|
|
Проверка плана на оптимальность. Когда исходный план получен и рассчитана соответствующая ему суммарная тонно-километровая работа, определяют, является ли этот план оптимальным. Для проверки плана на оптимальность применяется метод потенциалов.
Сущность метода потенциалов состоит в том, что для каждой строки и каждого столбца таблицы (матрицы) определяют специальные числа, называемые потенциалами. С помощью этих потенциалов можно установить, нужно ли заполнять свободную клетку матрицы или ее нужно оставить незаполненной.
Для решения задач методом потенциалов исходный план должен иметь количество заполненных клеток m + n – 1 (m - число строк, n - число столбцов). Если план не отвечает этим требованиям, то не для всех строк и столбцов можно рассчитать потенциалы, а без них нельзя проверить план на оптимальность.
Потенциалы строк и столбцов определяются по заполненным клеткам, находящимся на их пересечении.
Элемент заполненной клетки должен равняться сумме потенциалов строки и столбца, на пересечении которых находится эта заполненная клетка.
Для начала вычислений первый потенциал для строки или столбца принимается условно равным нулю, все остальные потенциалы определяются с помощью элементов заполненных клеток.
Обозначив потенциалы строк ui, потенциалы столбцов Vj, элементы заполнения клеток , можно записать порядок расчета потенциалов для общего случая.
Из основного требования = ui + Vj вытекает:
ui = - Vj; Vj = - ui
Из этих выражений видно, что для расчета потенциала строки необходимо иметь заполненную клетку, в столбце которой потенциал уже определен, а для расчета потенциала столбца нужна заполненная клетка, имеющая потенциал в строке.
Потенциалы показаны в таблице.
После того, как по строкам и столбцам определены потенциалы, с их помощью выясняется, является ли план оптимальным, и если нет, то как его можно улучшить. С этой целью для каждой свободной клетки вычисляется сумма потенциалов строк и столбцов, на пересечении которых находится эта клетка.
Сравнение суммы потенциалов с величиной элемента в свободных клетках позволяет определить, нужно ли заполнять эту клетку или ее нужно оставить свободной.
При решении задач на минимум функционала (в нашем случае на минимум тонно-километровой работы) не заполняются те свободные клетки, в которых сумма потенциалов меньше величины элемента (в нашем случае - расстояния).
Иными словами, если характеристика, значение которой равно разности - (ui + Vj), положительная, то свободная метка не заполняется при решении задачи на минимум функции.
Свободные клетки, имеющие нулевое значение характеристики, показывают на то, что их заполнение приведет к перераспределению поставок, но объем работ (значение функционала) останется неизменным.
Суммы потенциалов, значения элементов и характеристики для незаполненных клеток приведены в таблице.
Шифры клеток
П1-М3
П1-М4
П1-М5
П1-M6
П2-М1
П2-М5
П2-М6
П3-М1
П3-М2
П3-М3
П3-М6
П4-М1
П4-М2
П4-М3
П4-М4
Суммы потенциалов
36
39
15
-7
18
9
-13
30
36
42
-1
39
45
51
54
Значение элементов
42
15
39
21
9
27
29
24
22
20
23
11
36
27
40
Характеристики
6
-24
24
28
-9
18
42
-6
-14
-22
24
-28
-9
-24
-14
В первоначальном плане шесть клеток имеют положительные характеристики, в девяти клетках характеристики отрицательные.
Так как задача решается на минимум целевой функции, то именно эти отрицательные клетки должны быть заполнены поставщиками. Но заполнение свободной клетки и связанное с ним перераспределение поставок производится не изолированно, а в связи с несколькими заполненными клетками. Эта связь выявляется путем построения замкнутых многоугольников, вершинами которых являются клетки таблицы. Одна вершина многоугольника находится в свободной клетке, а все остальные - в заполненных клетках. Многоугольник, или как его называют цепь, имеет прямые углы и четное число вершин.
В результате перераспределения в каждой вершине (клетке) цепи происходит изменение величины поставок: в одних клетках они увеличиваются, в других - уменьшаются.
Те клетки цепи, у которых поставки увеличиваются, называются положительными, а те, у которых поставки уменьшаются - отрицательными. Каждая цепь имеет одинаковое число положительных и отрицательных вершин (клеток). Положительные и отрицательные вершины чередуются. Если свободную клетку, в которую предполагается произвести запись, принять как положительную (поскольку изменение произойдет в сторону увеличения), то следующая клетка будет отрицательной, затем опять положительной, снова отрицательной, и т.д.
Из свободных клеток для заполнения выбирают обычно клетку, которая имеет наибольшую отрицательную характеристику. В нее записывают самую наименьшую величину из отрицательных вершин цепи.
+П4М1 -П1М1 +П1М2 -П2М2 +П2М4 -П3М4 +П3М5 -П4М5
Поставщики и объемы вывоза, т
Потребители и объемы завоза
Потенциалы строк
М1
М2
М3
М4
М5
М6
92
84
80
112
96
36
П1
144
24
30
42
15
39
21
0
60
84
П2
148
9
24
30
33
27
29
-6
80
68
П3
76
24
22
20
45
21
23
6
44
32
П4
132
11
36
27
40
30
8
15
32
64
36
Потенциалы столбцов
24
30
36
39
15
-7
Шифры
клеток
П1-М3
П1-М4
П1-М5
П1-М6
П2-М1
П2-М2
П2-М5
П2-М6
П3-М1
П3-М2
П3-М3
П3-М6
П4-М2
П4-М3
П4-М4
Суммы
потенциалов
36
39
15
-7
18
24
9
-13
30
36
42
-1
45
51
54
Значение
элементов
42
15
39
21
9
24
27
29
24
22
20
23
36
27
40
Характеристики
6
-24
24
При использовании материалов активная ссылка на источник обязательна.