|
В столбцах таблицы записывают: в первом (Cj) – прибыль единицы продукции, которая вводится в план выпуска; во втором (Р0) – неизвестные, включаемые в план; в третьем (Х0) – свободные величины; в остальных – коэффициенты при неизвестных уравнений. В верхней части этих столбцов отражаются коэффициенты при неизвестных целевой функции.
В нижней строке (целевой) записываются получаемые расчетным путем показатели: в столбце х0 – суммарная прибыль планового выпуска, в остальных столбцах – прибыль единицы продукции с отрицательным знаком.
В последних трех столбцах коэффициенты при дополнительных неизвестных, равные единице, расположены по диагонали. Эта часть таблицы, называемая единичной подматрицей, необходима для вычислительных и аналитических целей.
При решении задач на максимум целевой функции наличие в целевой строке отрицательных чисел указывает на возможность начала или продолжения решения задачи. Порядок решения таков: из отрицательных чисел целевой строки выбирается наибольшее по модулю. Столбец, в котором оно находится, принимается за ключевой (или разрешающий) и для удобства расчетов выделяется. В нашем примере таким столбцом будет Х3, имеющий в целевой строке наибольшую по модулю величину -28.
1-ая итерация
cj
p1
x0
x1
х2
х3
х4
х5
х6
0
х4
116
1.3
1.75
0
1
-1
0
28
х3
50
0.3
0.75
1
0
0.3
0
0
х6
253
2.8
1.25
0
0
-0
1
Zj - Cj
1400
-13
-3
0
0
7
0
Затем элементы столбца Х0 (свободные величины) делят на соответствующие коэффициенты ключевого столбца и полученные результаты сопоставляют между собой. Строка с наименьшим отношением принимается за ключевую и также для удобства выделяется. В нашем случае 266/3 = 88,7; 200/4 = 50; 303/1 = 303. Наименьшее отношение 50 имеет срока х5, она и будет ключевой. Ключевой элемент 4.
Далее элементы таблицы преобразуются и записываются в новую таблицу. Первоначально преобразуют элементы ключевой строки путем деления их на ключевой элемент. Преобразованные элементы записывают в том же самом месте.
В столбцах Ро и Cj занимают место вводимая в план неизвестная х3 с прибылью 28 (итерация 1-я). Остальные элементы преобразуются по следующему правилу:
- для преобразуемого элемента в его столбце находят элемент ключевой строки, а в его строке - элемент ключевого столбца;
- соответствующие элементы ключевой строки и ключевого столбца перемножаются и полученное произведение делят на ключевой момент;
- частное от деления вычитают из значения элемента, которое он имел до преобразования, и полученный результат будет преобразованным элементом, который записывается в новую таблицу в том же самом месте. Следуя этому правилу, преобразование элементов столбца х0 будет:
Включение на первой итерации в план неизвестной х3 обеспечит сумму прибыли 1400 руб.
Решение задачи продолжается, так как в целевой строке два отрицательных элемента. Наибольший по модулю элемент -13. Он находится в столбце х1, который принимается за ключевой, а ключевой строкой будет х6 (116:1,3=92,8; 50:0,3=200; 253:2,8=92), ключевым элементом 2,8. Элементы таблицы преобразуются в том же порядке по изложенному правилу и записываются в новую таблицу.
2-я итерация
cj
p2
x0
x1
х2
х3
х4
х5
х6
0
х4
1
0
1.18
0
1
-1
-0.5
28
х3
27
0
0.64
1
0
0.3
-0.1
13
х1
92
1
0
0
0
0
0
Zj - Cj
2596
0
2.91
0
0
5.8
4.7
В последней таблице целевая строка имеет только положительные элементы. Это значит, что составленный план оптимален и дальнейшее улучшение его невозможно.
Как видно из таблицы, оптимальный план предусматривает выпуск продукции П1 27 ед. (х1 = 27), П3 92 ед. (х3 = 92), дополнительного неизвестного П4 1 ед. (х4 = 1). П2 и дополнительные неизвестные в план не вошли, следовательно, х2 = 0, х5 = 0 х6 = 0. Подставив значения неизвестных в уравнения, получим:
2 * 92 + 4 * 0 + 3 * 27 + 1 = 266
1 * 92 + 3 * 0 + 4 * 27 + 0 = 200
3 * 92 + 2 * 0 + 1 * 27 + 0 = 303
F = 20 * 92 + 24 * 0 + 27 * 28 = 2596
Анализ оптимального плана.
а) Запасы сырья трех видов используются не полностью, так как х4 = 1, а х5 = х6 = 0.
б) Рассмотрим элементы матрицы.
От выпуска продукции II следует отказаться.
Элементы столбца х5 показывают, что увеличение запасов сахара на I ед. (х5 = 1) позволит увеличить выпуск продукции III вида на 0,3 ед. Сумма прибыли увеличится на 5,8 руб.
Элементы столбца х6 показывают, что увеличение запасов жира на I ед. (х6 = 1) позволит уменьшить выпуск только продукции III вида на 0,1 ед. (27 - 0.1) Сумма прибыли увеличится на 4,7 руб.
Снижение запасов сырья приводит к изменениям выпуска продукции и суммы прибыли в обратном порядке.
Элементы целевой строки оптимального плана называются двойственными оценками, которые определяют величину изменения прибыли при изменении запасов сырья на I ед.
ЗАДАЧА 2
Требуется определить минимальную по стоимости смесь сырья для изготовления пищевых концентратов, которые должны содержать питательные вещества (П). Эти вещества содержаться в сырье (М) в различных сочетаниях. Содержание питательных веществ в сырье и готовом продукте, а также цена на каждый вид сырья показаны в таблице.
Питательные вещества |
Виды сырья |
Минимальное содержание (единиц) питательных веществ в готовом продукте |
||
M1 |
М2 |
М3 |
||
П1 |
1 |
1 |
0 |
50 |
П2 |
4 |
1 |
3 |
140 |
П3 |
1 |
4 |
1 |
127 |
П4 |
0 |
3 |
2 |
80 |
Цена за единицу сырья, руб. |
8 |
12 |
10 |
|
Виды используемого сырья условно обозначены через М1, М2, М3; содержание питательных веществ в сырье и готовом продукте обозначены П1, П2, П3, П3.
Исходные условия задачи выражаются неравенствами:
1х1 + 1х2 + 0х3 ≥ 50
4х1 + 1х2 + 3х3 ≥ 140
1х1 + 4х2 + 1х3 ≥ 127
0х1 + 3х2 + 2х3 ≥ 80
F = 8х1 + 12х2 + 10х3 = min
Умножив обе части неравенств на -1, получим систему с другим направлением знака неравенств:
-1х1 - 1х2 - 0х3 ≥ -50
-4х1 - 1х2 - 3х3 ≥ -140
-1х1 - 4х2 - 1х3 ≥ -127
0х1 - 3х2 - 2х3 ≥ -80
F = 8х1 + 12х2 + 10х3 = min
При использовании материалов активная ссылка на источник обязательна.