35171

Линейное программирование, задачи линейного программирования

Лабораторная работа

Информатика, кибернетика и программирование

Программное обеспечение Microsoft Excel Методические указания Рассмотрим решение задач линейного программирования средствами Excel на примере следующей задачи. Нормы затрат каждого сырья на единицу продукции заданы таблицей...

Русский

2015-01-19

23.52 KB

35 чел.

Лабораторная работа №9

Линейное программирование

Общей задачей линейного программирования называется задача о нахождении максимума (минимума) линейной функции

F(X) = C1x1 + C2x2 + ... + Cnxn

при ограничениях:

a11x1 + a12x2 + … + a1nxn ≤ b1;

a21x1 + a22x2 + … + a2nxn ≤ b2;

am1x1 + am2x2 + … + amnxn ≤ bm;

xj ≥ 0, j =1,2,..., l; l ≤ n.

Решение X = (x1, x2 ,..., xn) данной системы ограничений, при котором функция F(X) принимает максимальное (минимальное) значение, называется оптимальным планом задачи линейного программирования. Все остальные решения системы ограничений называются допустимыми планами. Функция F(X) называется целевой функцией. Ограничения называются основными.

Программное обеспечение

Microsoft Excel

Методические указания

Рассмотрим решение задач линейного программирования средствами Excel на примере следующей задачи.

Предприятие выпускает 2 вида продукции. Цена единицы 1 вида продукции - 25 000, 2 вида продукции – 50 000. Для изготовления продукции используются три вида сырья, запасы которого 37, 57,6 и 7 условных единиц. Нормы затрат каждого сырья на единицу продукции заданы таблицей:

Ресурс 1

Ресурс 2

Ресурс 3

Продукт 1

1,2

2,3

0,1

Продукт 2

1,9

1,8

0,7

Требуется определить плановое количество выпускаемой продукции таким образом, чтобы стоимость произведенной продукции была максимальной

Прежде чем приступить к решению этой задачи в Excel, необходимо составить целевую функцию и ограничения.

Целевой функцией, отражающей максимизацию прибыли предприятия, в данном случае будет:

F = 25000x1 + 50000x2max.

Где неизвестные x1 и  x2 – количество единиц первого и второго вида продукции.

Основными ограничениями, исходя из условий задачи, будут следующие неравенства:

1,2x1 + 1,9x2 ≤ 37;

2,3x1 + 1,8x2 ≤ 57,6;

0,1x1 + 0,7x2 ≤ 7.

Кроме того, очевидно, что количество выпускаемой продукции не может быть отрицательным или дробным числом. Поэтому добавляются также следующие условия:

x1 ≥ 0; x2 ≥ 0;

x1, x2 – целые числа.

Завершив составление неравенств, можно приступить к решению задачи в Excel. Для этого, следует воспользоваться подпунктом Поиск решения... пункта меню Сервис.

Предварительно введём в ячейку А3 формулу целевой функцию в следующем виде: «=25000*A1+50000*A2».

Значения в ячейках А1 и А2 отведём под значения переменных x1 и x2 соответственно. Числовые значения переменных x1 и x2 в эти ячейки будут введены автоматически в процессе решения задачи.

В ячейки В1, В2 и В3 введём математические формулы ограничений:

в В1: «=1,2*А1+1,9*А2»;

в В2: «=2,3*А1+1,8*А2»;

в В3: «=0,1*А1+0,7*А2».

Затем введём в ячейки С1, С2 и С3 значения 37, 57,6 и 7 соответственно, ограничивающие численные значения переменных задачи.

Таким образом, все исходные данные задачи записаны в том виде, в котором они используются в окне «Поиск решения».

Теперь воспользуемся подпунктом меню Excel Поиск решения...

В появившемся окне, в поле «Установить целевую ячейку» указываем ячейку А3. Решение ищем для максимального значения, что указывается переключателем поля «Равной», установленным на записи со словами «максимальному значению».

В поле «Изменяя ячейки» указываем диапазон изменения ячеек от А1 до А2, а именно $A$1:$A$2.

Для приведения в рабочее состояние математической программы поиска оптимального решения заданной задачи необходимо установить ограничения, учитываемые при её решении. Для этого нажимаем на кнопку «Добавить», расположенную справа от поля «Ограничения». В появившемся окне, для добавления первого ограничения, необходимо, в поле «Ссылка на ячейку» указать ячейку В1, затем в списке, расположенном посередине, выбрать знак «<=» и в поле «Ограничение» указать ячейку С1. После этого следует нажать на кнопку «Добавить». Аналогично добавляются остальные ограничения задачи, при этом в качестве ограничения, могут выступать адреса ячеек, численные константы или типы переменных.

После указания всех ограничений, следует нажать на кнопку «Выполнить» и на кнопку «ОК» в появившемся окне «Результаты поиска решения». В результате, в ячейках, отведённых для записи решения задачи, появятся числа.

В ячейке А3 находим значение целевой функции F, соответствующее найденному решению. В ячейках А1 и А2 указаны соответствующие значения переменных x1, x2.

Для решаемой нами задачи оптимальное решение имеет следующий вид:

F = 825000, x1 = 19, x2 = 7.

Задание на лабораторную работу

1. Дана следующая задача:

На складах имеется груз, количество которого определяется в следующей таблице:

Склад 1

Склад 2

Склад 3

Запас груза

19

76

33

Этот груз необходимо перевезти в пункты назначения в соответствии с таблицей:

Пункт 1

Пункт 2

Потребность в грузе

47

81

Стоимость перевозок определяется таблицей:

Пункт 1

Пункт 2

Склад 1

19

8

Склад 2

13

15

Склад 3

11

10

Необходимо составить план перевозок так, чтобы полностью удовлетворить потребность пунктов в грузах и при этом стоимость перевозок была минимальной (сколько из какого склада в какой пункт нужно перевезти).

2. На основании задания 1, рассчитать, сколько грузов следует предварительно завести на каждый из складов, чтобы впоследствии можно было удовлетворить указанные потребности пунктов в грузах с наименьшими возможными затратами.

Отчет

Файл .xls с выполненной работой.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

3259. Техническая эксплуатация систем горячего водоснабжения 64.5 KB
  Техническая эксплуатация систем горячего водоснабжения Назначение, классификация и устройство систем горячего водоснабжения зданий. Техническое обслуживание и ремонт систем горячего водоснабжения зданий. Назначение, классификация и устройство сист...
3260. Обжиг сырьевой смеси 57.5 KB
  Обжиг сырьевой смеси Для обжига сырьевой смеси как при мокром, так и при сухом способе производства почти исключительно применяют вращающиеся печи. При сухом способе производства иногда используют шахтные печи. Длина современных вращающихся печей пр...
3261. Демократия как политический режим 39.66 KB
  Сущность демократического политического режима В переводе с греческого демократия означает власть народа (demos - народ, cratos - власть). Более развернутое определение демократии, ставшее классическим, было дано американским президентом...
3262. Сущность права 59.76 KB
  Одним из важнейших признаков права является формальная определенность, характеризующая его ясность, недвусмысленность, точность, структурированность, устойчивость во времени и по кругу лиц. Если эти качества не обеспечиваются, то возникает ...
3263. Повышение мотивации труда 121.54 KB
  Результаты изучения моделей мотивации не позволяют с психологической точки зрения четко определить, что же побуждает человека к труду. Изучение человека и его поведения в процессе труда дает только некоторые общие объяснения мотивации, но даже они позволяют разрабатывать прагматические модели мотивации работника на конкретном рабочем месте.
3264. Европейский Союз: особенности формирования, этапы и перспективы развития 74.19 KB
  Закономерным результатом развития международных экономических отношений, а именной международной торговли и международного движения факторов производства, стала экономическая интеграция, являющаяся особым этапом интернационализации хозяйст...
3265. Возникновение планетных систем и земли 96.38 KB
  Согласитесь, сегодня человек, в какой бы самой отдаленной области науки или народного хозяйства он ни работал, должен иметь представления, хотя бы общее, о нашей Солнечной системе, звездах и современных достижениях астрономии. Сравнительное...
3266. Агрессия как социально-психологический феномен 60.36 KB
  Ни одно общество не свободно от таких явлений, как убийство и разрушение. Наше непосредственное окружение полно красноречивых сцен: омерзительная пьяная драка на улице, убийство из ревности, ограбление. Насилие устрашает, повергает в смятен...
3267. Природно-ресурсный потенциал мирового хозяйства 53.74 KB
  Современный этап развития мирового хозяйства отличается всевозрастающими масштабами потребления природных ресурсов, резким усложнением процесса взаимодействия природы и общества, интенсификацией и расширением сферы проявления специфических...