9.3. Усложненные задачи транспортного типа

Нами рассмотрена классическая транспортная задача, на кото­рой показано, как используется метод потенциалов для нахожде­ния оптимального плана. В экономике предприятия такие задачи встречаются крайне редко. Обычно при составлении экономико - математической модели задачи транспортного типа приходится вво­дить целый ряд дополнительных ограничений, а затем пользовать­ся методом потенциалов.

Ряд экономических задач легко сводимы к транспортной задаче. Рассмотрим наиболее часто встречающиеся ситуации в экономике предприятия.

1 Отдельные поставки от определенных поставщиков некото­рым потребителям должны быть исключены (из-за отсутствия не­обходимых условий хранения, чрезмерной перегрузки коммуника­ций и т д ) Это ограничение требует, чтобы в матрице перевозок, содержащей оптимальный план, определенные клетки оставались свободными. Последнее достигается искусственным завышением затрат на перевозки в клетках, перевозки через которые следует запретить При этом производят завышение величины до таких значений, которые будут заведомо больше всех и с которыми их придется сравнивать в процессе решения задачи.

1. На предприятии необходимо определить минимальные сум­марные затраты на производство и транспортировку продукции. С подобной задачей сталкиваются при решении вопросов, связанных с оптимальным размещением производственных объектов. Здесь может оказаться экономически более выгодным доставлять сырье из более отдаленных пунктов, но зато при меньшей его себестои­мости В таких задачах за критерий оптимальности принимают сум­му затрат на производство и транспортировку продукции.

2. Ряд транспортных маршрутов, по которым необходимо до­ставить грузы имеют ограничения по пропускной способности. Если например, по маршруту можно провести не более q еди­ниц груза то B_j -й столбец матрицы разбивается на два столбца – В_j'- и В_j" В первом столбце спрос принимается равным разности между действительным спросом и ограничением : , во втором - равным ограничению q, т. е. . Затраты в обоих столбцах одинаковы и равны данным, но в первом столбце , в клетке соответствующей ограничению i, вместо истинного тарифа ставится искусственно завышенный тариф М (клетка блокирует­ся) Затем задача решается обычным способом.

• Поставки по определенным маршрутам обязательны и долж­ны войти в оптимальный план независимо от того, выгодно это или нет В этом случае уменьшают запас груза у поставщиков и спрос потребителей и решают задачу относительно тех поставок, которые необязательны. Полученное решение корректируют с уче­том обязательных поставок.

• Экономическая задача не является транспортной, но в мате­матическом отношении подобна транспортной, так как описывает­ся аналогичной моделью, например распределение производства изделий между предприятиями, оптимальное закрепление механиз­мов по определенным видам работы.

2. Необходимо максимизировать целевую функцию задачи транспортного типа. В этой ситуации при составлении опорного плана в первую очередь стараются заполнить клетки с наиболее высокими значениями показателей . Выбор клетки, подлежащей заполнению при переходе от одного допустимого плана к другому, должен производиться не по минимальной отрицательной разнице , а по максимальной положительной разнице . Оптимальным будет план, которому в последней таб­лице сопутствуют свободные клетки с неположительными элемен­тами: все разности .

3. Необходимо в одно время распределить груз различного ро­да по потребителям. Задачи данного типа называются многопро­дуктовыми транспортными задачами. В этих задачах поставщики т родов грузов разбиваются на т условных поставщиков, а потреби­тели п родов грузов разбиваются на п условных потребителей. С учетом этой разбивки составляют полную транспортную таблицу. При этом заметим, что некоторые маршруты A_iB_j должны быть бло­кированы (закрыты), поскольку в данной постановке задачи грузы разного рода не могут заменять друг друга. Этим маршрутам A_iB_j должна соответствовать очень высокая стоимость перевозки. Мно­гопродуктовую задачу не всегда обязательно описывать одной мо­делью. Например, если поставки грузов различного рода независи­мы, то задачу можно представить в виде комплекса транспортных задач по каждому роду груза. Однако если между грузами различ­ного рода существует связь {например, одни из грузов можно заме­нить другими), то в общем случае исходную модель (задачу) не уда­ется разбить на комплекс простых транспортных задач.

Рассмотрим примеры задач транспортного типа.

Пример 9.1. Одно фермерское хозяйство (А₁) имеет продоволь­ственное зерно двух видов: 3 тыс. т — III класса и 4 тыс. т — IV клас­са. Второе фермерское хозяйство (А₂) также имеет зерно двух клас­сов: 5 тыс. т — III класса и 2 тыс. т — IV класса. Зерно должно быть вывезено на два элеватора: на первый элеватор (5,) необходимо поставить 2 тыс. т пшеницы III класса, 3 тыс. т пшеницы IV клас­са и остальные 2 тыс. т пшеницы любого класса.

Аналогично второй элеватор (В₂) должен получить 8,25 тыс. т, из них пшеницы — 1 тыс. т III класса и I, 5 тыс. т IV класса.

Стоимость перевозки в д. е. 1т зерна составляет: из пункта А₁ в пункты В₁--и В₂ — 1 и 1,5 соответственно; из пункта А₂ в пункты В₁ и В₂ — 2 и 1 д. е. соответственно.

Составить оптимальный план перевозок.

Решение

Каждого поставщика условно разбиваем на две части согласно двум видам зерна (), аналогично потребителей разбиваем на три части (пшеница III класса, IV класса и любой класс): , а также . Потребности превыша­ют запасы, поэтому вводим фиктивного поставщика А₃. Часть кле­ток в таблице запираем большими числами М; например, в клетке (I; 2) стоит большое число. Это значит, что поставщик не мо­жет удовлетворить потребителя пшеницей IV класса за счет имеющейся пшеницы III класса.

С учетом сделанных замечаний составим первую таблицу (табл. 9.6).

Таблица 9.6