АНАЛИЗ МОДЕЛИ НА ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ

5. АНАЛИЗ МОДЕЛИ НА ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ

В окончательной симплекс-таблице, содержащей оптимальное решение, содержится не только само оптимальное решение, но и другая информация. На основе последней симплекс-таблицы решаются задачи анализа на чувствительность - определение влияния изменений в исходных данных задачи на оптимальное решение. Интерпретация симплекс-таблицы и анализ на чувствительность полностью зависят от содержательного смысла конкретной задачи. В нашем случае мы имеем дело с задачей о распределения ресурсов, а именно ресурсов времени.

По статусу ресурсы делятся на дефицитные и недефицитные. Если некоторый ресурс при реализации оптимального плана расходуется полностью, он называется дефицитным, если не полностью - недефицитным.

Статус ресурсов определяется по значениям остаточных переменных Х7 и Х8, введенных в исходную систему ограничений для приведения ее к стандартной форме. Эти переменные означают остатки ресурсов при реализации оптимального плана. Ни одна из остаточных переменных не входит в оптимальное решение, т.е. их значения равны нулю. Это означает, что токарный станок и станок-автомат использовались все выделенное для их работы время, т.е. запасы времени работы станков являются дефицитными ресурсами. Увеличение запасов дефицитных ресурсов позволяет увеличить значение целевой функции, а снижение этих запасов приводит к уменьшению целевой функции.

5.2. ЦЕННОСТЬ РЕСУРСОВ

Ценность ресурса - это величина увеличения значения целевой функции при увеличении запасов данного ресурса на единицу (или соответственно величина уменьшения целевой функции при снижении запаса ресурса). Другое название этой величины - теневая (скрытая) цена. В симплекс-таблице, соответствующей оптимальному решению, теневые цены содержатся в E-строке и представляют собой коэффициенты при остаточных переменных, соответствующим остаткам ресурсов. Таким образом, ценность времени работы токарного станка и станка-автомата соответственно равна по 2,5 комплекта деталей. Другими словами, если запас времени работы токарного станка увеличить (уменьшить) на 1 час, то количество производимых комплектов деталей увеличится (уменьшится) на 2,5 единицы, и, аналогично, если увеличить (уменьшить) время работы станка-автомата станка на 1 час, то количество комплектов увеличится (уменьшится) на 2,5 комплекта.

Для анализа решения на чувствительность к изменению запасов времени работы станков (без изменения других исходных данных задачи) используются коэффициенты из столбцов остаточных переменных Х7 и Х8 (соответственно для токарного станка и станка-автомата) в последней симплекс-таблице. Например, если запас времени работы токарного станка изменился на d часов и стал равен 8+d часов, то новое оптимальное решение находится по следующим формулам:

Х3 = 8 + 1*d

X6 = 0 – 0,5*d

X4 = 2,67 + 0,17*d

X5 = 5,33 + 0,33*d

E = 40 + 2,5*d

При составлении этих формул использовали коэффициенты из столбца остаточной переменной Х7 в последней симплекс-таблице. По содержательному смыслу эти формулы означают изменение времени работы токарного станка или станка-автомата над каждой из деталей в сутки при изменении запаса дефицитного ресурса. Формула E = 40 + 2,5*d означает изменение количества производимых комплектов деталей в сутки. Например, если время работы токарного станка станет не 8, а 6 часов в сутки, т.е. уменьшится на 2 часа (d=-2), то базисные переменные, а также целевая функция примут следующие значения:

Х3 = 6; Х6 = 1; Х4 = 2,33; Х5 = 4,67; Е = 35.

Все остальные переменные равны нулю (они не являются базисными).

Как видно, из-за уменьшения запаса времени работы токарного станка уменьшилось время работы этого станка над деталями типа 3, но вместе с тем увеличилось время работы станка-автомата над этими же деталями. Так как станок-автомат стал работать за смену 1 час над деталями третьего типа, то он уменьшил свое время работы над деталями типа 1 и 2 (ранее он отдавал все свое время на обработку только этих деталей). И, очевидно, что если время работы токарного станка уменьшилось, то уменьшится и количество комплектов деталей, производимых в сутки.

Таким образом, для исследования влияния изменения запаса ресурса на оптимальное решение нет необходимости решать задачу заново (с новым ограничением). Для нахождения оптимального решения достаточно по окончательной симплекс-таблице исходной задачи составить уравнения и подставить в них величину изменения запаса ресурса (значение d).

Изменение запасов ресурсов (т.е. правых частей ограничений) может привести к недопустимости оптимального базиса, найденного для исходной задачи. Так как на все переменные, используемые в задаче, накладывается требование неотрицательности, допустимый диапазон изменения запаса ресурса (т. е. диапазон допустимых значений d) находят из системы неравенств. Таким образом, допустимый диапазон изменения запаса времени работы токарного станка, при котором состав переменных в базисе оптимального решения не изменяется, находится из условия:

Х3 = 8 + 1*d > 0

Х6 = 0 – 0,5*d > 0

Х4 = 2,67 + 0,17*d > 0

Х5 = 5,33 + 0,33*d > 0

Решив данную систему неравенств, получим, что –8 < d < 0. Таким образом, базис оптимального решения будет состоять из переменных (Х3,Х6,Х4,Х5), если запас времени работы токарного станка будет находиться в диапазоне от 0 до 8 часов. Выход значения d за границы этого диапазона приведет к недопустимости найденного нами оптимального решения, так как минимум одна из базисных переменных окажется отрицательной, и для того, чтобы найти оптимальное решение, нам придется решать задачу заново.

Аналогично выполняется анализ на чувствительность к изменению запаса времени работы станка-автомата.

Похожие работы

Решение транспортной задачи линейного программирования в среде MS Excel

Скачать

62893

11

17

... . При этом значения cij соответствуют коэффициентам целевой функции исходной замкнутой транспортной задачи (1) и в последующем не изменяются. Элементы xij соответствуют значениям переменных промежуточных решений транспортной задачи линейного программирования и изменяются на каждой итерации алгоритма. Если в некоторой ячейке xij=0, то такая ячейка называется свободной, если же xij>0, то такая ...

Решение задач линейного программирования

Скачать

34424

6

3

... задачи линейного программирования, они очень сложны и решаются специальными, обычно многостадийными приемами с использованием эвристических элементов. 3. Решение задач   3.1. Решение задачи линейного программирования   3.1.1.Постановка задачи Сформулируем задачу: Определить значения переменных, обеспечивающие минимизацию целевой функции. Составим целевую функцию и зададим ограничения. ...

Задача линейного программирования

Скачать

15809

4

17

... имеет вид найти переменные задачи  удовлетворяющие системе ограничений:   и условию неотрицательности   0 (j = ), которая обеспечивает экстремум целевой функции Z(Y) =   Допустимым решением задачи линейного программирования называется любой набор значений переменных удовлетворяющий системе ограничений и условной неотрицательности. Множество допустимых решений образует область допустимых ...

Решения задачи планирования производства симплекс методом

Скачать

82416

8

19

... 0 505/103 0 792/103 669/103 500/103 Анализ Таблицы 6 позволяет сделать вывод о допустимости и оптимальности базиса XБ4=(x5, x7, x1, x2, x4)T. 3.4 Результат решения задачи планирования производства В результате решения поставленной задачи симплекс-методом получили набор производимой продукции x=(x1, x2, x3, x4, x5)=( 15145/103, 8910/103, 0, 1250/103, 3255/103), который удовлетворяет всем ...