WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 8 |

Примечание 2.1. Расчет числовых данных, которые непосредственно не заданы в условии задачи, производите непосредственно в ячейках экранной формы. Например, для ввода коэффициента при xA в левой части (2.3) в соответствующую ячейку надо ввести выражение =4/60, после чего в ячейке отобразится результат вычисления, то есть 0,066666667. Для ввода правой части ограничения (2.3) в соответствующую ячейку надо ввести выражение =14*8*1*22, при этом в ячейке отобразится число 2464. Этот способ позволяет четко представлять путь получения числовых данных в ячейках экранной формы, избегать ошибок при расчете параметров задачи, а также обеспечивает высокую точность расчетов.

3. Оформите отчет по лабораторной работе, который должен содержать:

• титульный лист (рис. 2.1);

• исходные данные варианта;

• построенную модель задачи с указанием всех единиц измерения;

• результаты решения задачи.

Министерство образования РФ ТРТУ Кафедра МЭМ Отчет по лабораторной работе №”Решение задач линейного программирования с использованием Microsoft Excel” Выполнил: Ф.И.О.

Проверил: Ф.И.О.

Таганрог Рис. 2.1. Пример оформления титульного листа отчета по лабораторной работе 2.3. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ [1, 2, 3, 4, 6, 7] Если в какой-либо системе (экономической, организационной, военной и т.д.) имеющихся в наличии ресурсов не хватает для эффективного выполнения каждой из намеченных работ, то возникают так называемые распределительные задачи. Цель решения распределительной задачи – отыскание оптимального распределения ресурсов по работам. Под оптимальностью распределения может пониматься, например, минимизация общих затрат, связанных с выполнением работ, или максимизация получаемого в результате общего дохода.

Для решения таких задач используются методы математического программирования. Математическое программирование – это раздел математики, занимающийся разработкой методов отыскания экстремальных значений функции, на аргументы которой наложены ограничения. Слово "программирование" заимствовано из зарубежной литературы, где оно используется в смысле "планирование".

Наиболее простыми и лучше всего изученными среди задач математического программирования являются задачи линейного программирования.

Характерные черты задач ЛП следующие:

1) показатель эффективности L представляет собой линейную функцию, заданную на элементах решения x1,x2,...,xn ;

2) ограничительные условия, налагаемые на возможные решения, имеют вид линейных равенств или неравенств.

В общей форме записи модель задачи ЛП имеет вид:

целевая функция (ЦФ) L = c1x1 + c2x2+...+cnxn max(min) ;

при ограничениях a11x1 + a12x2 +...+ a1nxn (,=)b1, a x1 + a22x2 +...+ a2nxn (, =)b2, (2.1)............................................................

a x1 + am2x2 +... + amnxn (, =)bm, m x1, x2,..., xk 0 (k n).

Допустимое решение – это совокупность чисел X = x1,x2,...,xn, () удовлетворяющих ограничениям задачи (2.1).

Оптимальное решение – это план X = x*,x*,...,x*, при котором 1 2 n () ЦФ принимает свое максимальное (минимальное) значение.

Для построения математической модели необходимо ответить на следующие три вопроса.

1. Что является искомыми величинами, то есть переменными этой задачи 2. В чем состоит цель, для достижения которой из всех допустимых значений переменных нужно выбрать те, которые будут соответствовать наилучшему, то есть оптимальному, решению 3. Какие ограничения должны быть наложены на переменные, чтобы выполнялись условия, описанные в задаче В данной лабораторной работе рассматривается одноиндексная задача ЛП, представляющая собой общую распределительную задачу, которая характеризуется различными единицами измерения работ и ресурсов.

Рассмотрим следующую задачу (вариант 0 из табл.2.1).

Постановка задачи Мебельный комбинат выпускает книжные полки А из натурального дерева со стеклом, полки B1 из полированной ДСП (древесно-стружечной плиты) без стекла и полки B2 из полированной ДСП со стеклом. Габариты полок А, B1 и В2 следующие: длина 1100 (d) мм, ширина 250 (w) мм, высота (h) мм (рис. 2.2). Размер листа ДСП 2 3 м.

h dw Рис. 2.2. Габариты полок, выпускаемых мебельным комбинатом При изготовлении полок А выполняются следующие работы: столярные, покрытие лаком, сушка, резка стекла, упаковка. Все операции, производимые в ходе столярных работ и упаковки, выполняются вручную. Полки B1 и Впоставляются в торговую сеть в разобранном виде. За исключением операции упаковки, все остальные операции (производство комплектующих полки, резка стекла) при изготовлении полок B1 и В2, выполняются на специализированных автоматах.

Трудоемкость столярных работ по выпуску одной полки А составляет (Тр1) ч. Производительность автомата, покрывающего полки А лаком – (Пр1) полок в час, автомата, режущего стекло – 100 (Пp2) стекол в час.

Сменный фонд времени автомата для покрытия лаком – 7 (ФВ1) ч, автомата для резки стекла – 7,5 (ФВ2) ч. Сушка полок, покрытых лаком, происходит в течение суток в специальных сушилках, вмещающих 50 (V1) полок. На упаковку полки А требуется 4 (Тр2) минуты. В производстве полок заняты (Р1) столяров и 14 (Р2) упаковщиков.

Производительность автомата, производящего комплектующие полок Bи В2, равна 3 (Пр3) полки в час, а его сменный фонд времени равен 7,4 (ФВ3) ч, трудоемкость упаковочных работ составляет 8 (Тр3) мин для полки В1 и (Тр4) мин для полки В2.

От поставщиков комбинат получает в месяц 400 (Z1) листов полированной ДСП, 230 (Z2) листов ДВП (древесно-волокнистой плиты), а также 260 (Z3) листов стекла. Из каждого листа ДВП можно выкроить 14 (К1) задних стенок полок B1 и В2, а из каждого листа стекла – 10 (К2) стекол для полок А и В2.

Склад готовой продукции может разместить не более 350 (V2) полок и комплектов полок, причем ежедневно в торговую сеть вывозится в среднем (N) полок и комплектов. На начало текущего месяца на складе осталось (Ост) полок, произведенных ранее. Себестоимость полки А равна 205 (C1) руб., полки В без стекла – 142 (C2) руб., со стеклом – 160 (С3) руб.

Маркетинговые исследования показали, что доля продаж полок обоих видов со стеклом составляет не менее 60% (Д) в общем объеме продаж, а емкость рынка полок производимого типа составляет около 5300 (V3) штук в месяц. Мебельный комбинат заключил договор на поставку заказчику 50 (З) полок типа В2 в текущем месяце.

Составьте план производства полок на текущий месяц. Известны цены реализации полок: полка А – 295 (Ц1) руб., полка В без стекла – 182 (Ц2) руб., полка В со стеклом – 220 (Ц3) руб.

Построение модели I этап построения модели заключается в определении (описании, задании, идентификации) переменных. В данной задаче искомыми неизвестными величинами является количество полок каждого вида, которые будут произведены в текущем месяце. Таким образом, xА – количество полок А (шт./мес.); xB1 – количество полок В1 (шт./мес.); xB2 – количество полок В(шт./мес.).

II этап построения модели заключается в построении целевой функции, представляющей цель решения задачи. В данном случае цель – это максимизация прибыли, получаемой от продажи полок всех видов в течение месяца. Поскольку в этой задаче прибыль может быть определена как разность между ценой (Ц1, Ц2, Ц3) и себестоимостью (С1, С2, С3), то ЦФ имеет вид руб. шт. руб.

L (X )= (295 - 205 )xA + (182 -142 )xB1 + (220 -160) xB2 max = шт. мес. мес.

III этап построения модели заключается в задании ограничений, моделирующих условия задачи. Все ограничения рассматриваемой задачи можно разделить на несколько типов.

Ограничения по фонду времени (с использованием трудоемкости работ) Левая часть ограничений по фонду времени представляет собой время, затрачиваемое на производство полок в течение месяца в количестве xА, xB1, xB2 штук. Правая часть ограничения – это фонд рабочего времени исполнителя работы (рабочего или автомата) за смену. Неравенство (2.2) описывает ограничение по фонду времени на выполнение столярных работ. Коэффициент 4 ч/шт. (Тр1) – это время, затрачиваемое на столярные работы при производстве одной полки типа А (трудоемкость); 40 чел. (Р1) – это количество столяров, участвующих в производстве; 8 ч (чел. см.) – количество часов работы одного человека в течение смены; 1 см./дн. – количество смен в одном рабочем дне; 22 дн./мес. – количество рабочих дней в месяце (табл. 2.1):

ч ч 4xA 40 81 мес. мес.

(2.2) ч шт. ч см. дн.

чел.

шт. мес. чел. см. дн. мес.

Примечание 2.2. Важным моментом проверки правильности составления ограничений является проверка совпадения единиц измерения левой и правой частей ограничения. В ограничении (2.2) левая и правая части измеряются в часах, потраченных на выпуск продукции в течение месяца.

Аналогично записывается ограничение (2.3) по фонду времени на упаковочные работы, в котором 14 чел. (Р2) – это количество упаковщиков:

4 8 10 ч ч xA + xB1 + xB2 1481 60 60 60 мес. мес.

(2.3) мин шт. ч см. дн.

шт.

чел.

мин мес. чел.см. дн. мес.

ч Ограничения по фонду времени (с использованием производительности работ) Неравенство (2.4) описывает ограничение по фонду времени на покрытие лаком полок типа А. Отличие ограничений, учитывающих данные о производительности работ, от ограничений, учитывающих данные о трудоемкости работ, состоит в том, что производительность необходимо преобразовать в трудоемкость. Трудоемкость является величиной, обратной 1 производительности. Коэффициент ( ) при xA в (2.4) – это количество 10 Прчасов, приходящихся на покрытие лаком одной полки типа А. При записи правой части ограничения учитываем, что автомат, выполняющий покрытие лаком, работает не полную смену (8 ч), а в течение сменного фонда времени 7 ч (ФВ1). Это связано с необходимостью подготовки автомата к работе и обслуживанием его после окончания работы.

1 ч ч xA 7 1 10 мес. мес.

(2.4) ч шт. ч см. дн.

шт. мес. см. дн. мес.

Неравенство (2.5) описывает ограничение по фонду времени на резку стекла для полок типа А и В2:

2 2 ч ч xA + xB2 7,51 100 100 мес. мес.

(2.5) ч шт. ч см. дн.

шт. мес. см. дн. мес.

Неравенство (2.6) описывает ограничение по фонду времени на производство комплектующих полок типа В1 и В2:

1 1 ч. ч.

xB1 + xB2 7,4 1 3 3 мес. мес.

(2.6) ч. шт. ч см. дн.

шт. мес. см. дн. мес.

Ограничения по запасу расходуемых в производстве материалов (по запасу используемых для производства полок деталей) Неравенство (2.7) описывает ограничение по запасу листов ДСП, поставляемых на комбинат ежемесячно. При этом следует учесть, что из листа ДСП надо выкраивать комплекты (верхнюю и нижнюю стороны полок, боковые стороны) для производства полок. Поэтому при задании ограничения имеет смысл ориентироваться не на количество листов ДСП, а на количество комплектов для полок [правая часть (2.7)], которые можно получить из имеющегося запаса ДСП. Но поскольку листы ДСП можно раскраивать различными способами и получать при этом различное количество деталей и комплектов, то обозначим месячный запас комплектов в правой части (2.7) как Yкомпл и рассмотрим способ его численного определения позже. В левой части ограничения (2.7) задается количество комплектов (по одному на полку), необходимых на производство полок в течение месяца в объеме xB1, xB2 :

компл. компл.

1xB1 +1xB2 Yкомпл мес. мес.

(2.7) компл. шт. компл.

шт. мес. мес.

Аналогично ограничению по ДСП неравенство (2.8.) – это ограничение по запасу задних стенок из ДВП для полок В1 и В2, а неравенство (2.9) – ограничение по запасу стекол для полок А и В2. В отличие от ДСП листы ДВП и листы стекла кроятся стандартным способом, и из каждого листа ДВП получается 14 (К1) задних стенок полок, а из каждого листа стекла получается 10 (К2) стекол. Ежемесячный запас листов ДВП и стекла составляет соответственно 230 (Z2) и 260 (Z3). При составлении левых частей ограничений (2.8) и (2.9) следует учесть, что на каждую полку В1 и В2 приходится по одной задней стенке, а на каждую полку А и В2 – по 2 стекла:

задняя стенка задняя стенка 1xB1 +1xB2 230 мес. мес.

(2.8) задняя стенка шт. лист ДВП задняя стенка шт. мес. мес. лист ДВП стекло стекло 2xА + 2xB2 260 мес. мес.

(2.9) стекло шт. лист стекла стекло шт. мес. мес. лист стекла Ограничения по емкости вспомогательных помещений и рынка Неравенство (2.10) является ограничением по количеству полок А, которые может вместить сушилка. В правой части (2.10) представлено количество полок, которые могут быть просушены в течение месяца (в день может быть просушено 50 (V1) полок):

шт. шт.

xA 50 мес. мес.

(2.10) шт. шт. дн.

мес. дн. мес.

Неравенство (2.11) описывает ограничение по количеству полок всех видов, которые может вместить склад готовой продукции. При этом правая часть (2.11) учитывает, что общая емкость склада уменьшена на 100 (Ост) полок, которые остались невывезенными с прошлого месяца. Кроме того, в течение месяца каждый день будет освобождаться по 40 (N) мест для полок:

шт. шт.

xA + x B1 + x B2 350 -100 + 40 мес. мес.

(2.11) шт. шт. шт. шт. дн.

- + мес. мес. мес. дн. мес.

Неравенство (2.12) описывает ограничение по примерной емкости рынка, равной 5300 (V3) полкам всех видов:

шт. шт.

xA + xB1 + xB2 (2.12) мес. мес.

Ограничения по гарантированному заказу Неравенство (2.13) показывает, что необходимо произвести как минимум 50 (З) заказанных полок В2, а возможно, и большее количество, но уже для свободной продажи:

шт. шт.

xB2 (2.13) мес. мес.

Ограничения по соотношению объемов продаж различных товаров Неравенство (2.14) показывает, что доля полок А и В2 в общем объеме полок, производимых для свободной продажи, должна составлять не менее 60% (Д). К такому выводу приводят результаты маркетинговых исследований.

Поскольку из всех полок В2 в свободную продажу поступит лишь (xB2 - 50), то это учитывается при составлении ограничения (2.14), которое после алгебраических преобразований принимает вид (2.15).

шт. шт.

xA +(x B2 - 50 ) 0,6 [xA + xB1 +(xB2 - 50)] (2.14) мес. мес.

0,4xA - 0,6xB1 + 0,4xB2 (2.15) Определение количества комплектов для полок В1 и ВРассмотрим подробно вопрос определения максимально возможного количества комплектов для полок В1 и В2, которое можно произвести из ежемесячного запаса ДСП. В зависимости от размеров листов ДСП ( 2000 3000 мм) и габаритов полок (1100 250 300 мм) детали полок В1 и Вможно выкроить различными способами. Рассмотрим три возможных варианта такого раскроя, представленные на рис. 2.3 (затемненные участки – это неиспользованная площадь ДСП).

L(Y) = Yкомпл max компл./мес.

Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 8 |



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.