АльфаОмега

база знаний!

Приветствую Вас, Гость | RSS
...
Форма входа
Логин:
Пароль:


1с бухгалтерия [12]Английский язык [6]
Банковское дело [22]Безопасность жизнедеятельности [12]
Биология [3]Бухгалтерское дело [166]
Бухгалтерский учет [129]Информатика [91]
Инновационный менеджмент [12]История экономики [80]
История экономических учений [162]Концепции современного естествознания [54]
Конфликтология [18]Культурология [45]
Линейная алгебра [72]Линейное программирование [7]
Макроэкономика [43]Маркетинг и реклама [68]
Математическая статистика [21]Математический анализ [50]
Менеджмент [141]Микроэкономика [39]
Мировая экономика [85]Моделирование портфеля ценных бумаг [19]
Основы предпринимательства [44]Отечественная история [39]
Политология [27]Правоведение [74]
Прикладные программы [21]Психология и педагогика [159]
Региональная экономика [81]Социология [57]
Теория вероятностей [53]Теория оптимального управления [3]
Управление организацией [35]Физическая культура [42]
Философия [157]Финансовый анализ [99]
Финансы и кредит [236]Численные методы [8]
Эконометрика [15]Экономика предприятия [70]
Экономико математическое моделирование [48]Экономическая география [69]
Экономическая теория [99]Экономическая политика [23]
Юриспруденция [20]Другие предметы [39]

Использование аппарата теории двойственности для анализа оптимального плана



Использование аппарата теории двойственности для экономико-математического анализа оптимального плана задачи линейного программирования

На основании информации, приведенной в таблице, решается задача оптимального использования ресурсов на максимум выручки от реализации готовой продукции.
Вид ресурсов Нормы расхода ресурсов на ед. продукции Запасы ресурсов
I вид II вид III вид
Труд 1 4 3 200
Сырье 1 1 2 80
Оборудование 1 1 2 140
Цена изделия 40 60 80

Требуется:
1. Сформулировать прямую оптимизационную задачу на максимум выручки от реализации готовой продукции, получить оптимальный план выпуска продукции.
2. Сформулировать двойственную задачу и найти ее оптимальный план с помощью теорем двойственности.
3. Пояснить нулевые значения переменных в оптимальном плане.
4. На основе свойств двойственных оценок и теорем двойственности:
• проанализировать использование ресурсов в оптимальном плане исходной задачи;
• определить, как изменяется выручка от реализации продукции и план ее выпуска при увеличении запасов сырья на 18 единиц;
• оценить целесообразность включения в план изделия четвертого вида ценой 70 единиц, на изготовление которого расходуется по две единицы каждого вида ресурсов.


Решение


1) Сформулировать прямую оптимизационную задачу на максимум выручки от реализации готовой продукции, получить оптимальный план выпуска продукции.
Х1- норма расхода ресурса первого вида
Х2 - норма расхода ресурса второго вида
Х3 - норма расхода ресурса третьего вида.
Целевая функция имеет вид
, где
Ограничения:
1) по труду
2) по сырью  
3) по оборудованию
Оптимальный план найдем через Поиск решений в надстройках Excel (рис. 2.1) и (рис. 2.2).
 Полученное решение означает, что максимальную выручку от реализации готовой продукции (4000 ед.) предприятие может получить при выпуске 40 единиц изделия 1 вида и 40 единиц изделия 2 вида. При этом ресурс «труд» и «сырье» будут использованы полностью, из 140 единиц оборудования будет использовано только 80 единиц.
Excel позволяет представить результаты поиска решения в форме отчета рис. 2.3

Microsoft Excel 10.0 Отчет по результатам  
Рабочий лист: [Контр.раб 2.5.xls]кр 2.5
Отчет создан: 06.12.2007 18:42:36

Целевая ячейка (Максимум)
Ячейка Имя Исходное значение Результат
$D$3 4000 4000

Изменяемые ячейки
Ячейка Имя Исходное значение Результат
$A$2 х1 40 40
$B$2 х2 40 40
$C$2 х3 0 0

Ограничения
Ячейка Имя Значение Формула Статус Разница
$D$4 200 $D$4<=$E$4 связанное 0
$D$5 80 $D$5<=$E$5 связанное 0
$D$6 80 $D$6<=$E$6 не связан. 60
Рис.2.3
В отчете по результатам содержатся оптимальные значения переменных , которые соответственно равны 40; 40; 0; значение целевой функции – 4000, а также недоиспользованный ресурс «оборудование» в размере 60 единиц.
Оптимальный план

2) Сформулировать двойственную задачу и найти ее оптимальный план с помощью теорем двойственности.
Число неизвестных в двойственной задаче равно числу функциональных ограничений в исходной задаче. Исходная задача содержит 3 ограничения: труд, сырье и оборудование. Следовательно, в двойственной задаче 3 неизвестных:
двойственная оценка ресурса труд
двойственная оценка ресурса сырья
двойственная оценка ресурса оборудования
Целевая функция двойственной задачи формулируется на минимум. Коэффициентами при неизвестных в целевой функции двойственной задачи являются свободные члены в системе ограничений исходной задачи:

Необходимо найти такие «цены» на типы сырья ,чтобы общая стоимость используемых типов сырья была минимальной.
Ограничения. Число ограничений в системе двойственной задачи равно числу переменных в исходной задаче. В исходной задаче 3 переменных, следовательно, в двойственной задаче 3 ограничения. В правых частях ограничений двойственной задачи стоят коэффициенты при неизвестных в целевой функции исходной задачи. Левая часть определяет стоимость типа сырья, затраченного на производство единицы продукции.
Каждое ограничение соответствует определенной норме расхода сырья на единицу продукции:

Найдем оптимальный план двойственной задачи, используя теоремы двойственности.
Воспользуемся первым соотношением второй теоремы двойственности
тогда

Подставим оптимальные значения вектора в полученные выражения

В задаче и , поэтому первое и второе ограничения двойственной задачи обращаются в равенства

Решая систему уравнений получим, y1 = 6,67, y2 = 33,33, y3 = 0.
Проверяем выполнение первой теоремы двойственности

Это означает, что оптимальный план двойственной задачи определен, верно. 
Решение двойственной задачи можно найти, выбрав команду Поиск решений – Отчет по устойчивости (рис.2.4).


Microsoft Excel 10.0 Отчет по устойчивости  
Рабочий лист: [Контр.раб 2.5.xls]кр 2.5
Отчет создан: 06.12.2007 19:04:27

Изменяемые ячейки
Результ. Нормир. Целевой Допустимое Допустимое
Ячейка Имя значение стоимость Коэффициент Увеличение Уменьшение
$A$2 х1 40 0 40 20 4.000000003
$B$2 х2 40 0 60 100 20
$C$2 х3 0 -6.666666672 80 6.666666672 1E+30

Ограничения
Результ. Теневая Ограничение Допустимое Допустимое
Ячейка Имя значение Цена Правая часть Увеличение Уменьшение
$D$4 200 6.666666667 200 120 120
$D$5 80 33.33333333 80 60 30
$D$6 80 0 140 1E+30 60

3) Пояснить нулевые значения переменных в оптимальном плане.
Подставим в ограничения двойственной задачи оптимальные значения вектора :

Затраты на 3 изделия превышают цену ( ). Это же видно и в отчете по устойчивости (рис. 2.4) значения (нормир. стоимость) равно -6.67. Т.е. стоимость нормы расходов на единицу изделия больше чем цена изделия. Эти изделия не войдут в оптимальный план из-за их убыточности.
4) На основе свойств двойственных оценок и теорем двойственности:
- проанализировать использование ресурсов в оптимальном плане исходной задачи;
- определить, как изменятся выручка от реализации продукции и план ее выпуска при увеличении запасов сырья на 18 единиц;
- оценить целесообразность включения в план изделия четвертого вида ценой 70 единиц, на изготовление которого расходуется по две единицы каждого вида ресурсов.

Проанализировать использование ресурсов в оптимальном плане исходной задачи;

Запасы сырья по первому и второму виду были использованы полностью, а по третьему виду – оборудование - было недоиспользовано 60.
Определить, как изменятся выручка и план выпуска продукции при увеличении запасов сырья на 18 единиц
Из теоремы об оценках известно, что колебание величины приводит к увеличению или уменьшению . Оно определяется:

Из расчетов видно, если мы увеличим запасы сырья на 18 единицы, то выручка возрастет на 600 единиц, т. е общая выручка составит после изменения запасов 4600 единиц.
При этом структура плана не изменилась – изделия, которые были убыточны, не вошли и в новый план выпуска, так как цены на них не изменились.

Решим систему уравнений:

И получим  

Новый оптимальный план  
Изменение общей стоимости продукции на 600 ед. получено за счет увеличения плана выпуска 1 вида продукции на 24 ед по цене 40 ед (40*(64-40)=960 ед.) и уменьшения на 6 ед. плана выпуска продукции 2 вида по цене 60 (60*(34-40)=-360 ед.)
Оценить целесообразность включения в план изделия четвертого вида ценой 70 единиц, на изготовление которого расходуется по две единицы каждого вида ресурсов.
Для оценки целесообразности включения в план изделия четвертого вида воспользуемся вторым свойством двойственной оценки.


т.к. 80>70, то включение в план изделия четвертого вида невыгодно.




Похожие материалы
Кривые безразличия. Предельная норма замещения
Понятие регион
Установление официального курса евро
ВВП и общественно благосостояние
Принципы функционирования бюджетной системы РФ

Категория: Экономико математическое моделирование | Добавил: alfa2omega
Просмотров:2326 | Загрузок: 160 | Рейтинг: 0.0/0
  
Всего комментариев: 0
 
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
Меню сайта
Шпаргалки

>Шпаргалки

ПОДЕЛИТЬСЯ