Смекни!
smekni.com

Прикладная математика (стр. 5 из 14)

4y1 + 2y3 ³ 25

5y1 + 2y2 + 5y3 ³ 50

причем оценки ресурсов не могут быть отрицательными

y1

0, y2
0, y3
0. (3)

Решение полученной задачи легко найти с помощью второй основной теоремы двойственности, согласно которой для оптимальных решений

1, х2, х3, х4) и
(y1, y2, y3) пары двойственных задач необходимо и достаточно выполнение условий

x 1 (4y1 + 2y2 + 3y3 - 36) = 0 y1 (4x1 +3x2 + 4x3 + 5x4 - 208) = 0

x 2 (3y1 + 5y2 + y3 - 14) = 0 y2 (2x1 +5x2 + 2x4 - 107) = 0

x 3 (4y1 + 2y3 - 25) = 0 y3 (3x1 + x2 + 2x3 + 5x4 - 181) = 0 .

x 4(5y1 + 2y2 + 5y3 - 50) = 0

Ранее было найдено, что в решении исходной задачи х1>0, x4>0. Поэтому


4y1 + 2y2 + 3y3 - 36 = 0

5y1 + 2y2 + 5y3 - 50 = 0

Если же учесть, что второй ресурс был избыточным и, согласно той же теореме двойственности, ее двойственная оценка равна нулю

у2=0,

то приходим к системе уравнений

4y1 + 3y3 - 36 = 0

5y1 + 5y3 - 50 = 0

откуда следует

у1=6, у3=4.

Таким образом, получили двойственные оценки ресурсов

у1=6; у2=0; у3=4, (4)

причем общая оценка всех ресурсов равна 1972.

Заметим, что решение (4) содержалось в последней строке последней симплексной таблицы исходной задачи. Важен экономический смысл двойственных оценок. Например, двойственная оценка третьего ресурса у3=4 показывает, что добавление одной единицы третьего ресурса обеспечит прирост прибыли в 4 единицы.

§6. Задача о "расшивке узких мест производства"

При выполнении оптимальной производственной программы первый и третий ресурсы используются полностью, т.е. образуют ²узкие места производства². Будем их заказывать дополнительно. Пусть T(t1,t2,t3)- вектор дополнительных объемов ресурсов. Так как мы будем использовать найденные двойственные оценки ресурсов, то должно выполняться условие

H + Q-1T

0.

Задача состоит в том, чтобы найти вектор

T (t1, 0, t3),

максимизирующий суммарный прирост прибыли

W = 6t1 + 4t3 (1)

при условии сохранения двойственных оценок ресурсов (и, следовательно, структуры производственной программы)

предполагая, что можно надеяться получить дополнительно не более 1/3 первоначального объема ресурса каждого вида

(3)

причем по смыслу задачи

t1

0, t3
0. (4)

Переписав неравенства (2) и (3) в виде:

приходим к задаче ЛП: максимизировать (1) при условиях (5), (6) и (4).

Эту задачу легко решить графически: см. рис. 1. Программа ²расшивки² имеет вид

t1=

, t2=0, t3=
и прирост прибыли составит 519
.

Сводка результатов приведена в таблице

Таблица 1

сj 36 14 25 50 b x4+i yi ti
4 3 4 5 208 0 6 46 5/12
aij 2 5 0 2 107 13 0 0
3 1 2 5 181 0 4 60 1/3
xj 27 0 0 20 1972 519 2/3
Dj 0 8 7 0

§7. Транспортная задача линейного программирования

Транспортная задача формулируется следующим образом. Однородный продукт, сосредоточенный в mпунктах производства (хранения) в количествах а1, а2,..., аm единиц, необходимо распределить между n пунктами потребления, которым необходимо соответственно b1, b2,..., bnединиц. Стоимость перевозки единицы продукта из i-го пункта отправления в j-ый пункт назначения равна сijи известна для всех маршрутов. Необходимо составить план перевозок, при котором запросы всех пунктов потребления были бы удовлетворены за счет имеющихся продуктов в пунктах производства и общие транспортные расходы по доставке продуктов были минимальными.

Обозначим через хij количество груза, планируемого к перевозке от i-го поставщика j-му потребителю. При наличии баланса производства и потребления

(1)

математическая модель транспортной задачи будет выглядеть так:

найти план перевозок

Х = (хij), i = 1,m; j =1,n

минимизирующий общую стоимость всех перевозок

(2)

при условии, что из любого пункта производства вывозится весь продукт

(3)

и любому потребителю доставляется необходимое количество груза

(4)

причем по смыслу задачи

х11> 0 ,. . . ., xmn > 0. (5)

Для решения транспортной задачи чаще всего применяется метод потенциалов. Пусть исходные данные задачи имеют вид

А(а1, а2, а3) = (54; 60; 63); В(b1, b2, b3, b4) = (41; 50; 44; 30); С =

Общий объем производства åаi = 55+60+63 = 178 больше, требуется всем потребителям åbi = 42+50+44+30 = 166, т.е. имеем открытую модель транспортной задачи. Для превращения ее в закрытую вводим фиктивный пункт потребления с объемом потребления 178-166 = 12 единиц, причем тарифы на перевозку в этот пункт условимся считать равными нулю, помня, что переменные, добавляемые к левым частям неравенств для превращения их в уравнения, входят в функцию цели с нулевыми коэффициентами.

Первое базисное допустимое решение легко построить по правилу ²северо-западного угла².

Потребление
b1 =41 b2 =50 b3 =44 b4 =30 b5 =12
Производство
а1 =54 41 13 p1 =0
a2 =60 37 23 p2 =
a3 =63 * 21 30 12 p3 =
q1 = q2 = q3 = q4 = q5 =

Следует иметь в виду, что по любой транспортной таблице можно восстановить соответствующий предпочитаемый эквивалент системы уравнений (3), (4), а в таблице записаны лишь правые части уравнений, причем номер клетки показывает, какая неизвестная в соответствующем уравнении является базисной. Так как в системе (3), (4) ровно m + n - 1 линейно независимых уравнений, то в любой транспортной таблице должно быть m + n - 1 занятых клеток.