Быстрый поиск

Реферат: Прикладная математика

Вычисляем значение функции состояния только для одного значения аргумента x = у4 = 0, так как не хотим оставлять продукцию в запас в конце исследуемого периода. Процесс вычислений приведен в табл. 4. Получаем

F3 (x = y4) = min W3 (x3,0) = min (80, 71, 65, 62, 62) = 62,

причем минимум достигается при двух значениях переменной х3, равных

`3 (x = y4 = 0) = 3 или `3 (x = y4 = 0) = 4.

Таким образом, мы получили не только минимальные общие затраты на производство и хранение продукции, но и последнюю компоненту оптимального решения. Она равна

= 3 или = 4.

Рассмотрим случай, когда на последнем этапе планируем выпускать три единицы продукции

= 3.

Остальные компоненты оптимального решения найдем по обычным правилам метода динамического программирования. Чтобы найти предпоследнюю компоненту, учтем, что

х3 + у3 - d3 = y4

или

3 + у3 - 4 = 0,

откуда

у3 = 1.

Из таблицы (3) значений находим

Аналогично, продолжая двигаться в обратном направлении и учтя, что

х2 + у2 - d2 = y3

			xk	yk = yk+1 + dk - xk	Wk(xk, yk+1) =jk(xk) + hkyk+1 + Fk-1(yk)
0 £ y3 £ d3	x = y3	0 £ x2 £ d2 + y3	x2	y2 = y3 + d2 - x2	W2(x2, y3) = a + bx + c + h2y3 + F1(y2)
0 £ y3 £ 4	x = y3	0 £ x2 £ 2 + y3	x2	y2 = y3 + 3 - x2
	y3 = 0	0 £ x2 £ 2	x2 = 0 x2 = 1 x2 = 2	y2 = 2-0 = 2 y2 = 2- 1 = 1 y2 = 2-2 = 0	W2(0;0) = 02 + 5×0 + 2 + 3×0 + F1(2) =2+28 =30 W2(1;0) = 12 + 5×1 + 2 +3×0 + F1(1)=8+17 =25 W2(2;0) = 22 +5×2 + 2 + 3×0 +F1(0) =16+8=24*
	y3 = 1	0 £ x2 £ 3	x2 = 0 x2 = 1 x2 = 2 x2 = 3	y2 = 3 - 0 = 3 y2 = 3-1 = 2 y2 = 3-2 = 1 y2 = 3-3 = 0	W2(0;1) = 02 + 5×0 + 2 + 3×1 + F1(3) = 5+41=46 W2(1;1) = 12 + 5×1 + 2 + 3×1 + F1(2) =11+28 =39 W2(2;1) = 22 + 5×2 + 2 + 3×1 + F1(1)=19+17 =36* W2(3;1) = 32 + 5×3 + 2 + 3×1 + F1(0)=29+8 =37
	y3 = 2	.......................	........	............................	.............................................................
	y3 = 3	0 £ x2 £ 5	x2 = 0 x2 = 1 x2 = 2 x2 = 3 x2 = 4 x2 = 5	y2 = 5 - 0 = 5 y2 = 5 - 1 = 4 y2 = 5 - 2 = 3 y2 = 5 - 3 = 2 y2 = 5 - 4 = 1 y2 = 5 - 5 = 0	W2(0;3) = 02 + 5×0 + 2 + 3×3 + F1(5) = 11+73=84 W2(1;3) = 12 + 5×1 + 2 + 3×3 + F1(4) =17+56 =73 W2(2;3) = 22 + 5×2 + 2 + 3×3 + F1(3)=25+41 =66 W2(3;3) = 32 + 5×3 + 2 + 3×3 + F1(2)=35+28 =63* W2(4;3) = 42 + 5×4 + 2 + 3×3 + F1(1)=47+17 =64 W2(5;3) = 52 + 5×5 + 2 + 3×3 + F1(0)=61+8 =69
	y3 = 4	0 £ x2 £ 6	x2 = 0 x2 = 1 x2 = 2 x2 = 3 x2 = 4 x2 = 5 x2 = 6	y2 = 6 - 0 = 6 y2 = 6 - 1 = 5 y2 = 6 - 2 = 4 y2 = 6 - 3 = 3 y2 = 6 - 4 = 2 y2 = 6 - 5 = 1 y2 = 6 - 6 = 0	W2(0;4) = 02 + 5×0 + 2 + 3×4 + F1(6) = 14+92=106 W2(1;4) = 12 + 5×1 + 2 + 3×4 + F1(5) =20+73 =93 W2(2;4) = 22 + 5×2 + 2 + 3×4 + F1(4)=28+56 =84 W2(3;4) = 32 + 5×3 + 2 + 3×4 + F1(3)=38+41 =79 W2(4;4) = 42 + 5×4 + 2 + 3×4 + F1(2)=50+28 =78* W2(5;4) = 52 + 5×5 + 2 + 3×4 + F1(1)=64+17 =81 W2(6;4) = 62 + 5×6 + 2 + 3×4 + F1(0)=80+8 =88

31

Таблица 4

K=3

yk = yk+1 + dk - xk

Wk(xk, yk+1) = jk(xk) + hkyk+1 + Fk-1(yk)

0 £ y4 £ 0

x = y4

0 £ x3 £ d3 + y4

y3 = y4 + d3 - x3

W3(x3, y4) = a + bx3 + c + h3y4 + F2(y3)

y4 = 0

x = y4

0 £ x3 £ 4

y3 = y4 + 4 - x3

y4 = 0

0 £ x3 £ 4

x3 = 0

x3 = 1

x3 = 2

x3 = 3

x3 = 4

y3 = 4-0 = 4

y3 = 4- 1 = 3

y3 = 4-2 = 2

y3 = 4-3 = 1

y3 = 4-4 = 0

W3(0;0) = 02 + 5×0 + 2 + 2×0 + F2(4)=2+78=80

W3(1;0) = 12 + 5×1 + 2 + 2×0 + F2(3)=8+63=71

W3(2;0) = 22 + 5×2 + 2 + 2×0 + F2(2)=16+49=65

W3(3;0) = 32 + 5×3 + 2 + 2×0 + F2(1)=26+36=62*

W3(4;0) = 42 + 5×4 + 2 + 2×0 + F2(0)=38+24=62*

Самопроверка результатов Таблица 5

Этапы	январь	февраль	март	Итого за 3 месяца
Имеем продукции к началу месяца, шт.	у1 = 2	у2 = 1	у3 = 1	у1 = 2
Производим в течение месяца, шт.	х1 = 2	х2 = 2	х3 = 3	х1+ х2+ х3 = 7
Отпускаем заказчикам, шт.	d1 = 3	d2 = 2	d3 = 4	d1+ d2+ d3 = 9
Остаток к концу месяца (храним в течение текущего месяца), шт.	у2 = 1	у3 = 1	у4 = 0
Затраты на производство, руб.	j(х1)=16	j(х2)=16	j(х3)=26	j(х1) + j(х2) + j(х3) = 58
Затраты на хранение, руб.	h1у2 = 1	h2у3 = 3	0	h1у2 + h2у3 = 4

32

или

2 + у2 - 2 = 1,

получаем

у2 = 1;

из таблицы (2) значений х1(x) находим

Итак, оптимальный план производства имеет вид

х1 = 2

х2 = 3

х3 = 3,

а минимальные общие затраты составляют 62 единицы.

Полезна самопроверка полученного результата. Для этого по исходным данным и найденному плану производства заполняем таблицу 5 и убеждаемся, что заявки потребителей на каждом этапе выполняются

у1 + х1 ³ d1 у2 + х2 ³ d2 у3 + х3 ³ d3

2 + 2 ³ 3 1 + 2 ³ 2 1 + 3 ³ 4

и что суммарный объем производства и имевшегося к началу первого этапа запаса продукции равен суммарной потребности

у1 + х1 + х2 + х3 = d1 + d2 + d3

2 + 2 + 2 + 3 = 3 + 2 + 4

причем это достигается при наименьших возможных затратах на производство и хранение продукции

j(х1) + j(х2) + j(х3) + h1у2 + h2у3 = F3(y4=0)

16 + 16 + 26 + 1 + 4 = 62

Студенту рекомендуется найти другой вариант оптимальной производственной программы, когда на последнем этапе предполагается произвести 4 единицы продукции, и так же выполнить самопроверку.

§10. Матричная модель производственной

программы предприятия

Предприятие состоит из n цехов. Каждый цех выпускает только один вид продукции. Пусть j-й цех выпускает xj единиц продукции, из которых yj единиц отправляет за пределы предприятия как товарную продукцию, а остающаяся часть используется другими цехами предприятия.

Пусть ajk – кол-во продукции j-го цеха, расходуемое на производство единицы продукции k-го цеха. Числа aij образуют матрицу А коэффициентов прямых затрат, называемую структурной. Производственная программа предприятия представляется вектором X(x1, … , xn), а выпуск товарной продукции – вектором У(у1, … , уn). Очевидно,

(Е - А)Х = У или Х = (Е - А)-1У.

Элементы любого столбца матрицы (Е - А)-1, называемой матрицей коэффициентов полных затрат, показывают затраты всех цехов, необходимые для обеспечения выпуска единицы товарного продукта того цеха, номер которого совпадает с номером данного столбца.

При заданном векторе У выпуска товарной продукции легко определить производственную программу Х и наоборот.

33

Дополним структурную матрицу А матрицей В коэффициентов прямых затрат, получаемых со стороны сырья, полуфабрикатов и т.п. Очевидно, затраты получаемых со стороны материалов определяются элементами матрицы S, где

В = (Е - А)-1У = S

Зная закупочные цены сырья и рыночные цены готовой продукции, можно подсчитать прибыль.

§11. Матричная игра как модель конкуренции

и сотрудничества

Пусть игроки – Первый и Второй, играют в матричную игру с матрицей . Пусть стратегия Первого есть , а Второго – . Тогда выигрыш Первого есть случайная величина (с.в.) с рядом распределения: