- •3. Математические методы принятия решений.
- •Задание 3.1. Задача линейного программирования о смесях
- •Задание 3.2. Транспортная задача
- •Задание 3.3. Задача целочисленного программирования
- •4. Задачи для самостоятельного решения Задание 4.1.
- •Задание 4.2.
- •Задание 4.3.
- •Задание 4.4.
- •Задание 4.5.
- •Задание 4.6.
- •Задание 4.7.
- •Задание 4.8.
- •Задание 4.9.
- •Задание 4.10.
- •Задание 4.11.
- •Задание 4.12.
- •Задание 4.13.
- •Задание 4.14.
- •Задание 4.15.
- •Задание 4.16.
- •Задание 4.17.
- •Задание 4.18.
- •Задание 4.19.
- •Задание 4.20.
- •Задание 4.21.
- •Литература
3. Математические методы принятия решений.
Планирование правовой, производственно-хозяйственной, управленческой и административной деятельности приводит к задачам, имеющим множество допустимых решений. Из этого множества решений нужно уметь выбрать такое, которое бы оптимальным образом учитывало внутренние возможности и внешние условия для хозяйствующего или управляющего субъекта (выбор производственной программы, прикрепление к поставщикам, маршрутизация, раскрой материалов, приготовление смесей и т.д.).
Суть принципа оптимальности состоит в стремлении выбрать такое планово-управленческое решение , где – его компоненты, которое наилучшим образом учитывало бы внутренние возможности и внешние условия производственной деятельности хозяйствующего субъекта.
Для этого нужно выбрать некоторый критерий оптимальности экономического или правового показателя, позволяющего сравнивать эффективность тех или иных планово-управленческих решений («максимум прибыли», «минимум затрат», «максимум рентабельности» и т.д.).
При этом выбор планово-управленческого решения осуществляется из некоторой области возможных (допустимых) решений D; эту область называют также областью определения задачи.
На практике принцип оптимальности в планировании и управлении означает решить экстремальную задачу вида об отыскании максимума или минимума функции
при ограничениях
Вектор называется допустимым решением, или планом задачи оптимального программирования, если он удовлетворяет системе ограничений. А то допустимое решение, которое доставляет максимум или минимум целевой функции, называется оптимальным планом (решением) задачи.
Если функция является линейной, а система ограниченийпредставляет собой систему линейных неравенств, то такая задача называется задачей линейного программирования.
Предлагаемые далее задания разделены на три группы:
экономические задачи линейного программирования,
транспортные задачи,
задачи целочисленного программирования.
В начале показаны образцы решений всех трех типов заданий, а затем предложены задания для самостоятельного решения.
Задание 3.1. Задача линейного программирования о смесях
Стандартом предусмотрено, что октановое число автомобильного бензина А-76 должно быть не ниже 76, а содержание серы в нем – не более 0,3%. Для изготовления такого бензина на заводе используется смесь из четырех компонентов. Данные о ресурсах смешиваемых компонентов, их себестоимости и их октановом числе, а также о содержании серы приведены в таблице
Характеристика |
Компонент автомобильного бензина | |||
№ 1 |
№2 |
№ 3 |
№4 | |
Октановое число |
68 |
72 |
80 |
90 |
Содержание серы, % |
0,35 |
0,35 |
0,3 |
0,2 |
Ресурсы, т |
700 |
600 |
500 |
300 |
Себестоимость, у.е./т |
40 |
45 |
60 |
90 |
Приказом директора завода изготовителя установлен следующий расход каждого компонента: 1 – 550 т, 2 – 10 т, 3 – 150 т, 4 – 290 т. Требуется определить, сколько на самом деле тонн каждого компонента следует использовать для получения 1000 т автомобильного бензина А-76, чтобы его себестоимость была минимальной. Какова упущенная выгода предприятия при производстве каждых 1000 т бензина при таком решении дирекции?
Указания: Пусть – количество в смеси компонента с номеромi. С учетом этих обозначений задача минимума себестоимости принимает вид
Первое функциональное ограничение отражает необходимость получения заданного количества смеси (1000 т), второе и третье – ограничения по октановому числу и содержанию серы в смеси, остальные – ограничения на имеющиеся объемы соответствующих ресурсов (компонентов). Прямые ограничения очевидны, но принципиально важны для выбора метода решения. Для решения задачи средствами Excel необходимо составить таблицу.
Образец таблицы
Решение задачи о смесях средствами Excel | |||||
Пере- менные |
Значе- ния |
Критерий и ограничения |
Результаты расчетов |
Знак отношения |
Ресурс |
X1 |
0 |
Целевая функция |
=40*B3+45*B4+60*B5+90*B6 |
|
|
X2 |
0 |
Ограничение1 |
=СУММ(B3:B6) |
= |
1000 |
X3 |
0 |
Ограничение2 |
=68*B3+72*B4+80*B5+90*B6 |
=> |
76000 |
X4 |
0 |
Ограничение3 |
=0,35*B3+0,35*B4+0,3*B5+0,2*B6 |
<= |
300 |
|
|
Ограничение4 |
=B3 |
<= |
700 |
|
|
Ограничение5 |
=B4 |
<= |
600 |
|
|
Ограничение6 |
=B5 |
<= |
500 |
|
|
Ограничение7 |
=B6 |
<= |
300 |
Для решения задачи средствами Excel нужно воспользоваться программой-надстройкой Поиск решения, расположенной в пункте меню Сервис.
В открывшемся диалоговом окне следует установить:
адрес целевой ячейки,
диапазон адресов изменяемых ячеек,
систему ограничений.
Добавления, изменения и удаления ограничений производятся с помощью кнопок Добавить, Изменить, Удалить. Кнопка Параметры открывает окно, в котором следует установить флажок Неотрицательные решения. Для нахождения оптимального решения следует нажать кнопку Выполнить.
Диалоговое окно Результаты поиска решения позволяет:
сохранить на текущем рабочем листе найденное оптимальное решение;
восстановить первоначальные значения;
сохранить сценарий;
выдать отчеты по результатам, устойчивости, пределам, необходимые для анализа найденного решения.
Если щелкнуть по кнопке ОК, то на месте исходной таблицы получим таблицу с найденными оптимальными значениями.
Оптимальное решение задачи имеет вид:
.
Решение дирекции:
.
Таким образом упущенная выгода предприятия при производстве каждых 1000 т бензина при таком решении дирекции составляет 407 у.е.