Составляющие постановки задачи оптимизации

Содержание

Слайд 2

Составляющие постановки задачи оптимизации Решение (план) задачи - вектор . Целевая

Составляющие постановки задачи оптимизации
Решение (план) задачи - вектор .
Целевая функция

(функция цели, показатель эффективности) .
Условия (система ограничений), налагаемые на компоненты вектора .
Слайд 3

Формальная постановка задачи оптимизации определить , (1) где (2) Допустимый план

Формальная постановка задачи оптимизации

определить , (1)
где
(2)
Допустимый план ,

доставляющий функции цели экстремальное значение (min или max), называется оптимальным.
Слайд 4

Краткая классификация оптимизационных задач

Краткая классификация оптимизационных задач

Слайд 5

Задача линейного программирования (ЛП) Общая задача ЛП определить (3) где (4)

Задача линейного программирования (ЛП)

Общая задача ЛП
определить (3)
где
(4)

Слайд 6

Матричная форма общей задачи ЛП определить , (5) где (6)

Матричная форма общей задачи ЛП


определить , (5)
где

(6)
Слайд 7

В постановке (5), (6):

В постановке (5), (6):

Слайд 8

2. Стандартная задача ЛП определить , (7) где (8)

2. Стандартная задача ЛП

определить , (7)
где
(8)

Слайд 9

3. Каноническая задача ЛП определить , (9) где (10) !!! Замечание.

3. Каноническая задача ЛП

определить , (9)
где
(10)
!!! Замечание. Любая

задача ЛП может быть представлена в виде канонической, стандартной или общей задачи ЛП.
Слайд 10

Экономические интерпретации задачи ЛП Задача планирования производства

Экономические интерпретации задачи ЛП

Задача планирования производства

Слайд 11

Какое количество единиц каждого продукта необходимо произвести, чтобы получить максимальную прибыль?

Какое количество единиц каждого продукта необходимо произвести, чтобы получить максимальную прибыль?

Постановка задачи.
1. План производства:
2. Ограничения.
Физический смысл:
; (11)
Условие ограниченного спроса:
; (12)
Ресурсов должно хватить:
; (13)
Слайд 12

3. Целевая функция: чистая прибыль от реализации всего плана производства Себестоимость

3. Целевая функция: чистая прибыль от реализации всего плана производства

Себестоимость единицы

продукции :
Чистая прибыль от реализации единицы продукции :
Чистая прибыль от реализации всего плана производства:
(14)
Слайд 13

Формальная постановка задачи планирования производства Требуется определить план производства , обеспечивающий

Формальная постановка задачи планирования производства
Требуется определить план производства , обеспечивающий максимальное

значение целевой функции
вида (14) при соблюдении ограничений на вектор вида (11), (12), (13).
Замечание. Постановка (11)-(14) является стандартной задачей ЛП.
Слайд 14

Транспортная задача (ТЗ)

Транспортная задача (ТЗ)

Слайд 15

II.1. ТЗ по критерию стоимости Предполагаем, что - стоимость перевозки единицы

II.1. ТЗ по критерию стоимости

Предполагаем, что
- стоимость перевозки единицы

ресурса со склада в пункт потребления ;
, т.е. ТЗ с правильным балансом.
Постановка задачи.
1. План производства: .
2. Ограничения.
физический смысл:
. (15)
Слайд 16

Емкости складов д.б. израсходованы полностью: . (16) Заявки, поданные потребителями, д.б.

Емкости складов д.б. израсходованы полностью:
. (16)
Заявки, поданные потребителями, д.б.

удовлетворены:
. (17)
3. Общая стоимость перевозок:
. (18)
Слайд 17

Формальная постановка ТЗ по критерию стоимости Требуется определить план перевозок ,

Формальная постановка ТЗ по критерию стоимости

Требуется определить план перевозок , обеспечивающий

минимальное значение целевой функции
вида (18) при соблюдении ограничений на вектор вида (15), (16), (17).
Замечание. Постановка (15)-(18) является канонической задачей ЛП.
Слайд 18

II.2. ТЗ по критерию времени Предполагаем, что - время перевозки ресурса

II.2. ТЗ по критерию времени

Предполагаем, что
- время перевозки ресурса со

склада в пункт потребления (зависит, вообще говоря, от объема перевозки );
, т.е. ТЗ с правильным балансом.
Постановка задачи.
1. План производства: .
2. Ограничения:– (15)-(17).
Слайд 19

3. Общее время всех перевозок – все перевозки заканчиваются, в момент,

3. Общее время всех перевозок – все перевозки заканчиваются, в момент,

когда заканчивается самая длительная из всех перевозок:
(19)
Слайд 20

Формальная постановка ТЗ по критерию времени Требуется определить план перевозок ,

Формальная постановка ТЗ по критерию времени

Требуется определить план перевозок , обеспечивающий

минимальное значение целевой функции
вида (19) при соблюдении ограничений на вектор вида (15), (16), (17).
Замечание. Постановка (15), (16), (17), (19) является задачей нелинейного программирования.
Слайд 21

Пример 1. Сформулировать постановку задачи планирования производства в виде задачи ЛП. Дана таблица.

Пример 1.

Сформулировать постановку задачи планирования производства в виде задачи ЛП.
Дана таблица.

Слайд 22

Прибыль от реализации единицы продукции и составляет 20 и 30 тыс.

Прибыль от реализации единицы продукции и составляет 20 и 30 тыс.

рублей соответственно.

Требуется найти план производства продукции, при котором
Прибыль от ее реализации будет максимальной.
Решение. - план производства продукции
и соответственно.
Для реализации плана производства потребуется ресурсов
: ; : ;
: ; : .

Слайд 23

Потребление ресурсов не должно превышать их запасы: (20) Исходя из физического смысла: (21) Суммарная прибыль: (22)

Потребление ресурсов не должно превышать их запасы:
(20)
Исходя из физического смысла:

(21)
Суммарная прибыль:
(22)
Слайд 24

Пример 2. Привести стандартную задачу ЛП к канонической форме. Решение. Введем новые переменные по правилу:

Пример 2.

Привести стандартную задачу ЛП к канонической форме.
Решение. Введем новые переменные

по правилу: