
|
120 |
|
|
|
|
| ||||
А4 |
|
10 |
|
3 |
|
7 |
|
8 |
|
6 |
80 |
| |
|
|
|
|
50 |
+ |
30 |
– |
|
| ||||
А5 |
|
0 |
|
0 |
|
0 |
|
0 |
|
0 |
100 |
| |
|
|
|
|
|
|
0 |
+ |
100 |
– | ||||
Спрос, т |
20 |
120 |
180 |
30 |
100 |
450 |
| ||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Из
клеток, помеченных знаком «–» выбираем
наименьшее количество груза
.
Прибавляем значение
к поставкам в клетках, помеченных знаком
«+» и вычитаем из поставок в клетках,
помеченных знаком «–», получим новый
план перевозок (табл. 2.12).
Для проверки плана на оптимальность потенциалы найдем непосредственно в распределительной таблице (табл. 2.12).
Таблица 2.12
|
Магазины |
Запас, т |
| ||||||||||
Хранилища |
В1 |
В2 |
В3 |
В4 |
В5 |
| |||||||
А1 |
|
5 |
|
3 |
|
8 |
|
2 |
|
1 |
100 |
| |
20 |
– |
70 |
|
|
|
|
|
10 |
+ | ||||
А2 |
|
10 |
|
4 |
|
6 |
|
7 |
|
2 |
50 |
| |
|
|
50 |
|
|
|
|
|
|
| ||||
А3 |
|
3 |
|
5 |
|
8 |
|
4 |
|
7 |
120 |
| |
|
+ |
|
|
120 |
– |
|
|
|
| ||||
А4 |
|
10 |
|
3 |
|
7 |
|
8 |
|
6 |
80 |
| |
|
|
|
|
60 |
+ |
20 |
– |
|
| ||||
А5 |
|
0 |
|
0 |
|
0 |
|
0 |
|
0 |
100 |
| |
|
|
|
|
|
|
10 |
+ |
90 |
– | ||||
Спрос, т |
20 |
120 |
180 |
30 |
100 |
450 |
| ||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Оценки свободных клеток:
|
|
Так
как среди оценок есть отрицательные,
то найденный план не оптимален. Его
можно улучшить путем загрузки клетки
(3,1). Составим цикл пересчета относительно
этой клетки (табл. 2.12). Из клеток, помеченных
знаком «–» выбираем наименьшее количество
груза
.
Прибавляем значение
к поставкам в клетках, помеченных знаком
«+» и вычитаем из поставок в клетках,
помеченных знаком «–», при этом в одну
из клеток, которые имеют поставки
(это
клетки (1,1) и (4,4)) нужно поставить ноль и
считать ее занятой, например в клетку
(1,1). Таким образом, получим новый
невырожденный план перевозок (табл.
2.13).
Для проверки плана на оптимальность потенциалы найдем непосредственно в распределительной таблице (табл. 2.13).
Таблица 2.13
|
Магазины |
Запас, т |
| ||||||||||
Хранилища |
В1 |
В2 |
В3 |
В4 |
В5 |
| |||||||
А1 |
|
5 |
|
3 |
|
8 |
|
2 |
|
1 |
100 |
| |
0 |
– |
70 |
|
|
|
|
|
30 |
+ | ||||
А2 |
|
10 |
|
4 |
|
6 |
|
7 |
|
2 |
50 |
| |
|
|
50 |
|
|
|
|
|
|
| ||||
А3 |
|
3 |
|
5 |
|
8 |
|
4 |
|
7 |
120 |
| |
20 |
+ |
|
|
100 |
– |
|
|
|
| ||||
А4 |
|
10 |
|
3 |
|
7 |
|
8 |
|
6 |
80 |
| |
|
|
|
|
80 |
|
|
|
|
| ||||
А5 |
|
0 |
|
0 |
|
0 |
|
0 |
|
0 |
100 |
| |
|
|
|
|
|
+ |
30 |
|
70 |
– | ||||
Спрос, т |
20 |
120 |
180 |
30 |
100 |
450 |
| ||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Оценки свободных клеток:
|
|
Так
как среди оценок есть отрицательные,
то найденный план не оптимален. Его
можно улучшить путем загрузки клетки
(5,3). Составим цикл пересчета относительно
этой клетки (табл. 2.13). Из клеток, помеченных
знаком «–» выбираем наименьшее количество
груза
.
Прибавляя значение
к поставкам в клетках, помеченных знаком
«+» и вычитая из поставок в клетках,
помеченных знаком «–», значения в
клетках не изменятся, но в новом плане
клетка (5,3) станет базисной (заполнена
нулем), а клетка (1,1) станет свободной.
Таким образом, получим новый невырожденный
план перевозок (табл. 2.14).
Для проверки плана на оптимальность потенциалы найдем непосредственно в распределительной таблице (табл. 2.14).
Таблица 2.14
|
Магазины |
Запас, т |
| ||||||||||
Хранилища |
В1 |
В2 |
В3 |
В4 |
В5 |
| |||||||
А1 |
|
5 |
|
3 |
|
8 |
|
2 |
|
1 |
100 |
| |
|
|
70 |
– |
|
|
|
|
30 |
+ | ||||
А2 |
|
10 |
|
4 |
|
6 |
|
7 |
|
2 |
50 |
| |
|
|
50 |
|
|
|
|
|
|
| ||||
А3 |
|
3 |
|
5 |
|
8 |
|
4 |
|
7 |
120 |
| |
20 |
|
|
|
100 |
|
|
|
|
| ||||
А4 |
|
10 |
|
3 |
|
7 |
|
8 |
|
6 |
80 |
| |
|
|
|
+ |
80 |
– |
|
|
|
| ||||
А5 |
|
0 |
|
0 |
|
0 |
|
0 |
|
0 |
100 |
| |
|
|
|
|
0 |
+ |
30 |
|
70 |
– | ||||
Спрос, т |
20 |
120 |
180 |
30 |
100 |
450 |
| ||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Оценки свободных клеток:
|
|
Так
как среди оценок есть отрицательные,
то найденный план не оптимален. Его
можно улучшить путем загрузки клетки
(4,2). Составим цикл пересчета относительно
этой клетки (табл. 2.14). Из клеток, помеченных
знаком «–» выбираем наименьшее количество
груза
.
Прибавляем значение
к поставкам в клетках, помеченных знаком
«+» и вычитаем из поставок в клетках,
помеченных знаком «–», при этом в одну
из клеток, которые имеют поставки
(это
клетки (1,2) и (5,5)) нужно поставить ноль и
считать ее занятой, например в клетку
(5,5). Таким образом, получим новый
невырожденный план перевозок (табл.
2.15).
Для проверки плана на оптимальность потенциалы найдем непосредственно в распределительной таблице (табл. 2.15).
Таблица 2.15
|
Магазины |
Запас, т |
| ||||||||||
Хранилища |
В1 |
В2 |
В3 |
В4 |
В5 |
| |||||||
А1 |
|
5 |
|
3 |
|
8 |
|
2 |
|
1 |
100 |
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
100 |
| ||||
А2 |
|
10 |
|
4 |
|
6 |
|
7 |
|
2 |
50 |
| |
|
|
50 |
– |
|
|
|
|
|
+ | ||||
А3 |
|
3 |
|
5 |
|
8 |
|
4 |
|
7 |
120 |
| |
20 |
|
|
|
100 |
|
|
|
|
| ||||
А4 |
|
10 |
|
3 |
|
7 |
|
8 |
|
6 |
80 |
| |
|
|
70 |
+ |
10 |
– |
|
|
|
| ||||
А5 |
|
0 |
|
0 |
|
0 |
|
0 |
|
0 |
100 |
| |
|
|
|
|
70 |
+ |
30 |
|
0 |
– | ||||
Спрос, т |
20 |
120 |
180 |
30 |
100 |
450 |
| ||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Оценки свободных клеток:
|
|
Так
как среди оценок есть отрицательные,
то найденный план не оптимален. Его
можно улучшить путем загрузки клетки
(2,5). Составим цикл пересчета относительно
этой клетки (табл. 2.15). Из клеток, помеченных
знаком «–» выбираем наименьшее количество
груза
.
Прибавляя значение
к поставкам в клетках, помеченных знаком
«+» и вычитая из поставок в клетках,
помеченных знаком «–», значения в
клетках не изменятся, но в новом плане
клетка (2,5) станет базисной (заполнена
нулем), а клетка (5,5) станет свободной.
Таким образом, получим новый невырожденный
план перевозок (табл. 2.16).
Для проверки плана на оптимальность потенциалы найдем непосредственно в распределительной таблице (табл. 2.16).
Таблица 2.16
|
Магазины |
Запас, т |
| ||||||||||
Хранилища |
В1 |
В2 |
В3 |
В4 |
В5 |
| |||||||
А1 |
|
5 |
|
3 |
|
8 |
|
2 |
|
1 |
100 |
| |
|
|
|
|
|
|
|
+ |
100 |
– | ||||
А2 |
|
10 |
|
4 |
|
6 |
|
7 |
|
2 |
50 |
| |
|
|
50 |
– |
|
|
|
|
0 |
+ | ||||
А3 |
|
3 |
|
5 |
|
8 |
|
4 |
|
7 |
120 |
| |
20 |
|
|
|
100 |
|
|
|
|
| ||||
А4 |
|
10 |
|
3 |
|
7 |
|
8 |
|
6 |
80 |
| |
|
|
70 |
+ |
10 |
– |
|
|
|
| ||||
А5 |
|
0 |
|
0 |
|
0 |
|
0 |
|
0 |
100 |
| |
|
|
|
|
70 |
+ |
30 |
– |
|
| ||||
Спрос, т |
20 |
120 |
180 |
30 |
100 |
450 |
| ||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Оценки свободных клеток:
|
|
Так
как среди оценок есть отрицательные,
то найденный план не оптимален. Его
можно улучшить путем загрузки клетки
(1,4). Составим цикл пересчета относительно
этой клетки (табл. 2.16), при этом клетка
(2,4), в которой звенья цикла пересекаются,
не участвует в цикле. Из клеток, помеченных
знаком «–» выбираем наименьшее количество
груза
.
Прибавляем значение
к поставкам в клетках, помеченных знаком
«+» и вычитаем из поставок в клетках,
помеченных знаком «–», получим новый
план перевозок (табл. 2.17).
Для проверки плана на оптимальность потенциалы найдем непосредственно в распределительной таблице (табл. 2.17).
Таблица 2.17
|
Магазины |
Запас, т |
| ||||||||||
Хранилища |
В1 |
В2 |
В3 |
В4 |
В5 |
| |||||||
А1 |
|
5 |
|
3 |
|
8 |
|
2 |
|
1 |
100 |
| |
|
|
|
|
|
|
10 |
+ |
90 |
– | ||||
А2 |
|
10 |
|
4 |
|
6 |
|
7 |
|
2 |
50 |
| |
|
|
40 |
– |
|
|
|
|
10 |
+ | ||||
А3 |
|
3 |
|
5 |
|
8 |
|
4 |
|
7 |
120 |
| |
20 |
|
|
+ |
100 |
– |
|
|
|
| ||||
А4 |
|
10 |
|
3 |
|
7 |
|
8 |
|
6 |
80 |
| |
|
|
80 |
|
|
|
|
|
|
| ||||
А5 |
|
0 |
|
0 |
|
0 |
|
0 |
|
0 |
100 |
| |
|
|
|
|
80 |
+ |
20 |
– |
|
| ||||
Спрос, т |
20 |
120 |
180 |
30 |
100 |
450 |
| ||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Оценки свободных клеток:
|
|
Так
как среди оценок есть отрицательные,
то найденный план не оптимален. Его
можно улучшить путем загрузки клетки
с наименьшей отрицательной оценкой,
т.к. таких две клетки ((3,2) и (3,4)), то возьмем
любую из них, например клетку (3,2). Составим
цикл пересчета относительно этой клетки
(табл. 2.17), при этом клетка (2,4), в которой
звенья цикла пересекаются, не участвует
в цикле. Из клеток, помеченных знаком
«–» выбираем наименьшее количество
груза
.
Прибавляем значение
к поставкам в клетках, помеченных знаком
«+» и вычитаем из поставок в клетках,
помеченных знаком «–», получим новый
план перевозок (табл. 2.18).
Для проверки плана на оптимальность потенциалы найдем непосредственно в распределительной таблице (табл. 2.18).
Таблица 2.18
|
Магазины |
Запас, т |
| ||||||||||
Хранилища |
В1 |
В2 |
В3 |
В4 |
В5 |
| |||||||
А1 |
|
5 |
|
3 |
|
8 |
|
2 |
|
1 |
100 |
| |
|
|
|
|
|
|
30 |
|
70 |
| ||||
А2 |
|
10 |
|
4 |
|
6 |
|
7 |
|
2 |
50 |
| |
|
|
20 |
– |
|
+ |
|
|
30 |
| ||||
А3 |
|
3 |
|
5 |
|
8 |
|
4 |
|
7 |
120 |
| |
20 |
|
20 |
+ |
80 |
– |
|
|
|
| ||||
А4 |
|
10 |
|
3 |
|
7 |
|
8 |
|
6 |
80 |
| |
|
|
80 |
|
|
|
|
|
|
| ||||
А5 |
|
0 |
|
0 |
|
0 |
|
0 |
|
0 |
100 |
| |
|
|
|
|
100 |
|
|
|
|
| ||||
Спрос, т |
20 |
120 |
180 |
30 |
100 |
450 |
| ||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Оценки свободных клеток:
|
|
Так
как среди оценок есть отрицательная,
то найденный план не оптимален. Его
можно улучшить путем загрузки клетки
(2,3) с отрицательной оценкой. Составим
цикл пересчета относительно этой клетки
(табл. 2.18). Из клеток, помеченных знаком
«–» выбираем наименьшее количество
груза
.
Прибавляем значение
к поставкам в клетках, помеченных знаком
«+» и вычитаем из поставок в клетках,
помеченных знаком «–», получим новый
план перевозок (табл. 2.19).
Для проверки плана на оптимальность потенциалы найдем непосредственно в распределительной таблице (табл. 2.19).
Таблица 2.19
|
Магазины |
Запас, т |
| ||||||||||
Хранилища |
В1 |
В2 |
В3 |
В4 |
В5 |
| |||||||
А1 |
|
5 |
|
3 |
|
8 |
|
2 |
|
1 |
100 |
| |
|
|
|
|
|
|
30 |
– |
70 |
+ | ||||
А2 |
|
10 |
|
4 |
|
6 |
|
7 |
|
2 |
50 |
| |
|
|
|
|
20 |
+ |
|
|
30 |
– | ||||
А3 |
|
3 |
|
5 |
|
8 |
|
4 |
|
7 |
120 |
| |
20 |
|
40 |
|
60 |
– |
|
+ |
|
| ||||
А4 |
|
10 |
|
3 |
|
7 |
|
8 |
|
6 |
80 |
| |
|
|
80 |
|
|
|
|
|
|
| ||||
А5 |
|
0 |
|
0 |
|
0 |
|
0 |
|
0 |
100 |
| |
|
|
|
|
100 |
|
|
|
|
| ||||
Спрос, т |
20 |
120 |
180 |
30 |
100 |
450 |
| ||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Оценки свободных клеток:
|
|
Так
как среди оценок есть отрицательная,
то найденный план не оптимален. Его
можно улучшить путем загрузки клетки
(3,4) с отрицательной оценкой. Составим
цикл пересчета относительно этой клетки
(табл. 2.19), при этом клетка (2,4), в которой
звенья цикла пересекаются, не участвует
в цикле. Из клеток, помеченных знаком
«–» выбираем наименьшее количество
груза
.
Прибавляем значение
к поставкам в клетках, помеченных знаком
«+» и вычитаем из поставок в клетках,
помеченных знаком «–», при этом в одну
из клеток, которые имеют поставки
(это
клетки (1,4) и (2,5)) нужно поставить ноль и
считать ее занятой, например в клетку
(2,5). Таким образом, получим новый
невырожденный план перевозок (табл.
2.20).
Для проверки плана на оптимальность потенциалы найдем непосредственно в распределительной таблице (табл. 2.20).
Таблица 2.20
|
Магазины |
Запас, т |
| ||||||||||
Хранилища |
В1 |
В2 |
В3 |
В4 |
В5 |
| |||||||
А1 |
|
5 |
|
3 |
|
8 |
|
2 |
|
1 |
100 |
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
100 |
| ||||
А2 |
|
10 |
|
4 |
|
6 |
|
7 |
|
2 |
50 |
| |
|
|
|
|
50 |
|
|
|
0 |
| ||||
А3 |
|
3 |
|
5 |
|
8 |
|
4 |
|
7 |
120 |
| |
20 |
|
40 |
|
30 |
|
30 |
|
|
| ||||
А4 |
|
10 |
|
3 |
|
7 |
|
8 |
|
6 |
80 |
| |
|
|
80 |
|
|
|
|
|
|
| ||||
А5 |
|
0 |
|
0 |
|
0 |
|
0 |
|
0 |
100 |
| |
|
|
|
|
100 |
|
|
|
|
| ||||
Спрос, т |
20 |
120 |
180 |
30 |
100 |
450 |
| ||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Оценки свободных клеток:
|
|
Так как все оценки положительные, то найденный опорный план является оптимальным и единственным.
Итак, получили оптимальный план:
.
Транспортные издержки для этого плана:
(ден.
ед.).
Итак, по оптимальному плану, необходимо из хранилища А1 магазину B5 доставить 100 т картофеля; из хранилища А2 магазину В3 доставить 50 т картофеля; из хранилища А3 доставить 20 т магазину В1, 40 т магазину В2, 30 т магазину В3 и 30 т картофеля магазину В4; из хранилища А4 доставить 80 т картофеля магазину В2; при этом спрос магазина В3 останется неудовлетворенным на 100 т картофеля. При этом затраты на транспортировку будут минимальными и составят 1260 ден. ед.
Задачи
2.1 – 2.8 Транспортная задача, представлена распределительной таблицей. Тарифы перевозок, спрос потребителей и запасы поставщиков указаны в таблице.
а) Составить математическую модель задачи;
б) Найти начальный опорный план методом «северо-западного угла», оптимальный план перевозок и соответствующие ему затраты по перевозки груза.
в) Найти начальный опорный план методом Фогеля, оптимальный план перевозок и соответствующие ему затраты по перевозки груза.
г) Найти начальный опорный план методом «минимального элемента», оптимальный план перевозок и соответствующие ему затраты по перевозки груза.
2.1
|
Потребители |
Запасы | |||
Поставщики |
В1 |
В2 |
В3 |
В4 |
груза,
|
А1 |
4 |
5 |
7 |
1 |
40 |
А2 |
9 |
6 |
3 |
2 |
70 |
А3 |
6 |
5 |
2 |
4 |
60 |
А4 |
2 |
4 |
5 |
3 |
50 |
Спрос,
|
85 |
50 |
75 |
25 |
|
2.2
|
Потребители |
Запасы | |||
Поставщики |
В1 |
В2 |
В3 |
В4 |
груза,
|
А1 |
3 |
4 |
5 |
6 |
80 |
А2 |
9 |
6 |
3 |
7 |
70 |
А3 |
6 |
5 |
2 |
4 |
50 |
Спрос,
|
45 |
40 |
55 |
20 |
|
2.3
|
Потребители |
Запасы | ||
Поставщики |
В1 |
В2 |
В3 |
груза,
|
А1 |
5 |
4 |
9 |
140 |
А2 |
3 |
6 |
1 |
150 |
А3 |
4 |
8 |
6 |
130 |
А4 |
2 |
5 |
4 |
70 |
Спрос,
|
100 |
250 |
130 |
|
2.4
|
Потребители |
Запасы | |||
Поставщики |
В1 |
В2 |
В3 |
груза,
| |
А1 |
1 |
4 |
3 |
40 | |
А2 |
5 |
3 |
4 |
50 | |
А3 |
6 |
8 |
7 |
20 | |
А4 |
4 |
6 |
9 |
70 | |
А5 |
6 |
4 |
2 |
40 | |
Спрос,
|
80 |
90 |
75 |
|
2.5
|
Потребители |
Запасы | |||
Поставщики |
В1 |
В2 |
В3 |
В4 |
груза,
|
А1 |
5 |
3 |
4 |
6 |
20 |
А2 |
9 |
7 |
2 |
8 |
35 |
А3 |
2 |
4 |
1 |
5 |
15 |
Спрос,
|
10 |
15 |
20 |
10 |
|
2.6
|
Потребители |
Запасы | |||
Поставщики |
В1 |
В2 |
В3 |
В4 |
груза,
|
А1 |
7 |
5 |
6 |
1 |
50 |
А2 |
3 |
1 |
4 |
3 |
80 |
А3 |
6 |
7 |
9 |
8 |
40 |
А4 |
2 |
6 |
3 |
4 |
30 |
Спрос,
|
70 |
50 |
20 |
40 |
|
2.7
|
Потребители |
Запасы | |||
Поставщики |
В1 |
В2 |
В3 |
В4 |
груза,
|
А1 |
5 |
7 |
4 |
9 |
250 |
А2 |
3 |
1 |
6 |
5 |
350 |
Спрос,
|
150 |
200 |
100 |
250 |
|
2.8
|
Потребители |
Запасы | ||||
Поставщики |
В1 |
В2 |
В3 |
В4 |
В5 |
груза,
|
А1 |
3 |
6 |
7 |
2 |
9 |
60 |
А2 |
5 |
2 |
5 |
4 |
8 |
30 |
А3 |
8 |
4 |
3 |
5 |
2 |
90 |
Спрос,
|
20 |
40 |
30 |
10 |
15 |
|
2.9
Четыре
магазина
получают овощи из трех совхозов
которые ежедневно могут поставлять
соответственно 15, 16 и 24 т. Суточные
потребности магазинов составляют 12,
14, 16 и 15 т. Известна матрица транспортных
расходов на доставку 1 т овощей из совхоза
магазину:
.
Найти оптимальный план доставки овощей из совхозов магазинам и минимальные транспортные издержки на перевозку всех овощей.
2.10
На
пять строительных площадок
поступает кирпич с трех заводов.
Ежедневная потребность в кирпиче на
строительных площадках равна
соответственно: 50, 65, 45, 40 и 60 тыс. шт.
Данные о производительности заводов
за день и транспортные расходы на 1 тыс.
шт. приведены в таблице:
|
Транспортные расходы на 1 тыс. шт. по строительным площадкам, ден. ед. |
Производитель-ность заводов за день, тыс. шт. | ||||
Заводы |
В1 |
В2 |
В3 |
В4 |
В5 | |
А1 |
5 |
3 |
4 |
2 |
5 |
90 |
А2 |
9 |
6 |
7 |
5 |
3 |
110 |
А3 |
2 |
4 |
8 |
1 |
4 |
80 |
Определить оптимальный план закрепления строительных площадок за кирпичными заводами, чтобы затраты на транспортировку кирпича были минимальными.
2.11
На
заводах №1, №2 и №3 производится однородная
продукция в количестве 70, 80 и 60 единиц.
При этом затраты на производство единицы
продукции на заводах составляют
соответственно 3, 2 и 4 ден.ед. Четырем
потребителям требуется соответственно
40, 65, 55 и 60 единиц продукции. Расходы
(ден. ед.) по перевозке единицы продукции
с
-го
завода
-му
потребителю известны.
.
Для полного удовлетворения потребностей необходимо увеличить выпуск продукции на первом заводе. При этом дополнительные затраты на производство единицы дополнительной продукции равны 1 ден.ед.
Требуется найти оптимальный план доставки продукции потребителю, при котором совокупные затраты, связанные с изготовлением продукции и ее доставкой потребителям будут минимальными.
2.12
Составить план посева зерновых культур (с учетом плодородия почвы), при котором урожай будет максимальным. Площадь I участка равна 200 га, участка II – 150 га, участка III – 250 га, участка IV – 100 га. Все необходимые данные приведены в таблице:
Зерновые культуры |
Урожайность по участкам, ц/га |
Посевные | |||
I |
II |
III |
IV |
площади, га | |
Рожь |
30 |
25 |
28 |
26 |
180 |
Пшеница |
40 |
37 |
35 |
38 |
350 |
Ячмень |
35 |
32 |
29 |
34 |
170 |