Файл: Решение одноиндексных оптимизационных задач Цель работы научиться решать одноиндексные оптимизационные задачи производства.docx

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 30.11.2023

Просмотров: 675

Скачиваний: 3

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

  1. В поле «Управление» выбрать значение «Надстройки Excel», затем кнопку «Перейти».

  2. В поле «Доступные надстройки» установить флажок рядом с пунктом «Поиск решения» (рис. 2.13) и нажать кнопку ОК.
После выполнения этих действий команда Поиск решения будетдоступной в группе команд Анализ вкладки Данные (рис. 2.10).Рис. 2.13. Окно «Надстройки»Параметры инструмента ПоискрешенияКак отмечалось ранее, доступ к инструменту «Поиск решения»осуществляется с помощью команды «Данные – Анализ - Поиск решения» (рис. 2.14).Данная команда отображает окно диалога «Параметры поиска решения». Перед использованием рассматриваемого инструмента на листеэлектронной таблицы должны быть сформированы целевая функция,область изменяемыхячеек(неизвестные),значениякоторыхбудутнайденывпроцессерешения.Решение(изменяемыеячейки)должнонаходитьсявопределенных пределах или удовлетворять определеннымограничениям.Параметры задачи ограничиваются такими предельнымипоказателями:

  • количество неизвестных – 200;

  • количество формульных ограничений на неизвестные – 100;

  • количество предельных условий на неизвестные – 400.
Рис. 2.14. Окно «параметры поиска решения»В окне диалога «Параметры поиска решения» в поле «Оптимизировать целевую функцию» указывается адрес ячейки с целевой функцией.Целевая функциязависитотизменяемыхячеекисвязанасниминекоторойформулой. Оптимизируется значение целевой функции до максимума,минимума, или некоторого определенногозначения.В поле «Изменяя ячейки переменных» указывается адрес блокаячеек, которые и будутрешением.В область «В соответствии с ограничениями» вводятся ограниченияна решение. Кнопки «Добавить, Изменить, Удалить» управляютограничениями, их действия интуитивнопонятны.Еслив

пределах одного рабочего листа Excel необходимо рассмотреть несколько моделей оптимизации (например, найти максимум и минимум одной функции или максимальные значения нескольких функций), то удобнее сохранить эти модели, используя кнопку «Загрузить/сохранить». Диапазон для сохраняемой модели содержит информацию о целевой ячейке, об изменяемых ячейках, о каждом из ограничений и все значения окна диалога «Параметры». Выбор сохраненной ранее модели для решения конкретной оптимизационной задачи осуществляется также с помощью кнопки «Загрузить/сохранить».

Флажок в поле «Сделать переменные без ограничений неотрицательными» позволяет не вводить дополнительно ограничения на изменяемые ячейки, если их значения неотрицательны.

Поиск решения в зависимости от типа решаемых задач, позволяет использовать методы:


  • Симплексный метод.

  • Метод ОПГ (обобщенного приведенного градиента).

  • Эволюционный поиск решения.
Метод решения выбирается из раскрывающегося списка «Выберитеметод решения» рассматриваемого окнадиалога.Кнопка «Найти решение» запускает процесс решениязадачи.Иногда,врезультатевыполненияпроцедурыпоискарешения,саморешение не находится, даже если известно, что решение существует. Частоэту проблему удается решить, изменив некоторые параметры и повторнозапустив «Поиск решения». Указанные параметры устанавливаются вдиалоговом окне «Параметры» (рис. 2.15), которое отобразится, если в окне диалога «Параметры поиска решения» выбрать кнопку «Параметры».Рис. 2.15. Окно «Параметры»Ниже описаны основные параметры вкладки.Точность ограничения. Указывает насколько точно выполняютсяограничения. Задача может быть решена быстрее, если задать меньшуюточность.Использовать автоматическое масштабирование. Служит дляавтоматической нормализации входных и выходных значений, значительноразличающихся повеличине.

Показывать результаты итераций. Если этот параметрактивизирован, то после выполнения очередной итерации решениеприостанавливается, и отображаются найденныерезультаты.Игнорировать целочисленные ограничения. При установке этогопараметра игнорируются ограничения, определяющие, что значениядолжны бытьцелыми.Применениеэтогопараметраиногдапозволяетнайтирешение, которое в противном случае обнаружитьнельзя.Максимальное время. Предоставляет возможность ограничитьмаксимальное время решения задачи (в секундах). Если появится сообщение,что время на решение задачи истекло, то его можнодобавить.Число итераций. Используется для ввода максимального числапромежуточных решений, допустимых при поискерешения.Максимальное число подзадач. Параметр предназначен длярешения сложных задач. Позволяет задать максимальное количество подзадач,которые могут использоваться при применении эволюционногоалгоритма.Максимальное число допустимых решений. Параметрпредназначен для решения сложных задач. Позволяет задать максимальноеколичество приемлемых решений, которые могут использоваться при примененииэволюционногоалгоритма.Пример решения задач линейногопрограммирования.Задача определения оптимального ассортиментапродукцииПредприятиеизготавливаетчетыревидапродукции–A,B,CиD.Для производства продукции используются ресурсы – трудовые,материальные, финансовые. Максимальный запас ресурсов на производстве 800,2000,2900 соответственно. Расход ресурсов на единицу производства продукции A, B, C и D и предельно допустимые значения выпуска каждого вида даны в табл.2.6.Таблица2.6. Условие задачи 1

Ресурсы

Расход ресурса на единицу продукции

Запас ресурса

A

B

C

D




Трудовые

8

3

4

4

800

Материальные

7

8

12

10

2000

Финансовые

15

14

13

14

2900

Нижняя граница выпуска

12




3







Верхняя граница выпуска

30

25










Прибыль от реализации единицы продукции равны: 8 д. е. – для A, 10 д. е. – для B, 7 д. е. – для C, 8 д. е. – дляD.Какой объем продукции каждого вида должнопроизводить предприятие, чтобы прибыль от реализации продукции быламаксимальной?Решение.Составим математическую модель для решенияпоставленной задачи.Обозначимпеременные:x1 – объем произведенной продукции видаА; x2 – объем произведенной продукции видаB; x3 – объем произведенной продукции видаC; x4 – объем произведенной продукции видаD;Поскольку производство продукции ограничено имеющимися враспоряжениипредприятияресурсамииспросомнаданнуюпродукцию,атакже учитывая,чтообъемизготовляемойпродукциинеможетбытьотрицательным, должны выполняться следующиенеравенства:Прибыль от реализации продукциисоставит:Cреди всех неотрицательных решений системы линейных неравенств требуетсянайтитакое,прикоторомфункцияFпринимаетмаксимальное значениеFmax.Рассматриваемая задача относится к разряду типовых задач оптимизации производственной программы предприятия. В качестве критериевоптимальности в этих задачах могут быть также использованы прибыль,себестоимость, номенклатура производимой продукции, затраты станочноговремени идр.Создадим на рабочем листе таблицу для ввода исходныхданных (рис. 2.16). Заливкой выделены ячейки для ввода формул и выводарезультата.Рис. 2.16. Экранная форма задачиЗаполнимтаблицу.Блок ячеек В3:Е3 содержит оптимальное решение, значение этихячеек будет получено в результате решениязадачи.БлокячеекВ4:Е4содержитзначенияприбыли
отреализациипродукции. В ячейках В9: Е13 отображен расход ресурсов на единицупроизводства продукцииA,B,CиDипредельнодопустимыезначениявыпускакаждого вида.Для вычисления целевой функции в ячейке F4 используем функцию =СУММПРОИЗВ($B$3:$E$3;B4:E4) (рис.2.17).Рис. 2.17. Функция СУММПРОИЗВВ ячейки F9:F11 введены формулы для расчета ограничений поресурсам. На рис. 2.18 представлена таблица с исходными данными, целевойфункцией, ограничениями и граничнымиусловиями.Рис. 2.18. Исходные данные с формуламиНа вкладке «Данные» в группе «Анализ» выберем команду Поискрешения.На экране отобразится диалоговое окно «Параметры поискарешения», в котором установим следующие параметры (рис.2.19):Рис. 2.19. Окно «Параметры поиска решения»

    • в поле «Оптимизировать целевую функцию» указываем адрес ячейки со значением целевой функции – F4;

    • выбираем нахождение максимума целевой функции;

    • в поле «Изменяя ячейки переменных» указываем адреса ячеек со значениями искомых переменных B3:Е3;

    • в области «В соответствии с ограничениями» с помощью кнопки «Добавить» размещаем все ограничения задачи (добавление ограничений будет рассмотрено ниже);

    • установим флажок в поле «Сделать переменные без ограничений неотрицательными»;

    • в списке «Выберите метод решения» указываем «Поиск решения линейных задач симплекс-методом»;

    • нажимаем кнопку «Найти решение»
Остановимся подробно на добавлении ограничений в область Всоответствии сограничениями.Все ограничения указаны в математической модели задачи. Для добавленияограничения необходимо выбрать кнопку «Добавить». Отобразится окно диалога «Добавлениеограничений» (Рис. 2.20).