- •Исследование операций
- •Учебный план
- •Тематические планы лекций Лекция № 1. Исследование операций как методологическая основа теории принятия управленческих решений. Основные термины, определения, формализация
- •Лекция № 2.Моделирование целевых установок развития сложных системах
- •Лекция № 3. Примеры моделей операций
- •Лекция № 4. Элементы выпуклого анализа
- •Лекция № 5. Основы выпуклого программирования. Теория Куна-Таккера
- •Лекция № 6. Линейное программирование
- •Лекция № 7. Игровые методы обоснования решений
- •Лекция № 8. Моделирование операций на основе марковских случайных процессов
- •Лекция № 9. Элементы теории массового обслуживания
- •Список источников и литературы
- •2. Дополнительная литература
- •Лекция № 1. Исследование операций как методологическая основа теории принятия управленческих решений. Основные термины, определения, формализация
- •1.1Цели и задачи курса «Исследование операций»
- •1.2Системный подход в решении проблем управления
- •1.2.1Формальное определение системы и примеры систем
- •1.2.2Основные понятия целевого подхода в управлении
- •1.2.3Концептуальная постановка проблемы
- •1.2.4Понятие структуризации проблемы
- •1.2.5Основные понятия объектно-субъектного подхода в управлении
- •1.2.6Формализация системы и фаз процесса принятия решений
- •1.2.6.1Выявление проблемы — анализ ее существования
- •1.2.6.2Постановка проблемы
- •1.2.6.3Поиск решения проблемы
- •1.2.6.4Принятие решения
- •1.2.6.5Исполнение решения
- •1.2.6.6Оценка выполненного решения
- •1.3Формализм теории исследования операций (модель операции)
- •1.4Оценка эффективности стратегии
- •1.4.1Оценка неопределенности стратегии
- •1.4.2Функциональная оптимизация стратегий
- •1.4.3Смешанные стратегии
- •Лекция № 2.Моделирование целевых установок в сложных системах (2 ч.)
- •2.1Классификация целей систем
- •2.2Графы целей и способы их построения
- •2.3Методы свертки показателей эффективности
- •2.3.1.1Экономический способ формирования критериев
- •2.3.1.2Критические состояния объекта
- •2.3.1.3Последовательное достижение частных целей
- •2.3.1.4Логическое объединение критериев
- •2.3.1.5Обобщенное логическое объединение
- •2.3.1.6Случайное и неопределенное объединение
- •2.3.1.7Единицы измерения целей
- •2.3.1.8Полнота системы элементарных действий над критериями
- •2.4Экспертная оценка эффективности
- •2.5Критерии эффективности организационного управления
- •Лекция № 3. Примеры моделей операций (2 ч.)
- •3.1Модель анализа технологических процессов
- •3.2Аппроксимация функций полиномами
- •3.3Модель численного поиска экстремума
- •3.4Модель действий нападения против защиты в военных операциях
- •3.5Модель производства продукции в условиях конкуренции
- •3.6Модель оценки надежности неремонтируемых систем
- •3.6.1Параллельное дублирование системы в целом
- •3.6.2«Холодное резервирование» системы в целом
- •3.6.3Параллельное дублирование агрегатов системы
- •3.6.4«Холодное резервирование» агрегатов
- •3.7Модель для выбора дальности стрельбы в дуэльной ситуации
- •3.8Линейная обработка измерений (фильтрация) координат движущихся объектов
- •3.8.1Случайное блуждание координат движущегося объекта
- •3.8.2Зависимое блуждание координат движущегося объекта
- •3.8.3Ограниченное блуждание координат движущегося объекта
- •Лекция № 4.Элементы выпуклого анализа
- •4.1Вспомним основные понятия высшей алгебры
- •4.2Определение и примеры выпуклых множеств.
- •-Мерный куб с центром в точке и ребром :
- •-Мерный шар радиуса с центром в точке :
- •4.3Проекция точки на множество. Свойства.
- •4.4Теоремы отделимости выпуклых множеств.
- •4.5Крайние точки выпуклых множеств.
- •4.6Альтернативы Фредгольма.
- •4.7Выпуклые функции и их свойства.
- •4.8Связь между выпуклыми функциями и выпуклыми множествами
- •4.9Свойства выпуклых функций.
- •4.9.1Дифференцируемость скалярной выпуклой функции.
- •4.9.2Дифференцируемость по направлению.
- •4.9.3Непрерывность.
- •4.10Выпуклые дифференцируемые функции и их экстремальные свойства
- •4.11Критерии оптимальности
- •Лекция № 5.Основы выпуклого программирования. Теория Куна-Таккера
- •5.1Основная задача выпуклого программирования
- •5.2Формальная постановка задачи выпуклого программирования
- •5.3 Классические способы отыскания решения экстремальных задач
- •5.4Условие регулярности
- •5.5Функция Лагранжа. Условия оптимальности
- •5.6Теорема (Куна-Таккера).
- •5.7Дифференциальные условия Куна-Таккера
- •5.8Общая схема решения задачи выпуклого программирования
- •Лекция № 6.Линейное программирование
- •6.1Примеры моделей операций, приводящих к злп
- •6.1.1Задача о диете
- •6.1.2Общая задача планирования выпуска продукции (распределительная задача)
- •6.1.2.1Общая задача планирования выпуска продукции
- •6.1.2.2Выпуск комплектной продукции
- •6.1.3Транспортная задача
- •6.1.3.1Классическая транспортная задача
- •6.1.3.2Транспортная задача с фиксированными доплатами
- •6.2Различные виды злп и их эквивалентность
- •6.2.1Стандартная задача линейного программирования
- •Лекция № 7. Игровые методы обоснования решений
- •7.1Теория игр как теория обоснования решений в условиях конфликта интересов
- •7.2Конфликт и его формальная модель
- •7.3Формализация принятия решения в условиях конфликта
- •7.4Оптимальность в конфликтной ситуации
6.1.2Общая задача планирования выпуска продукции (распределительная задача)
В разделе 3.1 была рассмотрена теоретическая схема общей задачи планирования выпуска производственной продукции.
6.1.2.1Общая задача планирования выпуска продукции
При совместной эксплуатации технологических процессов производятся некоторые изделия одного и того же или различных типов. Пусть — планируемый выпуск продукции -м технологическим процессом. Технология производства единицы продукции -го процесса требует расхода сырья -го типа в количестве . Объем сырья -го типа, имеющегося в распоряжении планирующей организации — оперирующей стороны, ограничен величиной .
Пусть — -я строка матрицы размерности , получим технологические ограничения по поставкам каждого из типов сырья для выбора возможных способов действий, т.е. множество состоит из неотрицательных -мерных векторов = , удовлетворяющих ограничениям
< , > , .
В качестве показателя эффективности обычно выбирается один из экономических показателей хозяйственной деятельности системы, например, общая ценность продукции, которая может быть записана в матричном виде:
= = =< , >, = ,
где — прибыльность единицы продукции -го процесса.
Стандартная постановка задачи планирования выпуска продукции технологической системы заключается в поиске плана , максимизирующего .
Рассмотрим конкретный пример.
Планирование производства продукции на предприятии
В плановом году предприятие предполагает выпускать дозиметры типов высшей категории качества, и первой категории качества, которые реализуются по 40, 30 и 60 рублей за изделие. Трудоемкость производства дозиметров задается соотношением 3:2:5. В предплановом году выпуск продукции предприятия характеризовался следующими данными:
Отчетные данные в предплановый период
Производство дозиметров |
Среднее количество изделий в смену |
Тип |
200 |
Тип |
500 |
Тип |
100 |
Основными компонентами при сборке дозиметра являются датчик того же типа, что и прибор, а также экранированный провод (при сборке каждого дозиметра расходуется одинаковое количество этого материала). В плановом году предполагается поставлять в среднем не более 300, 500, 150 датчиков в сутки соответственно комплектации дозиметров , и . Поставки экранированного провода позволяют выпускать дозиметров не более 1200 единиц в смену. Задача — обосновать напряженные планы производства по объему реализации и ассортименту выпускаемой продукции, если доля высшей категории качества в общем объеме производства (в стоимостном выражении) должна быть не ниже 50 %.
Рассмотреть и выполнить этапы постановки проблемы.
Формализовать задачу при
КИГ ЛПР:
увеличение численности рабочих на предприятии не предполагается;
работа производится в две смены.
6.1.2.2Выпуск комплектной продукции
В распоряжении предприятия имеется типов станков в количестве ( ). На каждом типе оборудования можно изготавливать видов изделий, которые входят в выпускаемый комплект в количестве ( ) единиц. Производительность –го типа оборудования при изготовлении изделия –го вида задается величиной . Задача состоит в формировании плана использования оборудования, который обеспечит максимальный выпуск комплектной продукции.
Для формализации задачи вводят контролируемые факторы — количество станков типа , которые обрабатывают изделия –го вида. Тогда величины
= ( ),
определяют количество изделий –го вида, произведенных на всех станках, при этом количество выпущенных комплектов будет
.
Таким образом, поиск оптимального плана использования оборудования заключается в решении задачи математического программирования:
при условиях
( );
= ( ),
( );
, , — целые неотрицательные величины.