Файл: Методические указания по выполнению курсовой работы по дисциплине (модулю) Методы оптимальных решений.docx

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 05.12.2023

Просмотров: 179

Скачиваний: 2

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

Следующими клетками с минимальным значением тарифа являются клетки (4, 1) и (3, 3), в которых с41 = с33 = 5. В клетку (4, 1) можно разместить поставку min (1, 14) = 1, в клетку (3, 3) – поставку min (20, 15) = 15. Максимальным среди них является значение 15. Следовательно, х33 = 15. Потребность третьего поставщика обнуляется, а в остальных клетках третьего столбца проставляется прочерк. У третьего поставщика остается еще пять единиц груза (20 – 15 = 5), которые подлежат дальнейшему распределению. Поскольку клетка (4, 1) не занята, то в нее можно разместить оставшуюся единицу груза, следовательно, х41 = 1. При этом запас четвертого поставщика обнуляется, а в оставшуюся незанятой клетку четвертой строки (4, 2) вносится прочерк. Потребность первого потребителя сокращается до 14 (14 = 15 – 1):

bj

ai

1

2

3

4

15/14

16/

15/0

20/0

1

14/

6


10


7

-

5

-

2

11/

10


7


6

-

9

-

3

20/5/

13


14


5

15

7

-

4

21/1/0

5

1

10

-

6

-

4

20


Среди незанятых клеток минимальный тариф имеет клетка (1, 1): с11 = 6. Объем возможной поставки определяется как min (14, 14) = 14. Следовательно, х11 = 14. При этом обнуляется запас первого поставщика и потребность первого потребителя, а в свободных клетках первого столбца и первой строки ставится прочерк:

bj

ai

1

2

3

4

15/14/0

16/

15/0

20/0

1

14/0

6

14

10

-

7

-

5

-

2

11/

10

-

7


6

-

9

-

3

20/5/

13

-

14


5

15

7

-

4

21/1/0

5

1

10

-

6

-

4

20



Следующая клетка с минимальным тарифом – клетка (2, 2): с22 = 7. Объем возможной поставки определяется как min (11, 16) = 11. Следовательно, х22 = 11. При этом обнуляется запас второго поставщика. В последнюю свободную клетку (3, 2) вносится последняя поставка х32 = 5:



bj

ai

1

2

3

4

15/14/0

16/5/0

15/0

20/0

1

14/0

6

14

10

-

7

-

5

-

2

11/0

10

-

7

11

6

-

9

-

3

20/5/0

13

-

14

5

5

15

7

-

4

21/1/0

5

1

10

-

6

-

4

20


Таким образом, все поставки распределены, получено начальное решение транспортной задачи:

.

Значение целевой функции:

ден. ед.


4. Решение транспортной задачи методом потенциалов

Метод потенциалов решения транспортной задачи для каждого получаемого решения Хk включает выполнение следующих действий:

1. проверку решения на не вырожденность;

2. проверку решения на оптимальность, в т.ч.:

2.1. расчет потенциалов на основе известных тарифов для занятых клеток;

2.2. расчет оценок свободных клеток;

2.3. проверку условия оптимальности решения.

Проверка решения Х0 на не вырожденность. Условие не вырожденности решения транспортной задачи: количество ненулевых элементов в решении транспортной задачи равно рангу матрицы.

Если количество ненулевых элементов в решении транспортной задачи (равно 6), меньшеN, а N = m + n – 1 = 4 + 4 – 1= 7, то решение вырожденное. Поскольку 6 < 7, то решение вырождено.

Проверка решения Х0 на оптимальность.

Проверка решения транспортной задачи на оптимальность

Найденное опорное решение проверяется на оптимальность методом потенциалов по следующему критерию: если опорное решение транспортной задачи является оптимальным, то ему соответствует система m + n действительных чисел ui и vj, удовлетворяющих условиям ui + vj = cij для занятых клеток и ui + vj – cij  0 для свободных клеток.

Числа ui и vj называют потенциалами. В распределительную таблицу добавляют строку vj и столбец ui.

Потенциалы ui и vj находят из равенства ui + vj = cij, справедливого для занятых клеток. Одному из потенциалов дается произвольное значение, например, u1 = 0, тогда остальные потенциалы определяются однозначно. Так, если известен потенциал ui, то vj = cijui, если известен потенциал vj, то ui, = cijvj.

Величина ij = ui + vjcij называется оценкой свободных клеток. Если все оценки свободных клеток ij 0, то опорное решение является оптимальным. Если хотя бы одна из оценок 
ij ≥ 0, то опорное решение не является оптимальным и его можно улучшить, перейдя от одного опорного решения к другому.

Проверим найденное опорное решение на оптимальность, добавив в распределительную таблицу столбец ui и строку vj: Полагаем u1 = 0, запишем это значение в последнем столбце первой строки таблицы.

Рассмотрим занятую клетку первой строки, которая расположена в первом столбце (1, 1), для нее выполняется условие u1 + v1= c11. Откуда v1 = c11u1 = 6 – 0 = 6, это значение запишем в последней строке таблицы:


bj

ai

1

2

3

4

ui

15

16

15

20

1

14

6

14

10

-

7

-

5

-

0

2

11

10

-

7

11

6

-

9

-




3

20

13

-

14

5

5

15

7

-




4

21

5

1

10

-

6

-

4

20




vj

6














Далее рассматривают ту из занятых клеток таблицы, для которых один из потенциалов известен.

Рассмотрим занятую клетку (4, 1): u4 + v1 = c41, откуда u4 = c41v1 = 5 – 6 = 1:


bj

ai

1

2

3

4

ui

15

16

15

20

1

14

6

14

10

-

7

-

5

-

0

2

11

10

-

7

11

6

-

9

-




3

20

13

-

14

5

5

15

7

-




4

21

5

1

10

-

6

-

4

20

1

vj

6















Для клетки (4, 4): u4 + v4 = c44, откуда v4 = c44u4 = 4 – (–1) = 5:


bj

ai

1

2

3

4

ui

15

16

15

20

1

14

6

14

10

-

7

-

5

-

0

2

11

10

-

7

11

6

-

9

-




3

20

13

-

14

5

5

15

7

-




4

21

5

1

10

-

6

-

4

20

1

vj

6







5





На данном этапе возникла ситуация, когда для оставшихся занятых клеток не известно ни одного из потенциалов. Это результат вырожденности решения. Для его преодоления в одну из клеток нужно внести нулевую поставку, таким образом, такая клетка станет условно занятой.

Методика преодоления вырожденности решения

Для преодоления вырожденности решения в одну из клеток нужно внести нулевую поставку. Нуль помещают в такую клетку, чтобы в каждой строке и столбце было не менее одной занятой клетки, и для данной клетки был известен один из потенциалов. Такая клетка становится условно занятой, она должна иметь наименьший тариф по сравнению с другими клетками, которые могут быть условно занятыми.
Рассмотрим, в какие клетки можно разместить нулевую поставку. Для неизвестного потенциала u2 нулевую поставку можно разместить в клетках (2, 1) и (2, 4), для которых известны потенциалы