Programowanie liniowe

Podobne dokumenty
Programowanie liniowe

Badania Operacyjne Ćwiczenia nr 2 (Materiały)

Badania Operacyjne Ćwiczenia nr 1 (Materiały)

ZAGADNIENIA PROGRAMOWANIA LINIOWEGO

doc. dr Beata Pułska-Turyna Zarządzanie B506 mail: mgr Piotr J. Gadecki Zakład Badań Operacyjnych Zarządzania B 505.

Definicja problemu programowania matematycznego

Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych z przedmiotu: Badania operacyjne. Temat ćwiczenia:

Zadania 1. Czas pracy przypadający na jednostkę wyrobu (w godz.) M 1. Wyroby

Badania Operacyjne Ćwiczenia nr 4 (Materiały)

1.2. Rozwiązywanie zadań programowania liniowego metodą geometryczną

Wykład 7. Informatyka Stosowana. Magdalena Alama-Bućko. 16 kwietnia Magdalena Alama-Bućko Wykład 7 16 kwietnia / 23

Ekonometria - ćwiczenia 10

ZASTOSOWANIE PROGRAMOWANIA LINIOWEGO W ZAGADNIENIACH WSPOMAGANIA PROCESU PODEJMOWANIA DECYZJI

Badania operacyjne. Ćwiczenia 1. Wprowadzenie. Filip Tużnik, Warszawa 2017

Standardowe zadanie programowania liniowego. Gliwice 1

Badania Operacyjne Ćwiczenia nr 5 (Materiały)

Programowanie dynamiczne Zarządzanie produkcją i zapasami

Programowanie liniowe

Elementy Modelowania Matematycznego

Algebra liniowa. Macierze i układy równań liniowych

Elementy Modelowania Matematycznego

1 Przykładowe klasy zagadnień liniowych

Wykład 6. Programowanie liniowe

Zadanie laboratoryjne "Wybrane zagadnienia badań operacyjnych"

Elementy Modelowania Matematycznego Wykład 7 Programowanie nieliniowe i całkowitoliczbowe

Programowanie matematyczne

Spis treści. Koszalin 2006 [BADANIA OPERACYJNE PROGRAMOWANIE LINIOWE]

Funkcje liniowe i wieloliniowe w praktyce szkolnej. Opracowanie : mgr inż. Renata Rzepińska

Ćwiczenia laboratoryjne - 7. Problem (diety) mieszanek w hutnictwie programowanie liniowe. Logistyka w Hutnictwie Ćw. L. 7

Optymalizacja procesów technologicznych przy zastosowaniu programowania liniowego

GEOMETRIA PRZESTRZENNA (STEREOMETRIA)

SCENARIUSZ LEKCJI. Streszczenie. Czas realizacji. Podstawa programowa Etap edukacyjny: IV, przedmiot: informatyka (poziom podstawowy )

Wielokryteriowa optymalizacja liniowa

c j x x

4. PROGRAMOWANIE LINIOWE

FUNKCJA LINIOWA, RÓWNANIA I UKŁADY RÓWNAŃ LINIOWYCH

PROGRAMOWANIE LINIOWE. dr Sylwia Machowska

Metody Optymalizacji. Wstęp. Programowanie matematyczne. Dr hab. inż. Maciej Komosiński, mgr Agnieszka Mensfelt

FIGURY I PRZEKSZTAŁCENIA GEOMETRYCZNE

STEREOMETRIA CZYLI GEOMETRIA W 3 WYMIARACH

Równania nieliniowe, nieliniowe układy równań, optymalizacja

PLANIMETRIA CZYLI GEOMETRIA PŁASZCZYZNY CZ. 1

Badania Operacyjne Ćwiczenia nr 6 (Materiały)

Ćwiczenia laboratoryjne - Dobór optymalnego asortymentu produkcji programowanie liniowe. Logistyka w Hutnictwie Ćw. L.

Badania operacyjne. te praktyczne pytania, na które inne metody dają odpowiedzi jeszcze gorsze.

Równania nieliniowe, nieliniowe układy równań, optymalizacja

METODA SYMPLEKS. Maciej Patan. Instytut Sterowania i Systemów Informatycznych Uniwersytet Zielonogórski

PROGRAMOWANIE WIELOKRYTERIALNE (CELOWE)

Ekstrema globalne funkcji

II. FUNKCJE WIELU ZMIENNYCH

Programowanie nieliniowe. Badania operacyjne Wykład 3 Metoda Lagrange a

Programowanie liniowe. Tadeusz Trzaskalik

WPROWADZENIE DO EKONOMII MENEDŻERSKIEJ.

METODA ANALITYCZNA Postać klasyczna: z = 5 x 1 + 6x 2 MAX 0,2 x 1 + 0,3x 2 < 18 0,6 x 1 + 0,6x 2 < 48 x 1, x 2 > 0

WYMAGANIA EDUKACYJNE NA POSZCZEGÓLNE OCENY. (zakres podstawowy) klasa 2

PLAN WYNIKOWY PROSTO DO MATURY KLASA 1 ZAKRES PODSTAWOWY

Badania operacyjne Operation research. Transport I stopień (I stopień / II stopień) Ogólnoakademicki (ogólno akademicki / praktyczny)

PRZEDMIOTOWY SYSTEM OCENIANIA PROSTO DO MATURY KLASA 1 ZAKRES PODSTAWOWY

Przykład: frytki i puree Analiza wrażliwości współczynników funkcji celu

klasa III technikum I. FIGURY I PRZEKSZTAŁCENIA Wiadomości i umiejętności

FUNKCJA LINIOWA. Zadanie 1. (1 pkt) Na rysunku przedstawiony jest fragment wykresu pewnej funkcji liniowej y = ax + b.

WYMAGANIA na poszczególne oceny-klasa I Gimnazjum

WYMAGANIA EDUKACYJNE Z MATEMATYKI DLA KLASY DRUGIEJ LICEUM OGÓLNOKSZTAŁCĄCEGO ZAKRES PODSTAWOWY

Politechnika Wrocławska, Wydział Informatyki i Zarządzania. Optymalizacja

Metoda graficzna może być stosowana w przypadku gdy model zawiera dwie zmienne decyzyjne. Metoda składa się z dwóch kroków (zobacz pierwszy wykład):

WYMAGANIA EDUKACYJNE NIEZBĘDNE DO OTRZYMANIA PRZEZ UCZNIA POSZCZEGÓLNYCH ŚRÓDROCZNYCH I ROCZNYCH OCEN KLASYFIKACYJNYCH Z MATEMATYKI

Ekonometria Programowanie Liniowe. Robert Pietrzykowski

Programowanie liniowe

ZAGADNIENIE TRANSPORTOWE

Prosta, płaszczyzna, powierzchnie drugiego. stopnia. stopnia. JJ, IMiF UTP

PLAN WYNIKOWY (zakres podstawowy) klasa 2. rok szkolny 2015/2016

Barbadoska 16 mb 24 mb Afrykańska 16 mb 10 mb

OPTYMALIZACJA W LOGISTYCE

INSTRUKCJA DO ĆWICZENIA NR 1

TEORIA DECYZJE KRÓTKOOKRESOWE

Agenda. Politechnika Poznańska WMRiT ZST. Piotr Sawicki Optymalizacja w transporcie 1. Kluczowe elementy wykładu. WPROWADZENIE Cel i zakres wykładu.

Wymagania edukacyjne z matematyki w XVIII Liceum Ogólnokształcącym w Krakowie, zakres podstawowy. Klasa druga.

=B8*E8 ( F9:F11 F12 =SUMA(F8:F11)

Badania operacyjne. Dr hab. inż. Adam Kasperski, prof. PWr. Pokój 509, budynek B4 Materiały do zajęć dostępne na stronie:

FUNKCJA LINIOWA. A) B) C) D) Wskaż, dla którego funkcja liniowa określona wzorem jest stała. A) B) C) D)

ROZWIĄZYWANIE UKŁADÓW RÓWNAŃ NIELINIOWYCH PRZY POMOCY DODATKU SOLVER PROGRAMU MICROSOFT EXCEL. sin x2 (1)

Wykład z modelowania matematycznego. Zagadnienie transportowe.

WYMAGANIA EDUKACYJNE

Nawi zanie do gimnazjum Planimetria Trójk Rysujemy Rysujemy Rysujemy Zapisujemy t zewn trzny trójk ta, Trójk ty ze wzgl du na miary k tów Trójk

Teoretyczne podstawy programowania liniowego

Optymalizacja konstrukcji

Kształcenie w zakresie podstawowym. Klasa 2

Rachunkowość. Decyzje zarządcze 1/58

mathpad 2008, UMK, Toruń

Programowanie liniowe całkowitoliczbowe. Tadeusz Trzaskalik

Zad. 8(3pkt) Na podstawie definicji wykaż, że funkcja y=

3. FUNKCJA LINIOWA. gdzie ; ół,.

KLASA II TECHNIKUM POZIOM PODSTAWOWY PROPOZYCJA POZIOMÓW WYMAGAŃ

Technikum Nr 2 im. gen. Mieczysława Smorawińskiego w Zespole Szkół Ekonomicznych w Kaliszu

Zakres na egzaminy poprawkowe w r. szk. 2013/14 /nauczyciel M.Tatar/

Zagadnienia programowania liniowego dotyczą modelowania i optymalizacji wielu problemów decyzyjnych, na przykład:

Wymagania edukacyjne z matematyki dla klasy I gimnazjum wg programu Matematyka z plusem

M1 M2 M3 Jednostka produkcyjna W1 6h 3h 10h h/1000szt 2zł W2 8h 4h 5h h/100szt 25zł Max. czas pracy maszyn:

Notatki do tematu Metody poszukiwania rozwiązań jednokryterialnych problemów decyzyjnych metody dla zagadnień liniowego programowania matematycznego

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

Transkrypt:

Badania operacyjne Ćwiczenia 2 Programowanie liniowe Metoda geometryczna

Plan zajęć Programowanie liniowe metoda geometryczna Przykład 1 Zbiór rozwiązań dopuszczalnych Zamknięty zbiór rozwiązań dopuszczalnych Otwarty zbiór rozwiązań dopuszczalnych Jedno rozwiązanie dopuszczalne Zero rozwiązań dopuszczalnych Rozwiązania optymalne Zero rozwiązań optymalnych Jedno rozwiązanie optymalne Nieskończenie wiele rozwiązań optymalnych Przykład 2 Zadania 2

Literatura Guzik B., Wstęp do badań operacyjnych. Wydawnictwo Uniwersytetu Ekonomicznego, Poznań, 29. Kukuła, K. (red.), Badania operacyjne w przykładach i zadaniach, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 25. Lipiec-Zajchowska M. (red.), Wspomaganie procesów decyzyjnych. Tom III, Badania operacyjne, Wyd. C. H. Beck, Warszawa, 23. Radzikowski W., Badania operacyjne w zarządzaniu przedsiębiorstwem, Wydawnictwo Uniwersytetu im. M. Kopernika w Toruniu, Toruń, 1997. 3

Programowanie liniowe metoda geometryczna Jeżeli w zagadnieniu programowania liniowego występują dwie zmienne, to możemy skorzystać z metody geometrycznej (graficznej). Stanowi ona odzwierciedlenie problemu decyzyjnego w układzie współrzędnych na płaszczyźnie. Każdy z warunków ograniczających oraz brzegowych traktujemy jako równanie i wykreślamy proste spełniające te równania. Każda z wykreślonych prostych dzieli płaszczyznę na dwie domknięte półpłaszczyzny (górną oraz dolną). Proste te najczęściej wyznaczają część wspólną domkniętych półpłaszczyzn, która jest wewnętrznie zgodna i ma kształt wielokąta wypukłego (obszar rozwiązań). Ten wypukły wielokąt stanowi zbiór rozwiązań dopuszczalnych programu liniowego. Rozwiązania optymalnego będziemy zaś najczęściej poszukiwać w wierzchołkach wielokąta stanowiącego obszar rozwiązań. 4

Przykład 1 Jeden z działów przedsiębiorstwo wielobranżowego Podpłomyk Sp. z o.o. produkuje wafle ryżowe oraz ryż preparowany. Do produkcji jednej tony wafli ryżowych zużywa 2 tony ryżu, natomiast do produkcji 1 tony ryżu preparowanego zużywa 6 ton ryżu. Co więcej, dziennie do produkcji może wykorzystać jedynie 12 ton ryżu. Zespół pracowników, zatrudnionych przy produkcji wyrobów ryżowych, pracuje w sumie 4 godziny przy produkcji tony wafli ryżowych i 2 godziny przy produkcji jednej tony ryżu preparowanego. Przedsiębiorstwo zatrudnia w tym celu dwa zespoły pracowników, przy czym każdy zespół ze względów BHP pracuje co najwyżej na 7 godzin. Zysk, jaki firma realizuje na sprzedaży za granicę 1 tony wafli ryżowych, wynosi 28 euro, natomiast zysk na sprzedaży 1 tony ryżu preparowanego wynosi 24 euro. Ile ton każdego wyrobu firma powinna produkować aby osiągnąć maksymalny zysk? liczba produkowanych dziennie ton wafli ryżowych X 2 liczba produkowanych dziennie ton ryżu preparowanego Warunki ograniczające: 2 + 6 X 2 12 4 + 2 X 2 14 Warunki brzegowe:, X 2 Funkcja celu: F(, X 2 ) = 28 + 24 X 2 MAX 5

Przykład 1 Warunki ograniczające: 2 + 6 X 2 12 => 2 + 6 X 2 = 12 4 + 2 X 2 14 => 4 + 2 X 2 = 14 Warunki brzegowe: X 2 X 2 7 Rozwiązanie optymalne Funkcja celu dla rozwiązania optymalnego: F( = 3, X 2 = 1) = 28 * 3 + 24 * 1 = 18 2 (,2) Odpowiedź: Firma powinna produkować 3 tony wafli ryżowych oraz 1 tonę ryżu preparowanego dziennie, aby osiągnąć maksymalny zysk na poziomie 18 euro. (3,1) (,) (3,5; ) 6 3,5 6

X 2 Zbiór rozwiązań dopuszczalnych zamknięty zbiór rozwiązań E D C Wielokąt wypukły OABCDE stanowi domkniętą część skończonej liczby półpłaszczyzn. Współrzędne wszystkich punktów zawartych w wielokącie tworzą zbiór rozwiązań dopuszczalnych B A 7

X 2 Zbiór rozwiązań dopuszczalnych otwarty zbiór rozwiązań Zbiór rozwiązań dopuszczalnych jest zbiorem nieograniczonym 8

X 2 Zbiór rozwiązań dopuszczalnych jedno rozwiązanie Zbiór rozwiązań dopuszczalnych jest punktem 9

X 2 Zbiór rozwiązań dopuszczalnych zero rozwiązań Zbiór rozwiązań dopuszczalnych jest zbiorem pustym 1

X 2 Rozwiązania optymalne zero rozwiązań optymalnych Zbiór rozwiązań dopuszczalnych jest zbiorem pustym => Nie ma z czego wybrać rozwiązań optymalnych 11

X 2 Rozwiązania optymalne zero rozwiązań optymalnych Zbiór rozwiązań dopuszczalnych jest zbiorem nieograniczonym => Gdy funkcja celu dąży do maksimum, nie może ona osiągnąć wartości ekstremalnej 12

X 2 Rozwiązania optymalne jedno rozwiązanie optymalne Z 1 Z 2 Z 3 Z 4 Równanie funkcji celu: z = c 1 x 1 + c 2 x 2 jednoznacznie określa prostą, gdy ustalimy wartość z. W wyniku zmieniania wartości z możemy otrzymać rodzinę prostych równoległych, czyli warstwic funkcji celu. E D C Kierunek wzrastania wartości z wskazuje wektor C = [c 1 c 2 ] (gradient), prostopadły do warstwic. Funkcja celu osiąga więc wartość ekstremalną w jednym z wierzchołów wielokąta rozwiązań dopuszczalnych C = [c 1 c 2 ] B A 13

Rozwiązania optymalne nieskończenie wiele rozwiązań optymalnych X 2 FCL E D C Jeżeli funkcja celu jest równoległa do jednego z boków wielokąta rozwiązań dopuszczalnych, to przyjmuje wartości ekstremalne na całej długości tego boku pomiędzy dwoma jego wierzchołkami. B A 14

Przykład 2 Firma rodzinna Czyścioch i Synowie Sp. j. produkuje dwa modele odkurzaczy samochodowych: Bolek i Lolek. W procesie produkcji zużywa m. in. śruby sześciokątne oraz wkręty krzyżakowe, których limity w skali miesięcznej wynoszą odpowiednio: 96 i 8 sztuk. Nakłady limitowanych środków na jeden odkurzacz wynoszą, jak w tabeli: Rodzaj środka produkcji Zużycie środków produkcji na jednostkę produktu Bolek Lolek Śruby sześciokątne 16 24 Wkręty krzyżakowe 16 1 Wiadomo także, że zdolności produkcyjne firmy nie pozwalają wyprodukować więcej niż 3 sztuk odkurzaczy Bolek oraz więcej niż 4 sztuk odkurzaczy Lolek miesięcznie. Dodatkowo, właściciel firmy, Pan Czyścioch ustalił optymalne jego zdaniem proporcje produkcji obydwu modeli odkurzaczy, które wynoszą 2:3. Ustal dopuszczalne i optymalne rozmiary produkcji odkurzaczy, jeżeli wiadomo, że cena sprzedaży produktu Bolek wynosi 3 zł, zaś produktu Lolek 4 zł. Zmienne decyzyjne? = Liczba odkurzaczy Bolek X 2 = Liczba odkurzaczy Lolek Warunki ograniczające? 16 + 24 X 2 96 16 + 1 X 2 8 3 X 2 4 2 = 3 X 2 Warunki brzegowe?, X 2 Funkcja celu? FCL = 3 + 4 X 2 MAX 15

Warunki ograniczające? 16 + 24 X 2 96 16 + 1 X 2 8 3 X 2 4 2 = 3 X 2 Warunki brzegowe?, X 2 X 2 8 4 Przykład 2 Jaki jest zbiór rozwiązań dopuszczalnych? Na odcinku IOAI znajduje się nieskończenie wiele rozwiązań dopuszczalnych. Na tym odcinku będziemy szukać rozwiązania optymalnego A (3; 2) 3 5 6 16

Przykład 2 Funkcja celu? FCL = 3 + 4 X 2 MAX X 2 4 Jakie jest rozwiązanie optymalne? Rozwiązania optymalnego będziemy poszukiwać wśród prostych równoległych będących warstwicami funkcji celu 3 Przyjmijmy wartość FCL = 6 F(,X 2 ) = 3 + 4 X 2 = 6 2 A (3; 2) Dla FCL = 12 F(,X 2 ) = 3 + 4 X 2 = 12 Dla FCL = 24 F(,X 2 ) = 3 + 4 X 2 = 24 15 i tak aż do Dla FCL = 17 F(,X 2 ) = 3 + 4 X 2 = 17 2 3 4 6 17

X 2 Przykład 2 4 F(,X 2 ) = 3 + 4 X 2 = 17 = 3 X 2 = 2 2 A (3; 2) Odpowiedź: W celu optymalizacji przychodów ze sprzedaży firma powinna wyprodukować 3 odkurzaczy Bolek oraz 2 sztuk odkurzaczy Lolek. Taka produkcja zapewni optymalny przychód na poziomie 17. zł. 3 6 18

19