Слайд 1Лекция 4. Транспортная задача ЛП.Экономические задачи, сводящиеся к транспортной.
Денисова С.Т.
Старший
преподаватель
кафедры ММиМЭ
Слайд 2План:
1.Постановка транспортной задачи. Экономико-математическая модель. Пример ТЗ.
2. Методы нахождения
начального опорного плана.
3. Метод потенциалов.
4. Оптимизационные задачи, сводящиеся к транспортным
моделям.
Слайд 3Транспортная задача линейного программирования
Заданы m источников ресурса и
n пунктов
потребления.
ai – запасы в пунктах отправления, i=1,2,..m
bj – потребности в
грузах, j=1,2..n
Стоимость транспортировки единицы груза от i-го источника к j-му потребителю равна сij
xij - количество груза, транспортируемого от
от i-го поставщика к j-му потребителю. Определить xij , при которых общие транспортные расходы будут минимальными.
Слайд 5Экономико-математическая модель
Слайд 6Пример (1) транспортной задачи
Имеется три поставщика и четыре потребителя. Мощности
поставщиков (запасы грузов) и спросы потребителей (потребности) , а
также затраты на перевозку единицы груза (стоимости грузоперевозок) для каждой пары поставщик-потребитель заданы в таблице.
Слайд 7Найти объёмы перевозок для каждой пары «поставщик-потребитель», чтобы:
1. мощности поставщиков
были реализованы;
2. спросы всех потребителей были удовлетворены;
3. суммарные затраты на
перевозку были бы минимальны.
X11+X12+X13+X14=60
X21+X22+X23+X24= 120
X31+X32+X33+X34= 100 Мощности поставщиков реализованы
Слайд 8Ограничения ТЗ
X11+X21+X31=20
X12+X22+X32= 110
X13+X23+X33= 40
X14+X24+X34= 110 Потребности удовлетворены.
Xij≥0
F(X)= X11+2 X12+5 X13
+3 X14+ X21 +6 X22 +5 X23 +2 X24 +6
X31 +3 X32 +7 X33+4X34min (суммарные затраты на перевозку)
Трансп. задача закрытого типа, т.к. ai= bj=280
Слайд 9Пример (2) открытой транспортной задачи
Слайд 10ai< bj , ТЗ открытого типа
Сведём к задаче закрытого типа:
Слайд 11I этап: Составление первоначального опорного плана
1. Метод северо-западного угла
x11
= min (a1 , b1 ), x12 = min (a1
- x11 , b2 ), если x11 = b1 ,
Или x21 = min (b1 - x11 , a2 ), если x11 = a1 и т.д.
2. Метод минимального элемента
сlk = min (cij), где i=1,2,..m, j=1,2,..n
xlk = min (al , bk ),
Слайд 12II этап: Улучшение плана перевозок методом потенциалов
ui - потенциалы строк,
i=1,2,..m
vj - потенциалы столбцов, j=1,2,..n
Для базисных переменных: vj-ui=cij
для небазисных переменных:
vj -ui ≤ cij
Слайд 131)Проверка условия баланса
ТЗ является закрытой, если:
Если ТЗ является открытой, необходимо
ввести фиктивного поставщика или потребителя.
Слайд 161А. Определение начального опорного плана
методом северо-западного угла
k=m+n-1
7=7 – решение невырожденное f(x)=7*70+2*10+2*90+5*30+1*20+4*80+0*30=1180
Слайд 171Б. Метод наименьших элементов
k=m+n-1 7=7 –
решение невырожденное f(x)=2*80+1*40+2*20+2*60+1*50+4*50+0*30=610
Слайд 192 этап. Применение метода потенциалов
Для базисных переменных: vj –ui=cij
Слайд 20Метод потенциалов
выполняться условие:
Для небазисных переменных должно
Слайд 21f(Х)=2*80+1*40+3*20+2*80+1*50+4*30+0*30=590
Слайд 23Оптимизационные задачи, сводящиеся к транспортным моделям
1.Многопродуктовая транспортная модель.
2. Транспортная модель
с промежуточными пунктами.
3.Модель производства с запасами.
4.Оптимальное распределение оборудования.
5.Формирование оптимального штата
фирмы.
Слайд 24
1.Многопродуктовая транспортная модель
Организация перевозок в условиях, когда запасами пунктов отправления
являются разнотипные грузы, которые развозятся по пунктам назначения в соответствии
с заявками.
К типов груза, для каждого типа груза заданы тарифы перевозок.
Если перевозки разнотипных грузов независимы, то многопродуктовая задача фактически расщепляется на К независимых транспортных моделей.
Чтобы свести многопродуктовую ТЗ к стандартной транспортной модели , будем рассматривать каждый пункт отправления Ai (i=1,2,..m), как К пунктов отправления Aih , (h=1,2,..К), и каждый пункт назначения Bj (j=1,2,..n) как К пунктов назначения Bjh .
Слайд 25Верхний индекс h соответствует типу груза.
Получили m*К – пунктов отправления
и n*К – пунктов назначения. Если между пунктами Aih и
Bjh
груз не перевозится, то этим перевозкам присваивается очень большая стоимость M.
Пример. Даны m =4 пункта отправления Ai (i=1,..4),
в которых содержится до К=3 типов груза, отправляемых в n=2 пункта назначения Bj (j=1,2)
Запасы: а11=200, а13=150, а21=75, а22=100, а23=50, а31=50, а32=100, а41=40, а42=30, а43=50.
Заявки:b11=250, b12=130, b13=150, b21=115, b22=100, b23=100.
Слайд 26
2. Транспортная модель с промежуточными пунктами.
Промежуточные пункты – это дополнительные
площадки, используемые для перегруппировки или хранения груза.
1) Промежуточные пункты
– только пункты отправления и назначения, т.е. груз можно перевозить через любой другой пункт отправления или назначения, пока груз не будет доставлен по назначению.
2) Промежуточными пунктами являются только дополнительные пункты.
3) Промежуточными пунктами являются как дополнительные пункты, так и пункты отправления и назначения.
Слайд 271) m=3; n=2 Транзитная перевозка через собственные пункты отправления и
назначения
Слайд 28Запись транспортной модели как задачи с транзитными перевозками
Слайд 293.Модель производства с запасами.
Рассматривается производство, в рамках которого в течение
M периодов (месяцев, недель, дней или иных периодов) планируется выпускать
продукцию в объёмах, равных a1, a2,… aM соответственно. Величина спроса для каждого периода составляет b1,b2,.. bM . Объёмы производства ai и спроса bi могут не совпадать между собой.
Спрос на продукцию пр-ва в текущем периоде i может быть удовлетворен:
При реализации продукции, произведённой в текущем периоде i;
При производстве продукции в предыдущие периоды j, jПри производстве продукции в более поздние периоды j, j>i, и реализации её в счёт погашения неудовлетворенного спроса в
период i.
Слайд 30Модель производства с запасами
Pi –затраты на производство единицы готовой продукции
в течение периода i;
Si - затраты на хранение единицы
готовой продукции в течение периода i;
Задержка в поставке единицы продукции в период i приводит к издержкам, равным ri .
Необходимо составить такой план поставок продукции потребителю, чтобы суммарные затраты f, связанные с производством, хранением и издержками, были минимальны. Обозначим:
Xij – кол-во продукции, изготовляемой в период i и поставляемой в период j.
Слайд 31Модель производства с запасами.
Аналогия с транспортной задачей
Слайд 32Модель производства с запасами
Cij =pi ,если i=j, т.е. если продукция
изготовлена и реализуется в период i;
Cij=pi +
,если iCij=pi+ ,если i>j, т.е. если продукция изготовлена и реализуется в период i в счёт долга, образованного недопоставкой в период j.
Слайд 334. Оптимальное распределение оборудования
Оборудование m различных видов нужно распределить между
n рабочими участками. Производительность единицы оборудования i-го вида на j-м
рабочем участке равна pij , i=1,..m;
J=1,..n. Запас оборудования i-го вида равен aI ,
Потребность j-го участка в оборудовании составляет bj . Найти распределение оборудования по рабочим участкам, при котором суммарная производительность максимальна.
Xij – число единиц оборудования i-го вида , выделенное на j-й рабочий участок.
Слайд 34Оптимальное распределение оборудования
Слайд 355.Формирование оптимального штата фирмы
Фирма набирает штат сотрудников. Она располагает n
группами различных должностей по bj , j=1,..n, вакантных единиц в
каждой группе. По результатам тестирования кандидатов разделяют на m групп по
aI кандидатов в каждой группе, i=1,..m. Для каждого кандидата из i-ой группы требуются определённые затраты cIj на обучение для занятия j-й должности.
cIj=0, кандидат полностью соответствует должности,
cIj=∞, кандидат не может занять данную должность.
Требуется распределить кандидатов на должности, затратив минимальные средства на их обучение.
Слайд 36Формирование оптимального штата фирмы