12. Метод искусственного базиса

Если при решении задачи симплекс - методом нельзя сразу получить допустимое базисное решение (т.е. если знак неравенства или ), то применяют метод искусственного базиса. Он заключается в следующем:

1) вводят искусственные переменные прибавляя их к левым частям уравнений.

2) эти искусственные переменные следует ввести в целевую функцию Z в виде: , где М - произвольно большое число.

3) вводят новую целевую функцию . Эту функцию принято записывать в виде 2 строк:

4) искусственные переменные выводят из базиса и делают их свободными, обратно в базис их не возвращают, поэтому соответствующие столбцы симплекс - таблицы вычеркивают и дальше не рассматривают.

5) чтобы определить разрешающий столбец, находят в строке наибольший положительный элемент. Разрешающую строку определяют по минимальным отношениям. Все элементы таблицы заполняются обычным образом.

6) после перевода всех искусственных переменных в свободные, получаем первое базисное решение. Все элементы в строке М обращаются в ноль и ее отбрасывают.

7) Далее задачу решают на max или min.

Пример:

Перейдем к каноническому виду, вводя вспомогательные переменные:

Введем искусственные переменные:

13. Транспортная задача. Общая подстановка. Открытая и закрытая модели

Под термином транспортная задача понимается широкий круг задач, необязательно транспортного характера. Общим для них является, как правило, распределение ресурсов, находящихся y производителей по n потребителям.

При планировании наиболее рациональных перевозок грузов выделяют следующие виды транспортных задач:

1. Транспортная задача по критерию стоимости перевозок.

2. Транспортная задача по критерию времени.

3. Транспортная задача на определение кратчайших расстояний по заданной сети дорог.

Транспортная задача ставится следующим образом:

Найти объемы перевозок для каждой пары поставщик - потребитель так, чтобы:

1. Мощности всех поставщиков были реализованы.

2. Удовлетворить все потребности потребителей.

3. Суммарные затраты на перевозку были минимальными.

Задача:

В 3-х пунктах отправления , сосредоточен груз . Этот груз следует доставить в каждый из четырех пунктов в количестве . Стоимость перевозок единицы груза из i-го пункта отправления в j-й пункт назначения задана для всех комбинаций. Определить такой план перевозок, чтобы их стоимость была минимальной.

					Запасы
Потребности

- стоимость перевозок единицы продукции из i-го пункта отправления в j-й пункт назначения.

- количество единиц груза, отправленного из i-го пункта в j-й.

Если , т.e. если объем суммарных запасов груза равен суммарному объему потребностей в этих грузах, то транспортная задача является закрытой. Если же эти суммы не равны, то задача называется открытой и в этом случае следует вводить ложный пункт отправления или назначения с нулевыми тарифами.

Система ограничений в транспортной задаче имеет вид:

Данную задачу можно решить симплекс методом, но особенности модели таковы:

1. Система ограничений - есть система уравнений.

2. Коэффициенты при переменных в системе ограничений равны 1 или 0.

3. Каждая переменная входит в систему ограничений дважды.

Это позволяет разработать специальные методы решения транспортной задачи:

если m - число пунктов отправления, a n- число пунктов назначения, то в общем случае уравнений будет . Одно уравнение системы ограничений транспортной задачи является следствием остальных и его можно исключить. В общем случае система ограничений содержит уравнений с числом переменных. Эта система всегда разрешима.

Определение 1. План перевозок, обращающий в минимум суммарные транспортные издержки, называется оптимальным планом или оптимальным решением.

Решение транспортной задачи разбивается на 2 этапа:

1. Определение опорного решения.

2. Построение последовательных итераций, т.е. приближение к оптимальному решению.