- •Економічна інформатика
- •1) Лінійні і нелінійні задачі:
- •2) Дискретні та неперервні задачі:
- •3) Детерміновані та стохастичні (ймовірностні) задачі:
- •4) Статичні (однокрокові) та динамічні (багатокрокові) задачі:
- •Зміст виконання завдання
- •Зміст виконання завдання
- •Критерій оптимальності – мінімум затрат праці - запишемо як
- •Зміст виконання завдання
- •Скласти план вантажних перевезень з мінімальним вантажообігом.
- •Втрати живої ваги при перевезенні худоби, кг на 1 т
- •Площі попередників озимої пшениці, га
- •Площа сортів озимої пшениці, га
- •Середня урожайність озимої пшениці за попередниками, ц з 1 га
- •Зміст виконання завдання
- •Зм 3. Двоїстість у лінійному програмуванні
- •Зм 4. Цілочислове програмування
- •6.1. Метод відтинання Гоморі
- •6.2. Метод гілок і меж
- •Зм 5. Оптимізаційні економіко-математичні моделі
- •7.1. Моделювання виробничих систем в рослинництві
- •7.2. Моделювання виробничих систем в тваринництві
- •7.3. Моделювання виробництва і реалізації продукції
- •Зміст виконання завдання
- •Зм 6. Оптимізаційні задачі управління запасами Завдання 8. Детерміновані та стохастичні моделі управління запасами
- •Детермінована статична однономенклатурна модель управління запасами без дефіциту
- •Стохастична модель управління запасами за умови, що попит характеризується нормальним законом розподілу
- •Стохастична модель управління запасами за умови штрафу за дефіцит
- •Зм 7. Моделі задач масового обслуговування
- •Зміст виконання завдання
- •Зм 8. Задачі упорядкування та координації
- •Зміст виконання завдання
- •Зм 9. Задачі та моделі заміни обладнання Завдання 11. Моделювання заміни обладнання
- •Отже, рекурентне співвідношення для періоду т буде мати вигляд:
- •Якщо обладнання після списання реалізується, то рекурентне свіввідношення має вигляд
- •Зміст виконання завдання
- •Зм 10. Задачі з умовами невизначеності та конфлікту
- •Задачі для самостійного розв’язування
- •Зміст виконання завдання
- •Зміст виконання завдання
- •Зм 11. Багатокритеріальні задачі
- •Зміст виконання завдання
- •Додаток а Приклад використання надбудови SimplexWin для розв’язування задач лінійного програмування в симплексних таблицях
- •Додаток б Приклад використання Excel для розв" язання симплексних задач лінійного програмування за допомогою надбудови "Поиск решения"
- •Додаток в Приклад використання Excel для розв’язання транспортних задач лінійного програмування (тзлп) за програмою "Поиск решения"
- •Список рекомендованої літератури Підручники та навчальні посібники
- •Електронні ресурси
- •Марченко Володимир Петрович Економічна інформатика
Критерій оптимальності – мінімум затрат праці - запишемо як
Wmіn= 20х1 + 30х2
Для запису задачі в канонічній формі введемо додаткові змінні S1 S2 та S3, які в умовах даної задачі мають такий економічний зміст:
S1 – кількість невикористаної площі ріллі, га
S2 – перевиконання плану виробництва кормових одиниць, ц к. од.
S3 – перевиконання плану виробництва перетравного протеїну, ц.
Тоді умови задачі можна записати так: знайти
Wmіn= 0 - ( - 20х1- 30х2)
при обмеженнях: 1) х1+ х2+ S1=430; 2) 50х1+40х2 – S2=20000; 3) 4х1+5х2 – S3=1780
Розв'язуючи систему рівнянь відносно додаткових змінних S1 S2 та S3, вже не отримуємо допустимого розв'язку, тому що змінні S2 та S3 мають від'ємні значення (порушується правило невід"ємності базисних змінних).
В систему рівнянь, де знаходяться ці змінні, вводимо штучні змінні А1 та А2. Тоді обмеження задачі можна записати так: 1) х1 + х2 + S1 = 430; 2) 50х + 40х2 – S2 + А1 = 20000;
3) 4х1 + 5х2 – S3 + А2 = 1780.
В допустимому розв'язку всі штучні змінні повинні дорівнювати нулю. Для цього сформулюємо додаткову цільову функцію, яка передбачає знаходження мінімуму суми штучних змінних, а саме: Fmin = А 1 + А2. Розв'яжемо систему рівнянь відносно змінних S1, А1 та А2: S1 = 430 – (х1 +х2); А1 = 20000 – (50х1 + 40х2 – S2); А2 = 1780 - (4х1 + 5х2 – S3). Якщо прийняти х1 = х2 = S2 = S3 = 0, то отримуємо опорний розв'язок: S1 = 430, А1 = 20000, А2 = 1780 та Wmіn= 0.
Підставивши у Fmin =А1 + А2 значення А1 та А2 , отримуємо
Fmin = 20000 – (50х1 + 40х2 – S2) + 1780 – (4х1 +5х2 – S3) = 21780 – (54х1 + 45х2 – S2 – S3).
Розв'язання задачі виконаємо в симплексних таблицях.
1-й етап - знаходження допустимого розв’язку.
Симплексна таблиця 3.1
Базисні змінні |
Значення базисних змінних |
х1 |
х2 |
S1 |
S2 |
S3 |
А1 |
А2 |
L |
S1 |
430 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
430 |
А1 |
20000 |
50 |
40 |
0 |
-1 |
0 |
1 |
0 |
400 |
А2 |
1780 |
4 |
5 |
0 |
0 |
-1 |
0 |
1 |
445 |
Wmin |
0 |
-20 |
-30 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
Fmin |
21780 |
54 |
45 |
0 |
-1 |
-1 |
1 |
1 |
|
В F-рядку найбільший невід'ємний коефіцієнт дорівнює 54. Він належить змінній х1 і тому цей стовпчик буде розв'язуючим. Розрахуємо симплексні відношення: min {430 / 1= 430; 20000 / 50 = 400 ; 1780 / 4 = 445 } = 400
Мінімальне відношення належить 2-му рядку, який і буде розв'язуючим. На перетині розв'язуючих стовпчика і рядка знаходиться розв'язуючий елемент (50).
Пошук нового базисного розв'язку здійснюємо за допомогою методу виключень Жордана-Гаусса.
Симплексна таблиця 3.2
Базисні змінні |
Значення базисних змінних |
х1 |
х2 |
S1 |
S2 |
S3 |
А1 |
А2 |
L |
S1 |
30 |
0 |
0,2 |
1 |
0,02 |
0 |
-0,02 |
0 |
150 |
Х1 |
400 |
1 |
0,8 |
0 |
-0,02 |
0 |
0,02 |
0 |
500 |
А2 |
180 |
0 |
1,8 |
0 |
0,08 |
-1 |
-0,08 |
1 |
100 |
Wmin |
8000 |
0 |
-1,4 |
0 |
-0,4 |
0 |
0,4 |
0 |
|
Fmin |
180 |
0 |
1,8 |
0 |
0,4 |
-1 |
-0,4 |
1 |
|
В симплексній таблиці 3.2 функція Fmin=180, а серед базисних є штучна зміна А2, тому допустимого розв'язку задачі ще не отримано. Знаходимо розв'язуючий стовпчик (х2) і розраховуємо симплексне відношення :
min {30 / 0,2= 150; 400 / 0,8 = 500 ; 180 / 1,8 = 100 } = 100
3-й рядок – розв'язуючий, а розв'язуючий елемент дорівнює 1,8.
Переходимо до визначення нового базисного розв'язку.
Симплексна таблиця 3.3
Базисні змінні |
Значення базисних змінних |
х1 |
х2 |
S1 |
S2 |
S3 |
А1 |
А2 |
L |
S1 |
10 |
0 |
0 |
1 |
0,011 |
0,111 |
-0,011 |
-0,111 |
900 |
x1 |
320 |
1 |
0 |
0 |
-0,055 |
0,444 |
0,055 |
-0,444 |
- |
х2 |
100 |
0 |
1 |
0 |
0,044 |
-0,555 |
-0,044 |
0,555 |
2250 |
Wmin |
9400 |
0 |
0 |
0 |
0,222 |
-7,778 |
-0,222 |
7,778 |
|
Fmin |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
В симплексній таблиці 3.3 відсутні штучні змінні А1 та А2, а функція Fmin дорівнює нулю. Це свідчить про те, що отримано допустимий базисний розв'язок і можна переходити до знаходження екстремуму функції Wmin. В зв'язку з тим, що штучні змінні та функція Fmin свою роль в розрахунках вже відіграли, то в наступних обчислювальних процедурах їх можна виключити.
2-й етап - знаходження оптимального розв’язку. Розв'язок в симплекс-таблиці 3.3 не оптимальний, тому що в Wmin- рядку є додатній коефіцієнт 0,222, який належить змінній S2. Стовпчик S2 – розв'язуючий. Розраховуємо симплексневідношення: min{10/0,011=900;100/0,044=2250}=900.
1-й рядок – розв'язуючий, а розв'язуючий елемент дорівнює 0,011. Переходимо до визначення нового базисного розв'язку.
Симплексна таблиця 3.4
Базисні змінні |
Значення базисних змінних |
х1 |
х2 |
S1 |
S2 |
S3 |
S2 |
900 |
0 |
0 |
90 |
1 |
10 |
x1 |
370 |
1 |
0 |
5 |
0 |
1 |
х2 |
60 |
0 |
1 |
4 |
0 |
-1 |
Wmin |
9200 |
0 |
0 |
-20 |
0 |
-10 |
В симплексній таблиці 3.4 отримано оптимальний розв'язок: Wmin =9200; x1=370; x1 = 60; S1=0; S2 = 900.
Висновки. Для виробництва планового обсягу концентрованих кормів площа ячменю повинна дорівнювати 370 га (х1=370), а площа гороху – 60 га (х2 = 60). При цьому площа ріллі використана повністю (S1=0). Концентрованих кормів буде заготовлено на 900 ц к. од. (S2 =900), більше ніж це передбачено завданням. Затрати праці на виробництво кормів становлять 9200 люд.-год. (Wmin=9200).
Задачі для самостійного розв'язання
Задача 3.1. Знайти посівні площі зернофуражних культур при мінімаль-
них затратах праці на їх вирощування. Вихід поживних речовин та затрати
праці (в розрахунку на 1 га) такі:
Показник |
Кукурудза на зерно |
Ячмінь |
Горох |
1.Вихід кормових одиниць, ц |
70 |
40 |
30 |
2.Вихід перетравного протеїну, ц |
4 |
3 |
5 |
3.Затрати праці, люд.-год. |
40 |
20 |
30 |
Планові завдання виробництва кормів та площа ріллі наведені в таблиці:
Варіант (за передостанньою цифрою шифру Р) |
Планові завдання виробництва |
Площа ріллі, га | |
кормових одиниць, ц |
перетравного протеїну, ц | ||
0 |
20000 |
2100 + 10К |
500 |
1 |
21000 |
2120 + 10К |
520 |
2 |
22000 |
2140 + 10К |
540 |
3 |
23000 |
2260 + 10К |
560 |
4 |
24000 |
2380 + 10К |
580 |
5 |
25000 |
2560 + 10К |
600 |
6 |
26000 |
2620 + 10К |
620 |
7 |
27000 |
2740 + 10К |
640 |
8 |
28000 |
2860 + 10К |
660 |
9 |
29000 |
2980 + 10К |
680 |