1) Построить математическую модель задачи оптимизации производства.
2) Найти решение симплекс-методом.
3) Построить двойственную задачу, проанализировать результат.
Вариант 4.
Фирма выпускает 2 вида древесно-стружечных плит- обычные и улучшенные. При этом производятся 2 основные операции- прессование и отделка. Какое количество плит каждого типа можно изготовлять в течении месяца так, чтобы обеспечить максимальную прибыль при следующих ограничениях на ресурсы (материал, время, затраты).
Затраты Обычных Улучшенных Имеющиеся ресурсы на месяц
Материал (кг) 20 40 4000
Время на прессование (часы) 4 6 900
Время на отделку (часы) 4 4 600
Средства (у.е.) 30 50 6000
Доход от реализации (у.е.) 6 8
Решение
1) Экономико-математическая модель задачи
Определим количество переменных и их назначение: за и обозначим число плит (соответственно обычных и улучшенных). Это план производства. Тогда дохлд будет: . Это будет функция цели.
Нужно доход максимизировать, то есть .
Поскольку число единиц продукции не может быть отрицательным, поэтому должны выполняться неравенства: .
Число имеющихся ресурсов дает систему ограничений для каждого вида ресурсов. Это будут неравенства со знаком ≤ (нельзя потратить больше, чем есть в наличии):
Получаем задачу линейного программирования:
2) Найти решение симплекс-методом.
Сведем задачу к канонической задаче линейного программирования путем введения в ограничения вида «» неотрицательных дополнительных переменных :
(*)
Переменные в задаче (*) - базисные, начальный базисный план X1 = (0; 0; 4000; 900; 600; 6000). Составим первоначальную симплекс-таблицу:
6 8 0 0 0 0
хбаз Сбаз bі
0 4000 20 40 1 0 0 0
0 900 4 6 0 1 0 0
0 600 4 4 0 0 1 0
0 6000 30 50 0 0 0 1
Δj
0 -6 -8 0 0 0 0
Проверку опорного плана на оптимальность будем проводить по последней строке.
Условие оптимальности в задаче на max - это отсутствие в последней (индексной) строке отрицательных оценок. Действуем по следующему алгоритму:
Пересматриваем знаки всех оценок Δj. Если все Δj ≥ 0, то план оптимальний.
Если не все Δj ≥ 0, то среди значений Δj < 0 выбираем наибольшее по абсолютному значению. Этот столбец будет ведущим столбцом. Ведущей строкой будет строка , в которой достигается min среди отношений элементов столбца bі к элементам ведущего столбца
. Тогда элемент, который стоит на пересечении ведущей строки и ведущего столбца, будет ведущим элементом.
С помощью ведущего елемента переходим к следующей симплекс – таблице, выполняя преобразование Жордано-Гаусса:
Все элементи ведущей строки делим на ведущий элемент. Значения остальных элементов в новой таблице равно старому значению минус произведение соответствующих элементов ведущей строки и ведущего столбца, поделенное на ведущий элемент.
Возвращаемся к шагу 1.
Поскольку в последней строке есть отрицательные числа, то выбираем среди них max(|-6|, |-8|)=8. Столбец х2 является ведущим, а переменная х2 будет включена в базис. Найдем теперь переменную, которая будет исключаться из базиса. Для этого в ведущем столбце для положительных его элементов найдем
min (4000 : 40 , 900 : 6 , 600 : 4 , 6000 : 50 ) = 100 - это 1-я строка.
Следовательно, 1-я строка будет ведущей, переменная х3 будет исключена из базиса, вместо нее войдет х2. Элемент а12 = 40 будет ведущим. С помощью ведущего элемента проведем одну итерацию методом Жордано-Гаусса и перейдем к следующей симплекс-таблице:
6 8 0 0 0 0
хбаз Сбаз bі
x2 8 100 1/2 1 1/40 0 0 0
x4 0 300 1 0 -3/20 1 0 0
x5 0 200 2 0 -1/10 0 1 0
x6 0 1000 5 0 -5/4 0 0 1
Δj
800 -2 0 1/5 0 0 0
X2 =(0, 100, 0, 300, 200, 1000)
Поскольку в последней строке есть отрицательное число, то план X2 не является оптимальным, а ведущим столбцом будет х1. Ведущей строкой будет 3-я строка, так как
min (100 : 1/2 , 300 : 1 , 200 : 2 , 1000 : 5 ) = 100
Элемент а31 = 2 будет ведущим