Министерство образования и науки украины

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

«ХАРЬКОВСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ»

В. Л. Лисицкий автоматизация операционных исследований на базе персональных эвм

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

для студентов специальностей:

7080401 – Информационные управляющие системы и технологии; 7080403 – Программное обеспечение автоматизированных систем.

Утверждено редакционно-

издательским советом

университета

протокол №5 от 25.12.2002г

Харьков НТУ «ХПИ» 2003

ББК 22.18

Л63

УДК 517.93

Рецензенти: Л.Г. Раскін, д-р техн. наук, проф., НТУ “ХПІ”,

О.А. Макаров, канд. фіз.-мат. наук, доц. ХНУ.

Лисицький В.Л.

Л63 Автоматизація операційних досліджень на базі персональних ЕОМ: Навчальний посібник. Харків: НТУ “ХПІ”, 2003. – 114с. – Рос. мовою.

ISBN 966-593-129-6

У навчальному посібнику викладено основи досліджень операцій, які моделюються задачами лінійного програмування. Розроблено структуру інтерфейсу користувача, наведено приклади типових змістовних задач, описано методи їх розв’язання, сценарії дослідження операції з використанням сучасних інформаційних технологій.

Посібник призначено для студентів за напрямом підготовки 0804 – Комп’ютерны науки, а також для студентів за напрямом підготовки 0502 – Менеджмент, які спеціалізуються в області системного аналізу та дослідження операцій в економіці.

В учебном пособии изложены основы автоматизации исследования операций, моделируемых задачами линейного программирования. Разработана структура интерфейса пользователя, приведены примеры типовых содержательных задач, описаны методы их решения, сценарий исследования операций с использованием современных информационных технологий.

Пособие предназначено для студентов с направленим подготовки0804 – Компьютерные науки, а также для студентов с направлением подготовки 0502 – Менеджмент, специализирующихся в области системного анализа и исследования операций в экономике.

Іл.. 15 Табл. 46 Библиогр. 8 назв. ББК 22.18

ISBN 966-593-129-6 © В.Л. Лисицький, 2003 г.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение……………………………………………………………………….5

1. Основные определения. Типовые содержательные задачи линейного программирования, являющиеся задачами исследования операции……...7

1.1. Основные определения…………………………………………………..7

1.2. Типовые содержательные задачи ЛП, являющиеся задачами исследования операций……………………………………………………...11

1.2.1. Задача определения оптимального ассортимента товарной продукции машиностроительного завода………………………………….11

1.2.2. Задача оптимального использования ресурсов информационно-вычислительного центра…………………………………………………….14

1.2.3. Задача оптимальной закупки вычислительных средств информационно-вычислительным центром……………………………….15

1.2.4. Задача о дешевой диете (о дешевом рационе питания)…………….17

1.2.5. Задача о дешевой технологической смеси…………………………..19

1.2.6. Задача о дешевом станочном парке машиностроительного цеха….21

2. Автоматизация операционных исследований. Структура интерфейса исследователя операции…………………………………………………….23

2.1. Основные этапы имитационного моделирования операций…………23

2.2. Структура интерфейса исследователя операции……………………...26

2.2.1. Предварительные сведения…………………………………………..26

2.2.2. Методы и средства организации контроля доступа………………...27

2.2.3. Средства организации диалога……………………………………….28

2.2.4. Методы организации диалога………………………………………..28

2.2.5. Методы и средства отображения информации……………………..29

2.2.6. Главное меню исследования операции……………………………...30

3. Алгоритмическое обеспечение решения задач линейного программирования конечными методами………………………………….33

3.1. Общая схема и классификация конечных методов решения задач линейного программирования………………………………………………33

3.2. Метод последовательного улучшения плана (первый алгоритм)…...34

3.3. Метод последовательного улучшения плана (второй алгоритм)……39

3.4. Определение начального опорного плана в симплекс методе………43

3.4.1. Задачи ЛП с единичным базисом в матрице условий (вариант 1)...43

3.4.2. Организация единичного базиса в условиях задачи линейного программирования (вариант II)……………………………………………..44

3.4.3. Общие положения метода искусственного базиса (вариант III)…...46

3.4.4. Первый алгоритм метода искусственного базиса…………………..47

3.4.5. Второй алгоритм метода искусственного базиса…………………...52

3.4.6. Общие положения М-метода (вариант IV)………………………….58

3.4.7. Первый алгоритм M-метода…………………………………………59

3.4.8. Второй алгоритм М-метода………………………………………….63

3.5. Метод последовательного уточнения оценок (первый алгоритм)….67

3.6. Метод последовательного уточнения оценок (второй алгоритм)…...71

3.7. Определение начального опорного плана в двойственном комплекс методе………………………………………………………………………...75

4. Программное обеспечение исследования операций……………………77

4.1. Основные этапы обработки информации при моделировании операций……………………………………………………………………...77

4.2. Структура прикладного программного обеспечения имитационного моделирования операции……………………………………………………79

4.2.1. Состав программного обеспечения………………………………….79

4.2.2. Программа ввода первичных данных………………………………..80

4.2.3. Программа обновления первичных данных………………………...80

4.2.4. Программа решения основной задачи исследования операций…...80

4.2.5. Программа проверки достоверности решения основной задачи…..81

4.2.6. Программа исследования устойчивости полученного решения…...83

4.2.7. Программа, реализующая функции "справка" и "сервис"………….86

4.3. Построение схемы программы…………………………………………86

4.3.1. Рекомендации по разработке схем программ……………………….86

4.3.2. Обозначения и правила выполнения схем…………………………..89

4.4. Отладка программы……………………………………………………..98

4.4.1. Классификация ошибок. Цель и содержание процесса отладки…..98

4.4.2. Обнаружение и устранение ошибок…………………………………99

4.5. Описание программы………………………………………………….101

Список литературы…………………………………………………………103

ВВЕДЕНИЕ

К настоящему времени круг интересов исследователей операций охватывает различные области экономики, военного дела, энергетики, освоения природных ресурсов. Конкретным результатом этого стало создание на базе современных вычислительных средств разнообразных автоматизированных систем обработки информации и управления. Активные процессы децентрализации управления хозяйственной деятельностью предприятий, динамичное изменение условий их функционирования обуславливает целесообразность интерактивных режимов принятия управленческих решений на базе создаваемых автоматизированных рабочих мест специалистов.

При интерактивном режиме человек имеет возможность воздействовать на вычислительный процесс обработки данных с учетом изменения реальной обстановки, вырабатывать эффективные плановые и управленческие решения, обеспечивающие предпочтительное состояние системы в процессе достижения конечной цели. Последнее требует новых подходов к моделированию операций, среди которых важное место занимает имитационное моделирование с активным использованием диалога между пользователем (представителем оперирующей стороны) и ПЭВМ.

Идея подготовки и написания настоящего учебного пособия обусловлена потребностью в методическом обеспечении курсовых работ, проводимых по курсу “Математические методы исследования операций”. Если теоретическая часть этого курса достаточно полно отражена в монографиях, учебниках и учебных пособиях, то пособия, предназначенные для проведения курсовых работ, связанных с численным моделированием операций на базе персональной техники, практически отсутствуют.

В данном учебном пособии проведено краткое изложение основных определений, подробное описание типовых содержательных задач линейного программирования /ЛП/, являющихся задачами исследования операций.

Рассмотрены сущность и основные этапы автоматизированного исследования операций с привлечением ПЭВМ, предложена структура интерфейса пользователя.

Эффективное использование конечных методов ЛП при построении оптимальных типовых решений предполагает возможность выбора среди них наиболее перспективных для данного типа задач ЛП. В связи с этим в учебном пособии рассмотрено достаточно полное алгоритмическое обеспечение решения задач ЛП конечными методами. В пособии рассмотрены основные компоненты, структура программного обеспечения исследования операций с использованием ПЭВМ, изложены рекомендации по разработке и отладке программных модулей, реализующих интерфейс пользователя, методические указания к выполнению курсовой работы по курсу “Математические методы исследования операций”.