Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Формирование экономико-математической модели.
Постановка задачи.
Пусть имеется пять предприятий-изготовителей и одиннадцать потребителей одинаковой продукции. Известны производственные мощности изготовителей и потребности потребителей. Суммарные мощности предприятий больше потребности потребителей.
Производственные мощности изготовителя составляют Ai. Потребность потребителя продукции равна Bj.
На выпуск единицы продукции изготовитель i расходует Ri затрат.
Известны затраты на доставку единицы продукции из пункта i в пункт j Cij.
Издержки транспорта значительны и должны быть включены в целевую функцию.
Требуется составить такой план производства и поставок, чтобы суммарные расходы на производство и транспортировку были минимальны.
Математическая формулировка задачи.
Удовлетворение всех потребностей:
Xij = Bj
Неотрицательность грузовых потоков:
Xij >= 0
Соблюдение ограничений мощности:
Xij <= Ai
Целевая функция:
(Ri + Cij)*Xij -> min
От обычной транспортной задачи поставленная задача отличается тем, что показатель оптимальности складывается из двух составляющих. Однако, общие затраты на производство и транспортировку определяются простым суммированием.
Таким образом, поставленная задача является открытой транспортной задачей.
Исходные данные
Предприятие |
А1 |
А2 |
А3 |
А4 |
А5 |
Производственные мощности |
135 |
160 |
140 |
175 |
165 |
Затраты на ед. продукции в рублях |
119 |
93 |
81 |
70 |
62 |
Потребители |
В1 |
В2 |
В3 |
В4 |
В5 |
В6 |
В7 |
В8 |
В9 |
В10 |
Спрос потребителей |
30 |
45 |
60 |
50 |
45 |
65 |
79 |
87 |
44 |
30 |
Матрица транспортных затрат, руб.
(получена на основе данных по сети)
Потребители |
B1 |
B2 |
B3 |
B4 |
B5 |
B6 |
B7 |
B8 |
B9 |
B10 |
|
Отправители |
Номера вершин |
3 |
12 |
24 |
35 |
19 |
30 |
16 |
9 |
31 |
5 |
A1 |
2 |
41 |
34 |
45 |
64 |
41 |
46 |
31 |
38 |
41 |
18 |
A2 |
33 |
47 |
22 |
12 |
21 |
13 |
7 |
12 |
36 |
2 |
36 |
A3 |
26 |
35 |
14 |
7 |
33 |
1 |
5 |
16 |
24 |
10 |
24 |
A4 |
21 |
40 |
40 |
38 |
39 |
31 |
37 |
42 |
29 |
42 |
51 |
A5 |
13 |
21 |
16 |
19 |
47 |
13 |
19 |
18 |
10 |
24 |
19 |
Суммированием затрат на производство и транспортных затрат в каждой клетке матрицы получаем расчетную матрицу.
Расчетная матрица стоимостных затрат.
Потребители |
B1 |
B2 |
B3 |
B4 |
B5 |
B6 |
B7 |
B8 |
B9 |
B10 |
|
Отправи тели |
Ресурсы |
||||||||||
A1 |
135 |
160 |
153 |
164 |
183 |
160 |
165 |
150 |
157 |
160 |
137 |
A2 |
160 |
140 |
115 |
105 |
114 |
106 |
100 |
105 |
129 |
95 |
129 |
A3 |
140 |
116 |
95 |
88 |
114 |
82 |
86 |
97 |
105 |
91 |
105 |
A4 |
175 |
110 |
110 |
108 |
109 |
101 |
106 |
112 |
99 |
112 |
121 |
A5 |
165 |
83 |
78 |
81 |
109 |
75 |
81 |
80 |
72 |
86 |
81 |
Так как транспортная задача открытая, то мощности превышают потребности. Часть поставщиков в оптимальном плане остается недозагруженной. Для решения задачи в матричной форме вводится фиктивный потребитель дополнительный столбец с потребностью, равной избытку ресурсов над реальными потребностями.
Решение транспортной задачи.
Исходные данные.
Потребители |
B1 |
B2 |
B3 |
B4 |
B5 |
B6 |
B7 |
B8 |
B9 |
В10 |
В11 |
|
Отправи тели |
Ресурсы |
30 |
45 |
60 |
50 |
45 |
65 |
79 |
87 |
44 |
30 |
240 |
A1 |
135 |
160 |
153 |
164 |
183 |
160 |
165 |
150 |
157 |
160 |
137 |
0 |
A2 |
160 |
140 |
115 |
105 |
114 |
106 |
100 |
105 |
129 |
95 |
129 |
0 |
A3 |
140 |
116 |
95 |
88 |
114 |
82 |
86 |
97 |
105 |
91 |
105 |
0 |
A4 |
175 |
110 |
110 |
108 |
109 |
101 |
106 |
112 |
99 |
112 |
121 |
0 |
A5 |
165 |
83 |
78 |
81 |
109 |
75 |
81 |
80 |
72 |
86 |
81 |
0 |
Итого 775
Решение
Потребители |
B1 |
B2 |
B3 |
B4 |
B5 |
B6 |
B7 |
B8 |
B9 |
B10 |
B11 |
|
Отправи тели |
Ресурсы |
30 |
45 |
60 |
50 |
45 |
65 |
79 |
87 |
44 |
30 |
240 |
A1 |
135 |
160 |
153 |
164 |
183 |
160 |
165 |
150 |
157 |
160 |
137 |
0 |
135 |
||||||||||||
A2 |
160 |
140 |
115 |
105 |
114 |
106 |
100 |
105 |
129 |
95 |
129 |
0 |
49 |
44 |
67 |
||||||||||
A3 |
140 |
116 |
95 |
88 |
114 |
82 |
86 |
97 |
105 |
91 |
105 |
0 |
45 |
65 |
30 |
||||||||||
A4 |
175 |
110 |
110 |
108 |
109 |
101 |
106 |
112 |
99 |
112 |
121 |
0 |
20 |
87 |
30 |
38 |
|||||||||
A5 |
165 |
83 |
78 |
81 |
109 |
75 |
81 |
80 |
72 |
86 |
81 |
0 |
30 |
45 |
60 |
30 |
Итого 775
Для подтверждения правильности решения оптимальный план, полученный в данной таблице проверяется методом потенциалов на соблюдение условий оптимальности .
Условие оптимальности выглядит следующим образом:
Vij Uij <= Cij
Vij Uij = Cij , если Xij > 0
Для всех клеток матрицы разность потенциалов столбца и строки меньше или равна показателю оптимальности, для занятых клеток точно равна его значению.
Первый потенциал может быть присвоен любой строке или столбцу. В данном случае первый потенциал присвоен базисной клетке, где затраты на транспортировку максимальны (А4 В10).
Проверка решения методом потенциалов.
Потребители |
B1 |
B2 |
B3 |
B4 |
B5 |
B6 |
B7 |
B8 |
B9 |
B10 |
B11 |
||
Отправител |
Ресурсы |
30 |
45 |
60 |
50 |
45 |
65 |
79 |
87 |
44 |
30 |
240 |
|
A1 |
135 |
160 |
153 |
164 |
183 |
160 |
165 |
150 |
157 |
160 |
137 |
0 |
150 |
135 |
|||||||||||||
A2 |
160 |
140 |
115 |
105 |
114 |
106 |
100 |
105 |
129 |
95 |
129 |
0 |
150 |
49 |
44 |
67 |
|||||||||||
A3 |
140 |
116 |
95 |
88 |
114 |
82 |
86 |
97 |
105 |
91 |
105 |
0 |
158 |
45 |
65 |
30 |
|||||||||||
A4 |
175 |
110 |
110 |
108 |
109 |
101 |
106 |
112 |
99 |
112 |
121 |
0 |
150 |
20 |
87 |
30 |
38 |
||||||||||
A5 |
165 |
83 |
78 |
81 |
109 |
75 |
81 |
80 |
72 |
86 |
81 |
0 |
150 |
30 |
45 |
60 |
30 |
||||||||||
233 |
228 |
231 |
259 |
240 |
244 |
255 |
249 |
245 |
271 |
150 |
Потребители |
B1 |
B2 |
B3 |
B4 |
B5 |
B6 |
B7 |
B8 |
B9 |
B10 |
B11 |
|
Отправител |
Ресурсы |
30 |
45 |
60 |
50 |
45 |
65 |
79 |
87 |
44 |
30 |
240 |
A1 |
135 |
50 |
48 |
62 |
74 |
64 |
65 |
45 |
51 |
50 |
35 |
0 |
135 |
||||||||||||
A2 |
160 |
30 |
10 |
3 |
5 |
10 |
0 |
0 |
30 |
0 |
27 |
0 |
30 |
79 |
44 |
7 |
|||||||||
A3 |
140 |
20 |
4 |
0 |
19 |
0 |
0 |
6 |
20 |
10 |
17 |
20 |
60 |
45 |
35 |
||||||||||
A4 |
175 |
0 |
5 |
6 |
0 |
5 |
6 |
7 |
0 |
17 |
19 |
0 |
50 |
27 |
98 |
||||||||||
A5 |
165 |
0 |
0 |
0 |
27 |
0 |
2 |
2 |
0 |
18 |
0 |
27 |
30 |
45 |
60 |
30 |
Далее следует сравнить Целевую функцию в решении задачи (F1) и целевую функцию, полученную при решении потенциалов (F2), если F1 > F2, то план оптимален.
Потребители |
B1 |
B2 |
B3 |
B4 |
B5 |
B6 |
B7 |
B8 |
B9 |
B10 |
B11 |
|
Отправите |
Ресурсы |
30 |
45 |
60 |
50 |
45 |
65 |
79 |
87 |
44 |
30 |
240 |
A1 |
135 |
160 |
153 |
164 |
183 |
160 |
165 |
150 |
157 |
160 |
137 |
0 |
135 |
||||||||||||
A2 |
160 |
140 |
115 |
105 |
114 |
106 |
100 |
105 |
129 |
95 |
129 |
0 |
49 |
44 |
67 |
||||||||||
A3 |
140 |
116 |
95 |
88 |
114 |
82 |
86 |
97 |
105 |
91 |
105 |
0 |
45 |
65 |
30 |
||||||||||
A4 |
175 |
110 |
110 |
108 |
109 |
101 |
106 |
112 |
99 |
112 |
121 |
0 |
20 |
87 |
30 |
38 |
|||||||||
A5 |
165 |
83 |
78 |
81 |
109 |
75 |
81 |
80 |
72 |
86 |
81 |
0 |
30 |
45 |
60 |
30 |
|||||||||
Цел. Ф-ия (F1) |
2490 |
3510 |
4860 |
5450 |
3690 |
5590 |
8055 |
8613 |
4180 |
3630 |
0 |
|
Цел. Ф-ия (F1) |
50068 |
|||||||||||
Потребители |
B1 |
B2 |
B3 |
B4 |
B5 |
B6 |
B7 |
B8 |
B9 |
B10 |
B11 |
|
Отправител |
Ресурсы |
30 |
45 |
60 |
50 |
45 |
65 |
79 |
87 |
44 |
30 |
240 |
A1 |
135 |
160 |
153 |
164 |
183 |
160 |
165 |
150 |
157 |
160 |
137 |
0 |
135 |
||||||||||||
A2 |
160 |
140 |
115 |
105 |
114 |
106 |
100 |
105 |
129 |
95 |
129 |
0 |
30 |
79 |
44 |
7 |
|||||||||
A3 |
140 |
116 |
95 |
88 |
114 |
82 |
86 |
97 |
105 |
91 |
105 |
0 |
60 |
45 |
35 |
||||||||||
A4 |
175 |
110 |
110 |
108 |
109 |
101 |
106 |
112 |
99 |
112 |
121 |
0 |
50 |
27 |
98 |
||||||||||
A5 |
165 |
83 |
78 |
81 |
109 |
75 |
81 |
80 |
72 |
86 |
81 |
0 |
30 |
45 |
60 |
30 |
|||||||||
Цел. Ф-ия (F2) |
2490 |
3510 |
5280 |
5450 |
3690 |
6010 |
8295 |
6993 |
4180 |
2430 |
0 |
|
Цел. Ф-ия (F2) |
48328 |
Т.к. 50068 > 48328 , то план оптимален, т.е. условие оптимальности соблюдается во всех клетках матрицы, следовательно задача решена правильно.
Вывод.
Разработанный оптимальный план обеспечивает минимальные затраты на производство и транспортировку продукции из пяти пунктов производства в десять пунктов потребления.
На основе решения транспортной задачи определены поставки каждого пункта производства в пункты потребления, производственные программы по заводам изготовителям и резервы производственных мощностей.
Резерв производственной мощности на заводе А1 составляет 135 единиц (поставки фиктивному потребителю), на заводе А2 7 единиц, на заводе А4 98 единиц, остальные предприятия резервов не имеют.
Минимальные затраты на транспортировку и производство составили 48328 рублей. Затраты на производство продукции в составе суммарных затрат определяются умножением затрат на производство единицы продукции на производственную программу и составят:
119*0+93*153+81*140+70*77+62*165= 14229+11340+5390+10230=41189 рублей или 85,2%.
Затраты на транспортировку составляют 7139 рублей или 14,8%. Такую долю транспортных затрат для готовой продукции следует считать довольно высокой, хотя по отдельным видам дешевых массовых грузов эта доля может быть значительно выше.