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: 174

Скачиваний: 2

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
, n – количество предприятий, m – количество возможных сумм капитальных вложений.

Необходимо распределить выделенные средства между предприятиями таким образом, чтобы получить максимальный суммарный доход.

Исходные данные варианта 0:

Объем капиталовложений xi (тыс. руб.)

Прирост выпуска продукции fj(xi) в зависимости от объема капиталовложений (тыс. руб.)

предприятие 1

предприятие 2

предприятие 3

0

0

0

0

100

30

50

40

200

50

70

50

300

70

90

80

400

100

120

110

500

150

160

150

600

190

190

180

700

210

220

230


Математическая модель задачи.

Определить Х* = ( , , …, , …, ), обеспечивающий максимум целевой функции



и удовлетворяющий условиям

,



Математическая модель задачи варианта 0:



при ограничениях:

,

.

Условная оптимизация.

Максимально возможный доход, который может быть получен с предприятий (с
k-го по n-е), определяется с помощью функции Беллмана:

,

где Сk – количество средств, инвестируемых в k-е предприятие, 0≤ СkВ.

На первом шаге условной оптимизации при k = n функция Беллмана представляет собой прибыль только с n-го предприятия. При этом на его инвестирование может остаться количество средств Сn, 0 ≤ СnВ. Чтобы получить максимум прибыли с этого предприятия, можно вложить в него все эти средства, т.е. Fn(Сn) = fn(Сn) и хn = Сn.

Для упрощения расчетов предполагаем, что распределение средств осуществляется в целых числах xi = {0, 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700} тыс. руб.

Решение.

I этап. Условная оптимизация.

1-й шаг: k = 3.

Таблица 1

x3 C3

0

100

200

300

400

500

600

700

F3(C3)



0

0






















0

0

100




40



















40

100

200







50
















50

200

300










80













80

300

400













110










110

400

500
















150







150

500

600



















180




180

600

700






















230

230

700



В шапке таблицы отражены варианты значений капиталовложений х3, которые могут быть предоставлены третьему предприятию. В столбце C3 отражены варианты значений капиталовложений, которые могут быть выделены всем трем предприятиям в совокупности.

Предположим, что все средства в количестве x3 = 700 тыс. руб. отданы третьему предприятию. В этом случае максимальный доход составит f3(x3) = 700 тыс. руб., следовательно: F3(C3) = f3(x3) и x3= C3.

2-й шаг: k = 2. Определяем оптимальную стратегию при распределении денежных средств между вторым и третьим предприятиями. При этом рекуррентное соотношение Беллмана имеет вид:

.

Представим в таблице расчет функции Беллмана.

Таблица 2

x2 C2

0

100

200

300

400

500

600

700

F2(C2)



0

0+0






















0

0

100

0+40

50+0



















50

100

200

0+50

50+40

70+0
















90

100

300

0+80

50+50

70+40

90+0













110

200

400

0+110

50+80

70+50

90+40

120+0










130

100/300

500

0+150

50+110

70+80

90+50

120+40

160+0







160

100/400/500

600

0+180

50+150

70+110

90+80

120+50

160+40

190+0




200

100/500

700

0+230

50+180

70+150

90+110

120+80

160+50

190+40

220+0

230

0/600



В шапке таблицы отражены варианты значений капиталовложений х2, которые могут быть предоставлены второму предприятию при условии, что часть средств выделяется третьему предприятию. В клетках таблицы первое слагаемое – это возможный прирост выпуска продукции второго предприятия f2(х2) в результате освоения капиталовложений х2; второе слагаемое – значение функции Беллмана, полученной на предыдущем шаге F3(C2х2), т.е. возможный прирост выпуска продукции третьего предприятия, если ему будет выделена оставшаяся часть капиталовложений, определяемая как C2х2.

Например, рассуждая формально, если при общей величине капиталовложений C2 = 0 второму предприятию выделяется х2 = 0, то прирост продукции составляет f2(0) = 0, а значение функции Беллмана из табл.1 составит: F3(0 – 0) = 0. Поэтому в клетке табл. 2 (0, 0) отражается сумма 0+0.

При общей величине капиталовложений C2 = 100 тыс. руб. возможны уже два варианта распределения средств между вторым и третьим предприятием:

1) второму предприятию ничего не выделяется, т.е. х2 = 0 и прирост продукции составляет f2(0) = 0. В этом случае значение функции Беллмана из табл. 1 составит F3(100 – 0) = F3(100) = 40 тыс. руб., т.е. вся сумма C2 = 100 тыс. руб. выделена третьему предприятию, поэтому суммарный прирост продукции составит 0+40, отражаемый в клетке (100, 0).

2) второму предприятию может быть выделено х2 = 100 тыс. руб., прирост продукции второго предприятия составляет f2(100) = 50 тыс. руб. В этом случае значение функции Беллмана из табл. 1 составит F3(100 – 100) = F3(0) = 0, т.е. вся сумма C2 = 100 тыс. руб. выделена второму предприятию, поэтому суммарный прирост продукции составит 50+0, отражаемый в клетке (100, 100).

Рассуждая аналогично, заполняются все строки табл. 2.

Максимальная сумма по каждой строке вносится в колонку F2(C2), одновременно в колонку вносят соответствующие максимальным суммам значения х2 из шапки табл. 2.

Например, в строке C
2 = 100 максимальная сумма 160 не единственная, следовательно, F2(100) = 50, ему соответствует значение х2 = 100, следовательно, =100. В строке C2 = 500 максимальная сумма единственная 50, следовательно, F2(500) = 160, ему соответствуют значения х2 = 100, х2 = 400, х2 = 500, следовательно, =100/400/500.

3-й шаг: k = 1. Определяем оптимальную стратегию при распределении денежных средств между первым и двумя другими предприятиями, используя следующую формулу для расчета суммарного дохода:

,

на ее основе составлена табл. 3.

В шапке таблицы отражены варианты значений капиталовложений х1, которые могут быть предоставлены первому предприятию при условии, что часть средств выделяется второму и третьему предприятию. В клетках таблицы первое слагаемое – это возможный прирост выпуска продукции первого предприятия f1(х1) в результате освоения капиталовложений х1; второе слагаемое – значение функции Беллмана, полученной на предыдущем шаге F2(C1х1), т.е. возможный прирост выпуска продукции второго и третьего предприятий, если им будет выделена оставшаяся часть капиталовложений, определяемая как C1 – х1.

Таблица 3

x1 C1

0

100

200

300

400

500

600

700

F1(C1)



0

0+0






















0

0

100

0+50

30+0



















50

0

200

0+90

30+50

50+0
















90

0

300

0+110

30+90

50+50

70+0













120

100

400

0+130

30+110

50+90

70+50

100+0










140

100/200

500

0+160

30+130

50+110

70+90

100+50

150+0







160

0/100/200/300

600

0+200

30+160

50+130

70+110

100+90

150+50

190+0




200

100/500

700

0+230

30+200

50+160

70+130

100+110

150+90

190+50

210+0

240

500/600