- •Практическое занятие №1
- •Примеры построения экономико-математических моделей задач линейного программирования
- •1 Запись условий при неизменяющихся объемах производственных ресурсов и
- •Варианты задач для домашней контрольной работы. Вариант 1
- •Вариант 2
- •Вариант 3
- •Вариант 4
- •Вариант 6
- •Вариант 8
- •Вариант 9
- •Вариант 10
- •Практическое занятие №2
- •Вариант 7
- •Методика решения задач лп графическим методом
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Варианты задач для домашней контрольной работы.
- •Практическое занятие № 3,4
- •Теоретическое введение
- •1.Составление первого опорного плана
- •Проверка плана на оптимальность
- •Определение ведущих столбца и строки
- •4. Построение нового плана.
- •Практическое занятие № 6,7
- •Теоретическое введение
- •Решение транспортных задач методом потенциалов
- •Задания для самостоятельной работы
Практическое занятие № 6,7
Тема: Транспортная задача линейного программирования
Цель занятия: Получить навыки решения транспортной задачи линейного программирования методом потенциалов
Вопросы по лекционному курсу:
1.Каков признак оптимальности в транспортной задаче?
2.Как строится первый опорный план?
3.Как определяются потенциалы строк и столбцов?
4.Как определяется характеристика свободной клетки?
Теоретическое введение
Стандартная транспортная задача определяется как задача разработки наиболее экономичного плана перевозки продукции однородного груза из нескольких пунктов отправления в пункты назначения. При этом величина транспортных расходов прямо пропорциональна объему перевозимой продукции и задается с помощью тарифов на перевозку единицы продукции.
Целевая функция представляет собой общие транспортные расходы на осуществление всех перевозок в целом.
Первая группа (1) ограничений указывает, что запас продукции в любом пункте отправления должен быть равен суммарному объему перевозок продукции из этого пункта.
Вторая группа (2) ограничений указывает, что суммарные перевозки продукции в некоторый пункт потребления должны полностью удовлетворять спрос на продукцию в этом пункте.
Рассмотрим вариант стандартной транспортной задачи
Решение транспортных задач методом потенциалов
Пример:
С двух складов нужно перевезти однородный груз в три магазина.
На I складе имеется 1800 т груза;
На II складе имеется 2600 т груза.
В магазин № 1 нужно доставить 1000 т;
В магазин № 2 нужно доставить 1200 т;
В магазин № 3 нужно доставить 2200 т.
Таблица - Тариф (стоимость) перевозки 1 т груза, тыс. руб.
|
Склады |
магазины |
||
|
№1 |
№2 |
№3 |
|
|
I |
2 |
2 |
3 |
|
II |
3 |
4 |
2 |
Требуется определить такой план перевозок, при котором весь груз будет доставлен в указанных количествах в каждый магазин с минимальными затратами на перевозку.
Обозначим Xij – количество груза, которое необходимо перевезти от i – го поставщика (склада) к j – му потребителю (магазину)
i = 1,2
j = 1,2,3.
X11 – объем груза, перевозимого c I склада в магазин № 1, т;
Х12 - объем груза, перевозимого cо I склада в магазин № 2, т;
Х13 - объем груза, перевозимого c I склада в магазин № 3, т;
Х21 - объем груза, перевозимого cо II склада в магазин № 1, т;
Х22 - объем груза, перевозимого cо II склада в магазин № 2, т;
Х23 - объем груза, перевозимого cо II склада в магазин № 3, т.
Ограничения:
-
по возможности I склада, т х11 + х12 + х13 = 1800
-
по возможности II склада, т х21 + х22 + х23 = 2600
-
по потребности магазина № 1, т х11 + х21 = 1000
-
по потребности магазина № 2, т х12 + х22 = 1200
-
по потребности магазина № 3, т х13 + х23 = 2200
![]()
4400 т = 4400 т
Целевая функция
F(x) = 2х11 + 2х12 + 3х13 + 3х21 + 4х22 + 2х23 →min
Решение:
Вначале принимается исходный вариант перевозок, а затем последовательно производится его улучшение до получения оптимального плана.
Для получения первоначального исходного плана перевозок используем правило «северо-западного» угла, т.е. вначале максимально допустимое количество груза помещается в верхнюю левую клетку 91 строка 1 столбец, затем заполняется соседняя клетка и т.д. до распределения всего количества груза.
При этом количество занятых клеток составит:
m + n – 1 = 2 + 3 – 1 = 4 , где
m – количество поставщиков:
n – количество потребителей.
Первоначальный план представлен в таблице 1.
Таблица 1
|
Склады |
магазины |
Запас Qi |
||
|
№1 |
№2 |
№3 |
||
|
I |
2
1 |
2
8 |
3 |
1800 |
|
II |
3
|
4 400 |
2 2200 |
2600 |
|
Спрос bj |
1000 |
1200 |
2200 |
4400=4400 |
х11 = 1000 т х22 = 400 т
х12 = 800 т х23 = 2200 т
F (x) = 2*1000 + 2*800 + 4*400 + 2*2200 = 9200 т. р
Исследуется план на оптимальность следующим образом:
Таблица 1
|
Склады |
магазины |
Запас Qi |
|
||
|
№1 |
№2 |
№3 |
|||
|
I |
2
1 |
2 + 800 |
3 |
1800 |
i = 1 |
|
Kj;iiII |
+ 3
|
— 4 400 |
2 2200 |
2600 |
i = 2 |
|
Спрос bj |
1000 |
1200 |
2200 |
4400 |
|
|
|
j = 1 |
j = 2 |
j = 3 |
|
|
По каждой строке и столбцу определяют потенциалы по формуле:
Для занятых клеток (1.1) (1.2) (2.2) (2.3)
Vj + Ui = Cij
Vj – потенциал столбца
Ui – потенциал строки
Cij – тариф (показатель) занятой клетки
1.1) V1 + U1 = 2 V1 = 2 U1 = 0
1.2) V2 + U1 = 2 V2 = 2
2.2) V2 + U2 = 4 U2 = 2
2.3) V3 + U2 = 2 V3 = 0
Для свободных клеток (1.3) (2.1) определяется характеристика по формуле
dij= Cij — (Vj + Ui)
dij – характеристика свободной клетки
Vj – потенциал столбца
Ui – потенциал строки
Cij – тариф свободной клетки
При решении задачи на min целевой функции dij 0
1.3) d1.3= 3 — (V3 + U1) = 3 — (0 — 0) = + 3
2.1) d2.1= 3 — (V1 + U2) = 3 — (2 + 2) = — 1
т.к. d2.1 = — 1, следовательно план в табл. 1 не оптимальный улучшаем его путем сдвига по циклу
4) План улучшается за счет клетки с отрицательной характеристикой 2.1)
Для этого: в цикле кл. 2.1 просматривают объемы в отрицательных вершинах (1000 и 400) и выбирают наименьший (400), производят сдвиг по циклу . Этот наименьший оъем к объемам в положительных вершинах прибавляют, а от объемов в отрицательных вершинах вычитают, т.е. получим новый план в табл. 2
Получим новый план в табл. 2
Таблица 2
|
Склады |
Магазины |
Запас Qi |
||
|
№1 |
№2 |
№3 |
||
|
I |
2 600 |
2 1200 |
3 |
1800 |
|
II |
3 400 + |
4
|
2 2200 |
2600 |
|
Спрос bj |
1000 |
1200 |
2200 |
4400 |
х11 = 600 т х22 = 400 т
х12 = 1200 т х23 = 2200 т
F (x) = 2*600 + 2*1200 + 3*400 + 2*2200 = 9600 т. руб
Занятые клетки:
1.1) V1 + U1 = 2 V1 = 2 U1 = 0
1.2) V2 + U1 = 2 V2 = 2
2.2) V1 + U2 = 3 U2 = 1
2.3) V3 + U2 = 2 V3 = 1
Для свободн. клеток
d1.3= 3 — (V3 + U1) = 3 — (1 — 0) = + 2
d2.2= 4 — (V2 + U2) = 4 — (2 + 1) = + 1
т.к. dij 0, то план во 2 таблице оптимальный.
Анализ оптим. плана
Груз с I склада 1800 т будет доставлен:
600 т в магазин 1
1200 т в магазин 2
а со II склада 2600 т будет доставлен
400 т в магазин 1
2200 в магазин 3
При этом спрос магазинов будет удовлетворен:
в магазине 1000 т;
в магазине 2 1200 т;
в магазине 3 2200 т.
Затраты на перевозку составят 9200 т. руб.
Задачи для самостоятельного решения
Задача 1.Решить минимизируя линейную форму
|
Поставщики |
Потребители |
Запасы |
||
|
В1 |
В2 |
В3 |
||
|
А1 |
2 |
3 |
5 |
50 |
|
А2 |
8 |
1 |
4 |
30 |
|
А3 |
6 |
5 |
2 |
70 |
|
Спрос |
60 |
40 |
50 |
|
Задача 2.Решить минимизируя линейную форму
|
Поставщики |
Потребители |
Запасы |
|||
|
В1 |
В2 |
В3 |
В4 |
||
|
А1 |
6 |
7 |
2 |
4 |
110 |
|
А2 |
15 |
14 |
13 |
10 |
110 |
|
А3 |
7 |
11 |
8 |
5 |
110 |
|
Спрос |
97 |
144 |
66 |
23 |
|
Задача 3.Решить минимизируя линейную форму
|
Поставщики |
Потребители |
Запасы |
|||
|
В1 |
В2 |
В3 |
В4 |
||
|
А1 |
1 |
2 |
3 |
4 |
60 |
|
А2 |
4 |
3 |
2 |
0 |
80 |
|
А3 |
0 |
2 |
2 |
1 |
100 |
|
Спрос |
40 |
60 |
80 |
60 |
|
Задача 4.Решить минимизируя линейную форму
|
Поставщики |
Потребители |
Запасы |
|||
|
В1 |
В2 |
В3 |
В4 |
||
|
А1 |
21 |
14 |
27 |
15 |
125 |
|
А2 |
7 |
20 |
13 |
11 |
145 |
|
А3 |
10 |
11 |
14 |
12 |
25 |
|
Спрос |
115 |
65 |
75 |
40 |
|
Задача 5.Решить минимизируя линейную форму
|
Поставщики |
Потребители |
Запасы |
||
|
В1 |
В2 |
В3 |
||
|
А1 |
5 |
10 |
12 |
2800 |
|
А2 |
8 |
7 |
5 |
1900 |
|
А3 |
4 |
3 |
7 |
700 |
|
|
15 |
12 |
8 |
600 |
|
Спрос |
3500 |
1800 |
700 |
|

000
00
000
—