11776

Пошук оптимального розв’язку багатокритерійних лінійних задач

Лабораторная работа

Информатика, кибернетика и программирование

Звіт до лабораторної роботи №5 на тему: Пошук оптимального розвязку багатокритерійних лінійних задач З курсу: Математичні методи дослідження операцій Мета: Вивчити методологію розвязання багатокритерійних оптимізаційних задач на прикладі задачі розпо...

Украинкский

2013-04-11

153.21 KB

17 чел.

З в і т

 до лабораторної роботи №5

на тему:

«Пошук оптимального розв’язку багатокритерійних лінійних задач»

З курсу: «Математичні методи дослідження операцій»

Мета: Вивчити методологію розв’язання багатокритерійних оптимізаційних задач на прикладі задачі розподілу ресурсів.

Теоретичні відомості

Багатокритеріальна оптимізація або програмування (англ. Multi-objective optimization) — це процес одночасної оптимізації двох або більше конфліктуючих цільових функцій в заданій області визначення.

Задача багатокритеріальної оптимізації зустрічаються в багатьох галузях науки та техніки. На практиці часто виникає випадок, коли замість однієї цільової функції  задано декілька цільових функцій . Така задача багатокритеріальної оптимізації має декілька постановок. В одній з них потрібно оптимізувати один з критеріїв, припустимо, , причому решту критеріїв утримують в заданих межах. В цьому разі фактично йдеться про звичайну багатокритеріальну оптимізацію. Що ж до нерівностей, які обмежують інші критерії, то їх можна розглядати як додаткові обмеження на припустиму область .

Часто, розв'язання задачі багатокритеріальної оптимізації відбувається за участю експерта — людини, яка обирає та ухвалює рішення на основі інформації, представленої системою підтримки прийняття рішень. Можлива участь групи з декількох експертів. У випадку участі людини у пошуку розв'язку алгоритми та методи називають інтерактивними.

В другому випадку постановка полягає в упорядкуванні заданої множини критеріїв та послідовній оптимізації за кожним з них. Інакше, якщо проводять оптимізацію за першим критерієм , то одержують деяку множину , на якій функція  приймає оптимальне (екстремальне) значення. Прийнявши його за нову допустиму множину, проводять оптимізацію за другим критерієм та одержують в результаті нову допустиму множину . Якщо продовжити цей процес, то можна одержати після оптимізації за останнім критерієм  множину , яка і буде кінцевим результатом багатокритеріальної оптимізації. Звідси, якщо на деякому кроці  множина  зведеться до однієї точки, процес оптимізації можна буде закінчити, оскільки . Зрозуміло, що як і в випадку звичайної однокритеріальної оптимізації, задача може взагалі не мати розв’язку.

Третя постановка застосовує процес зведення багатьох критеріїв до одного за рахунок введення апріорних вагових коефіцієнтів  для кожного з критеріїв . В якості таких коефіцієнтів можуть бути вибрані будь-які дійсні числа. Їх значення вибирають, виходячи з інтуїтивного подання ступеня важливості різних критеріїв: більш важливі критерії одержують ваги з більшими абсолютними значеннями. Після встановлення ваг  багатокритеріальна задача зводиться до однокритеріальної з цільовою функцією 

Замість простої лінійної комбінації вхідних критеріїв можуть використовуватися і більш складні засоби формування з них нового критерію.

Порядок виконання роботи

  1.  Сформулювати задачу в двох постановках: максимізація прибітку та мінімізація використаних ресурсів;
  2.  Ввести умову отриманої двокритерійної задачі;
  3.  Розв’язати задачу за двома функціями мети окремо з фіксуванням значень іншого критерію;
  4.  Розв’язати задачу та проаналізувати отриманий розв’язок;

16х1+12х2 - > MAX

1  +  3х2 <=  180

1  +    х2 <=  240

1  +  7х2 <=  426

х12>=0

Хід роботи

  1.  Сформулювати задачу в двох постановках: максимізація прибутку та мінімізація використаних ресурсів;

Мінімізація використаних ресурсів:

Т1 +Т2+Т3->MIN

1  +  3х2 1<=  180

1  +    х2 2<=  240

1  +  7х2 3<=  426+Т3

Т12 3>=0

Максимізація прибутку:

    16х1+12х2 - > MAX

1  +  3х2 <=  180+Т1

1  +    х2 <=  240+Т2

1  +  7х2 <=  426+Т3

Т12 3>=0

  1.  Ввести умову отриманої двокритерійної задачі;

Рис.1. Умови  двокритерійної задачі в табличному представленні

  1.  Розв’язати задачу за двома функціями мети окремо з фіксуванням значень іншого критерію;

Рис.2. Розв’язання задачі за мінімізацією витрачених ресурсів

Рис.2. Розв’язання задачі за максимізацією прибутку.

Рис.4. Представлення результатів розв’язання задачі  в табличному вигляді.

Рис.5. Звіт.

Змінивши обмеження щодо випуску продукції отримаємо такі результати:

Рис.6. Розв’язок задачі за мінімізацією витрачених ресурсів

Рис.7. Розв’язок задачі за максимізацією прибутку.

Рис.8. Звіт.

Висновок

Вивчили методологію розв’язання багатокритерійних оптимізаційних задач на прикладі задачі розподілу ресурсів.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

2300. Повышение долговечности бетона при проектировании и изготовлении конструкций 176.5 KB
  Основные правила проектирования. Ограничение содержания хлоридов в бетоне. Правила производства работ. Составляющие бетона. Приготовление, транспорт и укладка бетона. Дополнительная защита конструкций. Параметры долговечности и их контроль при изготовлении конструкций.
2301. Чисельне вирішення задачі Коші для звичайних диференціальних рівнянь І-го порядку 106.36 KB
  Основні типи рівнянь інженерної практики. Методи вирішення диференціальних рівнянь. Постановка задач для звичайних диференціальних рівнянь (ЗДР). Метод Ейлера. Модифіковані методи Ейлера та Ейлера-Коші. Метод Рунге-Кутта. Приклад вирішення задачі Коші для ЗДР І-го порядку в середовищі системи Mathcad.
2302. Програмування в Mathcad 76.51 KB
  Принцип програмування в Mathcad. Панель програмування. Локальний оператор присвоєння. Умовний оператор if. Організація обчислень з розгалуженнями. Алгоритми і програми циклічної структури. Оператор циклу з параметром. Оператор циклу з передумовою. Задачі обробки одновимірних та двовимірних масивів.
2303. Расчет затрат на технические обслуживание ПЭВМ 50.87 KB
  Материалы изучения и анализа существующей организации труда и передового опыта работников, занятых сервисным обслуживанием и текущим ремонтом ПЭВМ и ОТ и сопровождением программных средств. Положение по обеспечению работоспособности ПЭВМ.
2304. Расчет клиноременной передачи 43.69 KB
  Исходные данные: мощность на ведущем шкиве Р1 = 7 кВт, вращающий момент на ведущем шкиве Т1 = 45,5 Нм, частота вращения ведущего шкива n1 = 1470 мин-1 , передаточное отношение u = 3, характер нагрузки: имеют место умеренные колебания (например, ленточный конвейер).
2305. Теория и история развития художественного образования 213 KB
  Социальная природа художественно-педагогического образования. История развития художеств. образования в древнем мире и средневековье. Советский период художественного образования. Влияние педагогических взглядов П.П. Чистякова на современные тенденции в развитии образовательного искусства в общеобразовательной школе.
2306. Система Mathcad. Основні математичні операції 117.23 KB
  Алгебричні обчислення. Обчислення похідної, первісної, означеного інтегралу. Вирішення нелінійних алгебричних рівнянь. Обчислення систем лінійних алгебричних рівнянь.
2307. Планирование в системе управления деятельностью строительно-монтажных организаций 208.62 KB
  Исходными данными для составления перспективного плана строительно-монтажной организации являются: государственный пятилетний план экономического и социального развития РФ.
2308. Динамика вод Мирового океана, как фактор определяющий биопродуктивность 154.1 KB
  Представления о физической природе течений океанов и морей, их параметрах и свойствах. Классификация течений Мирового океана. Циркуляция вод и промысловое значение Японского моря. Влияние динамики течений на распределение промысловых объектов.