Логистика. Слайды по лекциям
.pdfЗадачи календарного планирования:
IДетерминированные
все характеристики работ (число, длительеность, маршруты операций или работ, число машин, их доступность и т.д.) постоянны и заранее известны
Методы теории расписания
II Стохастические
любая из характеристик работ может меняться случайным образом
Методы теории массового обслуживания
I Решение детерминированных задач календарного планирования при помощи методов теории расписания
Упорядочивание, определение оптимальной последовательности работ
Комбинаторный анализ
перестановка работ в поиске их оптимальной последовательности; например, алгоритм Джонсона (для небольшого объема работ и машин), транспортные модели и др.
Математическое программирование
линейное, нелинейное, целочисленное, динамическое программирование для решения задач средней и высокой сложности и объема
Эвристическое моделирование
метод решения задачи, не имеющий строгого обоснования, но, тем не менее, дающий приемлемое (но не оптимальное) решение задачи в большинстве практически значимых случаев при решении задач высокой вычислительной сложности
Статистическое моделирование
метод решения задач в условиях вероятностных характеристиками некоторых искомых величин, описывающих некоторое явление; моделирование этого явления дает возможность приближенно определить определяют эти характеристики путём статистической обработки «наблюдений» модели
Условия постороения расписаний в случае решения задач высокой вычислительной сложности и вероятностного значения характеристик элементов
Исключение недопустимых последовательностей
выполнения работ (вследствие технологических ограничений) для заведомого сокращения количества вариантов расписаний
Применение методов направленного перебора
например, метода ветвей и границ, т.е. подвида полного перебора с отсевом подмножеств допустимых решений, заведомо не содержащих оптимальных решений
Введение дополнительных ограничений
например, одинаковый порядок выполнения работ на каждой машине, и усиление существующих ограничений для приближения условий к реальным и упрощения задачи
Декомпозиция задачи
разложение задачи на подзадачи; оптимизация расписания для участка из одной или нескольких машин
Применение случайного поиска
Генерирование с помощью датчика случайных чисел большого числа расписаний и выбор наиболее эффективного из них
1. ТРАНСПОРТНЫЕ ЗАДАЧИ
Составление оптимального плана перевозки (передачи) грузов
от нескольких источников к нескольким приемникам
сминимальными затратами ресурсов (времени, денег и т.д.)
1.Определение предложения источников
2.Определение спроса приемников
3.Устранение избыточного спроса и предложения
4.Определение затрат на транспортировку от каждого источника к каждому приемнику (т.н. «тарифов»)
4. Составление плана перевозок
Метод северо-западного угла Метод минимального элемента
5. Проверка плана на оптимальность и корректировка
Метод потенциалов
Необходимо перевезти груз от нескольких производителей к нескольким потребителям
И — источники (производители) С — стоки (потредители)
ПР — предложение производителей СП — спрос потребителей
Сij — затраты ресурсов на транспортировку от i-го производителя j-му потребителю
|
С1 |
С2 |
... |
|
Cj |
... |
Сn |
Предл. |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
И1 |
|
С11 |
|
С12 |
|
... |
|
С1j |
|
... |
|
С1n |
ПР1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
И2 |
|
С21 |
|
С22 |
|
... |
|
С2j |
|
... |
|
С2n |
ПР2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
... |
|
... |
|
... |
|
... |
|
... |
|
... |
|
... |
... |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Иi |
|
Сi1 |
|
Сi2 |
|
... |
|
Сij |
|
... |
|
Сin |
ПРi |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
... |
|
... |
|
... |
|
... |
|
... |
|
... |
|
... |
... |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Иm |
|
Сm1 |
|
Сm2 |
|
... |
|
Сmj |
|
... |
|
Сmn |
ПРm |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Спрос |
СП1 |
СП2 |
... |
СПj |
... |
СПn |
Σ |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С1 |
|
С2 |
... |
|
Cj |
... |
|
Сn |
Предл. |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
И1 |
|
С11 |
|
С12 |
|
... |
|
С1j |
|
... |
|
С1n |
ПР1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Х1n |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
И2 |
|
С21 |
|
С22 |
|
... |
|
С2j |
|
... |
|
С2n |
ПР2 |
|
|
Х22 |
|
|
Х2j |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
... |
|
... |
|
... |
|
... |
|
... |
|
... |
|
... |
... |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Иi |
|
Сi1 |
|
Сi2 |
|
... |
|
Сij |
|
... |
|
Сin |
ПРi |
Хi1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
... |
|
... |
|
... |
|
... |
|
... |
|
... |
|
... |
... |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Иm |
|
Сm1 |
|
Сm2 |
|
... |
|
Сmj |
|
... |
|
Сmn |
ПРm |
|
|
|
|
|
|
Хmj |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Спрос |
СП1 |
СП2 |
... |
СПj |
... |
СПn |
Σ |
Хij — количество груза, который будет поставлен от i-го поставщика j-му потребюителю
Σ ( Х1j ) = СП1 |
; |
Σ ( Х2j ) = СП2 |
и т.д. |
Σ ( Хi1 ) = ПР1 |
; |
Σ ( Хi2 ) = ПР2 |
и т.д. |
Суммарный спрос должен всегда равняться суммарному предложению
Σ (СПj) = Σ (ПРi)
Еслм она не равны, то вводят фиктивного поставщика или фиктивного потребителя, затраты на транспортировку («тариф») для которого равне нулю
ΣСП = 23
ΣПР = 20
Недостаток предложения — вводим фиктивного поставщика
|
С1 |
С2 |
С3 |
С4 |
Прдл. |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
И1 |
|
5 |
|
2 |
|
7 |
|
1 |
15 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
И2 |
|
4 |
|
6 |
|
3 |
|
5 |
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
И3 |
|
0 |
|
0 |
|
0 |
|
0 |
23-20 |
фикт |
|
|
|
|
|
|
|
|
=3 |
Спр. |
7 |
8 |
3 |
5 |
S=23 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ΣСП = 15
ΣПР = 20
Недостаток спроса — вводим фиктивного потребителя
|
С1 |
С2 |
С3 |
С4 |
Прдл. |
||||
|
|
|
|
|
|
|
фикт |
|
|
И1 |
|
5 |
|
2 |
|
7 |
|
0 |
9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
И2 |
|
4 |
|
6 |
|
3 |
|
0 |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
И3 |
|
7 |
|
5 |
|
2 |
|
0 |
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Спр. |
6 |
5 |
4 |
20-15 |
S=20 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
=5 |
|
ПРИМЕР
Заготовки необходимо перевезти после токарной обработки (токарные участки Т1, Т2, Т3) на фрезерную обработку (фрезерные участки Ф1, Ф2, Ф3)
В таблице представлены данные:
-время на путь между участками, мин. («тарифы»)
-максимальная производственная мощность токарных и фрезерных участков («спрос» и «предложение»)
|
Ф1 |
Ф2 |
Ф3 |
Ф4 |
Предл. |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
3 |
|
5 |
|
6 |
|
Т1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
|
2 |
|
4 |
|
7 |
|
Т2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
200 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т3 |
|
1 |
|
2 |
|
2 |
|
1 |
85 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Спрос |
50 |
100 |
75 |
160 |
S=385 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Спрос равен предложению, значит, необходимости в фиктивных поставщиках и потребителях нет
Распределение предложения между источниками спроса
Метод северо-западного угла
Заполнение с левого верхнего угла
Клетка i-й строки j-го столбца: максимально возможное по предложению в строке и спросу в столбце число
После заполнения клетки вычеркивается строка (если исчерпано предложение) или столбец (если исчерпан спрос)
|
Ф1 |
Ф2 |
Ф3 |
Ф4 |
Предл. |
|
4 |
3 |
5 |
6 |
|
Т1 |
50 |
50 |
|
|
100 |
|
|
|
|
||
|
8 |
2 |
4 |
7 |
|
Т2 |
|
50 |
75 |
75 |
200 |
Т3 |
1 |
2 |
2 |
1 |
85 |
|
|
|
85 |
||
|
|
|
|
|
|
Спрос |
50 |
100 |
75 |
160 |
S=385 |
Распределение предложения между источниками спроса
Метод северо-западного угла
Заполнение с левого верхнего угла
Клетка i-й строки j-го столбца: максимально возможное по предложению в строке и спросу в столбце число
После заполнения клетки вычеркивается строка (если исчерпано предложение) или столбец (если исчерпан спрос)
|
Ф1 |
Ф2 |
Ф3 |
Ф4 |
Предл. |
Ответ: |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
3 |
|
5 |
|
6 |
|
50 |
шт. с Т1 поступит на Ф1, еще |
Т1 |
50 |
50 |
|
|
|
|
100 |
50 |
шт. с Т1 поступит на Ф2 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
50 |
шт. с Т2 поступит на Ф2, 75 |
|
|
8 |
|
2 |
|
4 |
|
7 |
|
||
Т2 |
|
|
50 |
75 |
75 |
200 |
шт. с Т2 поступит на Ф3 и 75 шт. |
||||
|
|
поступит на Ф4 |
|||||||||
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т3 |
|
1 |
|
2 |
|
2 |
|
1 |
85 |
Все 85 шт. с Т3 поступят на Ф4 |
|
|
|
|
|
|
|
85 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Спрос |
50 |
100 |
75 |
160 |
S=385 |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|