Практический блок

Задача о раскрое материалов.

Задача составления диеты.

Задача оптимального использования удобрений.

Задача использования ресурсов.

Предприятие имеет m видов ресурсов, количество которых соответственно равно b_i, (i = 1,…,m) единиц, из которых производится n видов продукции. Предприятие может обеспечить выпуск продукции j-го вида в количестве не более d_j (j = 1,…,n) единиц. Для производства единицы j-й продукции необходимо a_ij единиц i-го ресурса. При реализации единицы j-й продукции прибыль составляет c_j единиц.

Необходимо составить план выпуска продукции, который обеспечивал бы получение максимальной прибыли при реализации всей выпущенной продукции.

Если обозначить через х_j (j=1,…,n) количество единиц j-й продукции, которое необходимо выпустить, то поставленная задача имеет следующую математическую модель.

Найти максимальное значение линейной функции F = (c_j•x_j)

при ограничениях (a_ij•x_j) ≤ b_i, i = 1,…, m (2.2.13)

0 ≤ x_j ≤ d_j, j = 1,…, n

Пусть для выращивания некоторой культуры применяется m видов удобрений, соответственно, в количестве b_i, (i = 1,…, m) единиц. Вся посевная площадь разбита из n почвенно-климатических зон, каждая по d_j, (j = 1,…,n) единиц. Пусть а_ij – количество i-го удобрения, вносимого на единицу площади j-й зоны, а c_j – повышение средней урожайности, получаемой с единицы площади j-й зоны. Составить такой план распределения удобрений между посевными зонами, который обеспечивал бы максимальный суммарный прирост урожайности культуры.

Обозначим через х_j (j = 1,…, n) площадь j-й зоны, которую необходимо удобрить; тогда математическая модель поставленной задачи имеет вид (2.2.13).

Дневная диета должна содержать m видов различных питательных веществ, соответственно, в количестве не менее b_i (i = 1,…, m) единиц. Имеется n различных продуктов в количестве d_j (j=1,…, n) единиц.

Пусть а_ij – количество единиц i-го питательного вещества, содержащегося в единице j-го продукта; c_j – стоимость единицы j-го продукта.

Определить, какие продукты и в каком количестве необходимо включить в диету, чтобы она удовлетворяла минимальной дневной потребности в каждом питательном веществе при наименьшей общей стоимости используемых продуктов.

Обозначим через х_j (j = 1,…, n) количество единиц j-го продукта в диете; тогда задача имеет следующую математическую модель.

Найти минимальное значение линейной функции F = (c_j•x_j)

при ограничениях (a_ij•x_j) ≥ b_i, i = 1,…, m (2.2.14)

0 ≤ x_j ≤ d_j, j = 1,…, n

К этому виду задач относятся также задачи составления дневного рациона, задачи на составление смесей, а также некоторые задачи планирования производства.

4. Задача об использовании мощностей (задача о загрузке оборудования)

Предприятию задан план производства m видов продукции по времени и номенклатуре: требуется за время Т выпустить b_i (i=1,…,m) единиц продукции каждого типа. Продукция производится на станках n типов. Для каждого станка известны производительность a_ij (то есть, количество продукции j-го вида, которое можно произвести на станке i-го типа) и затраты c_ij на изготовление продукции j-го вида на станке i-го типа в единицу времени.

Необходимо составить такой план работы станков (т.е. так распределить выпуск продукции между станками), чтобы затраты на производство всей продукции были минимальными.

Обозначим x_ij – время, в течение которого станок i-го типа будет занят изготовлением продукции j-го вида (i = 1,…, m; j = 1,…, n).

Затраты на производство всей продукции выразятся функцией F = c_ijּx_ij, которую нужно минимизировать.

Для выполнения плана выпуска по номенклатуре необходимо, чтобы выполнялись следующие равенства: a_ijּx_ij = b_i (i=1,…, n).

Кроме того, x_ij ≥ 0 (i = 1,…,m; j = 1,…, n).

Так как время работы каждого станка ограничено и не превышает Т, то система ограничений может быть дополнена неравенствами:

x_ij ≤ T (i = 1,…, n).

На раскрой (распил, обработку) поступает материал одного образца в количестве A единиц. Требуется изготовить из него m разных комплектующих изделий в количествах, пропорциональных числам b_i (i = 1,…, m) – условие комплектности.

Каждая единица материала может быть раскроена n различными способами, причем использование j-го способа (j = 1,…, n) дает a_ij единиц i-го изделия (i = 1,…, m).

Необходимо найти план раскроя, обеспечивающее максимальное количество комплектов.

Обозначим x_j – число единиц материала, раскраиваемых j-ым способом,

x – число изготавливаемых комплектов изделий.

Так как общее количество материала равно сумме его единиц, раскраиваемых различными способами, то x_j = A.

Требование комплектности выразится уравнениями

x_jּa_ij = b_iּx (i = 1,…, m)

Кроме того x_j ≥ 0 (j = 1,…, n).

Дата добавления: 2015-04-24