Особенности транспортной задачи.

Характерными особенностями транспортных моделей являются: 1) наличие не менее двух исходных пунктов поставки; 2) наличие не менее двух конечных пунктов потребления; 3) из каждого исходного пункта в каждый конечный пункт поставляется однородная продукция – хлысты, сортименты, пиломатериалы и пр.; 4) известны или можно определить величины, характеризующие объем продукции, поставляемой из каждого исходного пункта, – мощность по отгрузке каждого исходного пункта; 5) известны или можно определить объемы продукции, потребляемые в каждом пункте назначения, – мощность по приемке каждого из пунктов потребления; 6) известны или можно определить себестоимость (затраты) или прибыль перевозки единицы продукции из каждого исходного пункта в каждый пункт потребления.

Цель, достигаемая решением транспортной задачи, – определение такого количества продукции, которое следует транспортировать из каждого исходного пункта в каждый пункт назначения и при котором транспортные расходы будут минимальными или прибыль (в линеаризованных задачах) от транспортировок будет максимальна. Какова цель – минимизация затрат на транспортировку или максимизация прибыли – таков и выбор критерия. На рис. 5.18 изображена транспортная модель в виде сети с т исходными пунктами и п пунктами назначения. Исходным пунктам и пунктам назначения соответствуют вершины (окружности), а маршрутам транспортировки – дуги (прямые линии). Количество продукции, отгружаемое (производимое) в каждом пункте i, обозначим через а_i, а потребляемое (хранимое) в каждом пункте j – через b_j; с_ij – себестоимость транспортировки единицы продукции из каждого исходного пункта i в каждый пункт назначения j.

Рис. 5.18. Схематическое представление транспортной модели

Обозначим через x_ij – количество продукции (объемы), перевозимое из исходного пункта i в пункт назначения j. Тогда задача ЛП транспортного типа в общем виде формулируется следующим образом:

минимизировать у= (5-13)

при ограничениях = (5.14)

весь объем транспортировки из каждого i -го пункта не может быть больше, чем там имеется в наличии:

, j = ; (5.15)

весь объем транспортировки в каждый j -й пункт должен быть, по крайней мере, равен спросу (потребности) этого пункта:

x_ij i = j=. (5.16)

Если суммарный объем исходных пунктов (поставщиков) равен суммарному объему пунктов потребления (потребителей), Σ а_i =Σ b_j, то модель называется сбалансированной транспортной моделью.

В реальных производственных ситуациях не всегда соблюдается изложенное условие – объем поставок равен объему потребления. Поэтому с целью упрощения процесса решения транспортную модель искусственно приводят к сбалансированной посредством введения фиктивных исходных пунктов или фиктивных пунктов назначения. В этом случае в выражения ограничений (5.14) – при введении фиктивного исходного пункта – или (5.15) – при введении фиктивного пункта потребления – вносятся соответствующие дополнения. Стоимость транспортировки из фиктивного исходного в фиктивный пункты потребления принимается равной нулю.

 

 

15.Опорный план транспортной задачи

Метод северо-западного угла

Пусть условия транспортной задачи заданы таблице 2.3.
Не учитывая стоимости перевозки единицы груза, начинаем удовлетворение потребностей первого потребителя B1 за счет запаса поставщика А₁. Для этого сравниваем a₁ = 100 с b_i = 200, a₁< b₁ меньший из объемов, т. е. = 100 ед. записываем в левый нижний угол клетки А₁B₁. Запасы первого поставщика полностью израсходованы, по этому остальные клетки первой строки прочеркиваем. Потребности В остались неудовлетворенными на 200–100=100 ед. Сравниваем этот остаток с запасами поставщика А₂: так как 100<250, то 100 ед. записываем в клетку А₂ .B₁, чем полностью удовлетворяем потребности потребителя B₁, а оставшиеся клетки в первом столбце прочеркиваем.

Пример 2.6.1

Метод минимальной стоимости

Суть метода заключается в том, что из всей таблицы стоимостей выбирают наименьшую, и в клетку, которая ей соответствует, помещают меньшее из чисел a_i, или b_j . Затем, из рассмотрения исключают либо строку, соответствующую поставщику, запасы которого полностью израсходованы, либо столбец, соответствующий потребителю, потребности которого полностью удовлетворены, либо и строку и столбец, если израсходованы запасы поставщика и удовлетворены потребности потребителя. Из оставшейся части таблицы стоимостей снова выбирают наименьшую стоимость, и процесс распределения запасов продолжают, пока все запасы не будут распределены, а потребности удовлетворены.
Составим с помощью этого метода опорный план уже рассмотренной задачи. Запишем ее условие в таблицу (табл. 2.5). Выбираем в таблице наименьшую стоимость (это стоимость, помещенная в клетке A₁, B₄ ) так как A₁ = b₄, 100 ед. груза помещаем в этой клетке и исключаем из рассмотрения первую строку и четвертый столбец. В оставшейся таблице стоимостей наименьшей является стоимость, расположенная в клетке A₂ , B₁ и в клетке A₃ , B₅. Заполняем любую из них, например A₂ , B₁. Имеем 200 < 250, следовательно, записываем в нее 200 и исключаем из рассмотрения столбец B₁. В клетку A₃ , B₅ записываем 200 ед. и исключаем из рассмотрения строку A₃ . В оставшейся таблице стоимостей снова выбираем наименьшую стоимость и продолжаем процесс до тех пор, пока все запасы не будут распределены, а потребности удовлетворены. В результате получен план
X = (X₁₄ = 100; X₂₁ = 200; X₂₂ = 50; X₃₅= 200, X₄₂ = 150; X₄₃ = 100; X₄₅ = 50),
остальные значения переменных равны нулю.

Метод аппроксимации Фогеля

Данный метод состоит в следующем:

1. на каждой итерации находят разности между двумя наименьшими тарифами во всех строках и столбцах, записывая их в дополнительные столбец и строку таблицы;

2. находят max Δc_ij и заполняют клетку с минимальной стоимостью в строке (столбце), которой соответствует данная разность.

Процесс продолжается до тех пор, пока все грузы не будут развезены по потребителям. Данный метод в ряде задач приводит к оптимальному плану. Решим этим методом задачу из примера 2.6.1 (см. табл.2.7).

 

Метод двойного предпочтения

Если таблица стоимостей велика, то перебор всех элементов затруднителен. В этом случае используют метод двойного предпочтения, суть которого заключается в следующем.
В каждом столбце отмечают знаком V клетку с наименьшей стоимостью. Затем то же проделывают в каждой строке. В результате некоторые клетки имеют отметку VV. В них находится минимальная стоимость, как по столбцу, так и по строке. В эти клетки помещают максимально возможные объемы перевозок, каждый раз исключая из рассмотрения соответствующие столбцы или строки. Затем распределяют перевозки по ячейкам, отмеченным знаком V. В оставшейся части таблицы перевозки распределяют по наименьшей стоимости.

 

 

Метод потенциалов.