Математическое моделирование экономических процессов на железнодорожном транспорте, страница 24

5.  Проанализировать возможность изменения оптимального плана, привлекая для этого двойственные оценки.

Математическая модель:

Пусть на производстве (в цеху, на участке) имеется возможность четырех видов изделий, например, N1, N2, N3, N4. Для их производства привлекаются пять видов ресурсов: A, B, C, D, E. Для производства рассчитаны коэффициенты затраты ресурсов на выпуск каждого изделия, aij. Цех заинтересован в максимизации прибыли, поэтому в качестве критерия оптимальности используется прибыль на одно изделие cj.  В качестве неизвестных примем выпуск изделий xj

Тогда, в соответствии с общей задачей линейного программирования можем составить математическое описание задачи производства четырех изделий при пяти видах ресурсов: 

12x1+6x2+8x3+16x4 =max F

4x1+2x2+0x3+1x4 <=760

2 x1+0x2+2x3+1x4 <=770

2x1+2x2+2x3+0x4 <=740

2x1+2x2+1x3+1x4 <=700

0x1+2x2+2x3+2x4 <=800

x1 >=0

x2>=0

x3>=0

x4>=0

Шаг 1 - Построение канонической формы. Для каждого ограничения вводим Xj >=0 - дополнительную переменную. Поскольку у нас пять ограничений, необходимо ввести пять дополнительные переменные: X5, X6, X7, X8, X9. В результате имеем систему уравнений относительно ограничений и неравенств относительно переменных.

4X1 + 2X2 + 0X3 + 1X4 + 1X5+ 0X6 + 0X7 + 0X8 + 0X9 = 760

2X1 + 0X2 + 2X3 + 1X4 + 0X5 + 1X6 + 0X7 + 0X8 + 0X9 = 770

2X1 + 2X2 + 2X3 + 0X4 + 0X5 + 0X6 + 1X7 + 0X8 + 0X9 = 740

2X1 + 2X2 + 1X3 + 1X4 + 0X5 + 0X6 + 0X7 + 1X8 + 0X9 = 700

0X1 + 2X2 + 2X3 + 2X4 + 0X5 + 0X6 + 0X7 + 0X8 + 1X9 = 800

X1 >=0

X2 >=0

X3 >=0

X4 >=0

X5 >=0

X6 >=0

X7 >=0

X8 >=0

X9 >=0

Шаг 2 - Строится базис допустимого плана относительно этих переменных. Для этого приравняем 0 значения всех переменных относительно возможного выпуска изделий 1, 2, 3, 4 вида, т.е. приравняем 0 переменные X1 = X2 = X3 = X4 =0. Тогда имеем план выпуска изделий пятого вида в количестве 760 единиц, соответственно изделий шестого вида составит 770 единиц, седьмого вида - 740 единиц, восьмого вида – 700 единиц, девятого вида – 800 единиц.

1X5+ 0X6 + 0X7 + 0X8 + 0X9 = 760

0X5 + 1X6 + 0X7 + 0X8 + 0X9 = 770

0X5 + 0X6 + 1X7 + 0X8 + 0X9 = 740

0X5 + 0X6 + 0X7 + 1X8 + 0X9 = 700

0X5 + 0X6 + 0X7 + 0X8 + 1X9 = 800

X1 =0, X2 =0, X3 =0, X4=0,

X5=760, X6=770, X7 =740, X8 =700, X9 =800

На основе базиса допустимого плана построим специальную форму для решения задачи симплекс-методом. Здесь в столбце ci приведены показатели целевой функции переменных, входящих в базис задачи: с5=0, с6=0, с7 =0, с8 =0, с9 =0. pi - наименования самих показателей, X5, X6, X7 , X8 , X9 . В столбце Xi приведены значения показателей: X5=760, X6=770, X7 =740, X8 =700, X9 =800. Первая строка таблицы содержит значения показателей cj . Вторая строка содержит наименования переменных канонической формы.

12

6

8

16

0

0

0

0

0

Сi

Pi

Xi

X1

X2

X3

X4

X5

X6

X7

X8

X9

0

X5

760

4

2

0

1

1

0

0

0

0

0

X6

770

2

0

2

1

0

1

0

0

0

0

X7

740

2

2

2

0

0

0

1

0

0

0

X8

700

2

2

1

1

0

0

0

1

0

0

X9

800

0

2

2

2

0

0

0

0

1

ZJ - CJ

F

Шаг 3 - Рассчет симплекс-множителей (zj ) и показателей индексной строки zj-cj: где zj рассчитывается по формуле: