99659

Решение задач оптимизации с помощью пакета MS Excel

Лабораторная работа

Информатика, кибернетика и программирование

Для решения задач линейного программирования составляется математическая модель задачи и выбирается метод решения. К числу задач линейного программирования можно отнести задачи: рационального использования сырья и материалов; задачи оптимального раскроя; оптимизации производственной программы предприятий; оптимального размещения и концентрации производства; составления оптимального плана перевозок работы транспорта транспортные задачи; управления производственными запасами; и многие другие принадлежащие сфере оптимального...

Русский

2016-10-06

510.69 KB

6 чел.

Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение

Высшего Профессионального Образования

«Ковровская Государственная Технологическая Академия Имени В. А. Дегтярева»

Лабораторная работа № 4

Решение задач оптимизации с помощью пакета MS Excel.

Выполнил: ст. гр. ЭБ-112

                    Железнов И.О.

Научный руководитель:

                    Белоногов А. Е.

Ковров 2013

Цель работы: овладение методами линейного программирования, нахождение экстремума линейных функций, экономическая интерпретация математических моделей.

Ход работы:

  1.  Теория:
  2.  Особенности задач линейного программирования.
  3.  Подходы к определению математической модели экономических задач, решаемых методами линейного программирования.
  4.  Содержание и интерполяция результатов анализа чувствительности в линейном программировании.
  5.  Практика:
  6.  Задача № 1
  7.  Задача № 2

  1.  Теория:

Линейное программирование – это направление математического программирование изучающая методы решения экстремальных задач, которые характеризуются линейной зависимостью между переменными и линейной целевой функцией. Для решения задач линейного программирования составляется математическая модель задачи и выбирается метод решения.

Особенностью задач линейного программирования является то, что экстремума целевая функция достигает на границе области допустимых решений. Классические же методы дифференциального исчисления связаны с нахождением экстремумов функции во внутренней точке области допустимых значений. Отсюда — необходимость разработки новых методов. Линейное программирование представляет собой наиболее часто используемый метод оптимизации. К числу задач линейного программирования можно отнести задачи:

  1.  рационального использования сырья и материалов;
  2.  задачи оптимального раскроя;
  3.  оптимизации производственной программы предприятий;
  4.  оптимального размещения и концентрации производства;
  5.  составления оптимального плана перевозок, работы транспорта (транспортные задачи);
  6.  управления производственными запасами;
  7.  и многие другие, принадлежащие сфере оптимального планирования.

Линейное программирование является одной из основных частей того раздела современной математики, который получил название математического программирования. 

Постановка задачи коммерческой деятельности может быть представлена в виде математической модели линейного программирования, если целевая функция может быть представлена в виде линейной формы, а связь с ограниченными ресурсами описать посредством линейных уравнений или неравенств. Кроме того, вводится дополнительное ограничение – значения переменных должны быть неотрицательны, поскольку они представляют такие величины, как товарооборот, время работы, затраты и другие экономические показатели.
            Геометрическая интерпретация экономических задач даёт возможность наглядно представить, их структуру, выявить особенности и открывает пути исследования более сложных свойств. Задача линейного программирования с двумя переменными всегда можно решить графически. Однако уже в трёхмерном пространстве такое решение усложняется, а в пространствах, размерность которых более трёх, графическое решение, вообще говоря, невозможно. Случай двух переменных не имеет особого практического значения, однако его рассмотрение проясняет свойства задач линейного программирования, приводит к идее её решения, делает геометрически наглядными способы решения и пути их практической реализации.
               Математическая модель – это совокупность соотношений состоящие из линейной целевой функции и линейных ограничений на переменную.

Принцип составления математической модели.
* Выбирают переменные задачи.
               Переменными задачи называются величины которые полностью характеризуют экономический процесс, описанный в задачи. Обычно записываются в виде вектора X .
* Составляют систему ограничения задачи.
                Система ограничений – это совокупность уравнений и неравенств, которым удовлетворяют переменные задачи и которая следует из ограниченности экономических условий задачи.
*  Задают целевую функцию.
                 Целевая функция – это функция Z(X) которая характеризует качество выполнения задачи, экстремум которой надо найти. В общем виде целевая функция записывается Z(X) =(max,min)
                  Допустимым решением задачи линейного программирования называется любой набор значений переменных удовлетворяющий системе ограничений и условной неотрицательности.
                   Множество допустимых решений образует область допустимых решений задачи (ОДР).
                   Оптимальным решением называется допустимое решение задачи, при котором целевая функция достигает экстремума.

  1.  


  1.  Практика.

Задача 1. Швейное предприятие рассматривает возможности оптимального использования имеющегося технологического оборудования. Для расчета плана производства берутся костюмы моделей А, B, С, для изготовления которых используется закройное, швейное, формовочное оборудование и оверлок. Затраты времени на обработку одного костюма для каждого из типов оборудования указаны в таблице. Там же указан общий фонд рабочего времени каждого из типов используемого оборудования и прибыль от реализации одного костюма каждой модели.

Требуется определить, сколько костюмов и какого вида следует изготовить предприятию, чтобы прибыль от их реализации была максимальной.

Таблица.

Тип оборудования

Затраты времени на обработку одного костюма,

Станко-час

Общий фонд рабочего времени оборудования, ч.

А

B

C

Закройное

1

2

3

600

Швейное

1

8

6

2800

Формовочное

7

4

5

2400

Оверлок

2

3

4

1800

Прибыль, руб.

50

70

60

Решение:

Задача 2. Металлургический цех производит отливки из силуминовых сплавов с целью реализации предприятиям–партнерам. Технологические возможности позволяют  отгружать еженедельно до 1100 отливок. Руководство цеха рассматривает возможности оптимальной загрузки оборудования. Согласно рецептуре изготовления на плавку отливки артикула А требуется 10 кг алюминия, артикула В – 15 кг.  Поставщики обеспечивают еженедельную поставку 12 тонн алюминия. Плавка по артикулу А длится 12 мин, по артикулу В – 30 мин; фонд рабочего времени печи – 320 часов в неделю. Сколько отливок и какого вида следует выпускать еженедельно, если прибыль от продажи отливок артикула А составляет 60 руб, артикула В – 80 руб?

Решение:

Заключение: Мы овладели методами линейного программирования, научились находить экстремум линейных функций, научились решать задачи оптимизации с помощью пакета MS Excel.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

3439. Источники аграрного права 89.23 KB
  Источники аграрного права 1. Понятие и особенности источников аграрного права Источники аграрного права служат формой выражения и закрепления аграрной политики государства как важного фактора, влияющего на формирование и развитие юридических институтов...
3440. Решение задач по уравнениям математической физики с применением математических пакетов 858.5 KB
  Данное пособие написано с целью представить небольшой вводный курс уравнений математической физики и показать, как применять для их решения математические пакеты. Основным таким пакетом является система компьютерной математики Maple
3441. Методы и технологии программирования 5.26 MB
  Введение в технологию разработки промышленного ПО. Основные понятия Трудозатраты, связанные с созданием программного обеспечения (ПО) прямо связаны с качеством и сложностью создаваемого ПО. Так трудозатраты на создание программного продукта в...
3442. Снижаем налоговые штрафы. Инструкция для налогоплательщика 517 KB
  Правовые основы снижения сумм налоговых санкций Нормы, регулирующие вопросы снижения штрафов, примененных налоговыми органами, находят свое закрепление в различных объективных формах, выражениях, которые объединяются общим понятием "источни...
3443. Методика аудита расчетов с персоналом по оплате труда 254 KB
  В России аудит является новым направлением внешнего контроля за хозяйственной деятельностью предприятий. С развитием рыночных отношений в действующие нормативные документы часто вносятся изменения и дополнения, которые в силу разных обстоят...
3444. Арбитражный процесс 3.79 MB
  В учебнике на основе современных процессуально-правовых концепций освещены все основные институты арбитражного процессуального права, в том числе вопросы международного гражданского (арбитражного) процесса и третейского разбирательства. Преимущество...
3445. Характеристики электропотребителей и системы электроснабжения микрорайона 899 KB
  Характеристики электропотребителей и системы электроснабжения микрорайона. Характеристика электроприемников городских электрических сетей. По характеру электропотребления и показателям электрической нагрузки все потребители города разбиваются на следующие группы.
3446. Эргономический анализ автомобиля Ford Fusion 1.4 MB
  Эргономика — это наука, изучающая проблемы, возникающие в системе «человек-техника-среда», с целью оптимизации трудовой деятельности оператора, создания для него комфортных и безопасных условий, повышения за счет этого его...
3447. Технологический процесс лесосечных работ и обработка сырья 38.04 KB
  Лесосечные работы при различных вариантах технологического процесса Технологическим процессом лесосечных работ называется совокупность приемов и способов заготовки древесного сырья на лесосеке. Технологический процесс состоит из ряда операций....