Файл: Голенко Д.И. Статистические модели в управлении производством.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 11.04.2024

Просмотров: 173

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

2. Вычисляем матрицу Т=А'В

1982

3334

4704

58.0

6480 6552

5974

4754

3221

2977

3003

3155

 

3370

3666

4142

4978

4738

5546

5496

5100

 

4785

4893

5681

7321

4138

4742

5034

5270

5710

6618

8262

10914

1873

1901

2961

2325

2640

2928

3086

3986

4984

4388

4110

4070

 

4150

4194

4008

3360

3322

3458

3804

4140

4595

4647

4123

2699

6315

5787

5385

5145

5100

5280

5712

6420

3. Решаем задачу о назначениях

с

весовой матри­

цей Т. Дл я этих целей была

использована

программа ре­

шения транспортной задачи.

Минимум

математического

ожидания длины пути получен на перестановке п =(1,4 , 2,5,8,3,6,7), соответствующей значению 77 Я ) = 137.

Алгоритм 2 реализует стохастическую процедуру ре­ шения задачи очередности и может быть использован в тех случаях, когда исходные данные являются достаточно надежными, время решения не ограничено малыми сро­ ками и экономическая эффективность улучшения целевой функции оправдывает соответствующие затраты эксплу­ атации ЭВМ. Первые два этапа вычислительной проце­ дуры алгоритма 2 совпадают с этапами 1 и 2 алгоритма 1, последующие этапы представляют собой модернизацию

метода Монте-Карло, которая

заключается

в способе

формирования

каждой

новой

случайной перестановки.

Порядок вычислений (после

выполнения

этапов 1 и

2) заключается в следующем.

 

 

 

Этап 3. По

алгоритму

Форда

[2.26]

вычисляется

F(A). Значение

F(A)

и

исходная

последовательность

столбцов заносится в специальные ячейки памяти ЭВМ,

содержимое которых в

дальнейшем

обозначается

через

Fj и щ.

 

 

 

 

Этап 4. По

матрице

Т вычисляем

матрицу R

с эле­

ментами Гц =

= 1,2,..., п).

 

 

Этап 5. Определяем номер i\ элемента, стоящего на первом месте последовательности я = (t'i, 1*2, in). Для этого:

п

Шаг 1—определяем rx = 2rix. Генерируем равномерно

/=1


распределенную на (0,1) случайную величину а. Прове­

ряем

условие аг\>гп.

Если

оно

не выполняется, то:

1)

в матрице R на местах

гц

(/ = 1, 2, ... , п) записыва­

ются нули; 2) присваиваем ix значение 1 и переходим к

этапу 6. Если условие агхп

выполняется, то

переходим

к шагу 2.

 

 

агхп21.

 

 

 

 

 

 

Шаг 2 — проверка условия

Если

условие

не

выполнено, то:

1)

в матрице

R

на

местах

r2j

(/ =

=

1, 2, ... , п) записываются нули; 2)

присваиваем

i\

зна­

чение 2 и переходим

к этапу 6.

Если условие

выполняет­

ся

(т. е. a r i > r n + r 2 i ) ,

то переходим к шагу 3,

и т. д.,

цо

шага k.

 

 

 

 

 

к

 

 

 

 

 

 

Шаг k — проверяем

условие

 

 

Если

оно

не

 

аГі>Игц.

выполняется, то: 1)

в матрице R

на

местах rhj

( / = 1 , 2 , . . . ,

п) записываются нули; 2) присваиваем i\ значение k и переходим к этапу 6. Если условие выполнено, то перехо­ дим к шагу k + 1, и т. д. Так как а ^ ' 1 , то в худшем случае через п шагов этот процесс оборвется и мы перейдем к этапу 6.

 

Этап 6. Определяем номер i2 элемента, стоящего на

втором месте в перестановке я. Последовательность

ша­

гов

этапа

б

аналогична последовательности

шагов

эта-

 

 

 

к

 

п

 

па

5. На

k-м

шаге проверяется аг2>1,Гі2

(r^'Er^).

Если

 

 

 

i=i

 

i=i

 

условие не выполняется, то: 1) в матрице

R на местах

'"л/ ( / = 1 , 2 , . . . , п) записываются нули; 2)

присваивается

i2 значение k и осуществляется переход к этапу 7. Если условие выполнено, то переходим к шагу k+l.

Последующие этапы имеют аналогичную последова­ тельность операций. На (п + 4) -м этапе формирование по­

следовательности я = ( і ь

і 2 , i n

)

заканчивается.

ве­

Этап (п + 5).

Определяем (по

алгоритму

Форда)

личину F(An).

Проверяем

условие

F(An)<Fj.

Если

оно

соблюдается, то величины

F(An)

и я заносятся в ячейки

памяти вместо ранее записанных Fj и щ, а затем осу­ ществляется переход к этапу 5. При невыполнении усло­ вия F(A„)<Fj переход к этапу 5 выполняется сразу.

Процесс вычислений можно закончить после просче­ та определенного числа вариантов, причем лучший из достигнутых результатов фиксируется в памяти ЭВМ и по окончании счета печатается.



Алгоритмы 1 и 2 были опробованы нанескольких те­ стовых задачах размеров 10X50, 10X30, 20X20, а ре­ зультаты сравнивались с методом Монте-Карло. Экспе­ римент, описанный в работе [2. 14], показал, что алгоритм

1 дает значение F, удовлетворяющее

неравенству

F<Fl + 0,\3(F2-Fl)

,

где Fi и F2 — соответственно минимальное и максималь­ ное значения Fi, достигнутые случайным поиском за 1500—2500 реализаций.

В большинстве испытанных вариантов алгоритм 2 за 500 реализаций выдавал значение F, которое не было до­ стигнуто случайным поиском за 3000 реализаций. Наря­ ду с алгоритмом 2 проводились эксперименты с некото­ рыми его модификациями, которые заключаются в спо­ собе (этап 4) получения матрицы R.

Так, например, были опробованы варианты с

которые в среднем оказались менее эффективны. Несколько иная идея просмотра окрестности оптиму­

ма задачи минимизации математического ожидания ре­ ализована в алгоритме 3, который так же, как и алго­ ритм 2, является стохастическим. Будучи опробован на нескольких тестовых задачах, он показал более хорошие

результаты,

чем алгоритм

2 на начальном этапе

поиска,

и более

медленную

сходимость

при

увеличении

числа

реализаций.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Первые три этапа

алгоритма 3 совпадают с соответст­

вующими

этапами алгоритма 2, дальнейшие вычисления

заключаются в следующем:

 

 

перестановку

Л

Этап

4.

 

Генерируем

 

случайную

л —

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Л

 

 

 

 

= (t"i, i 2 ,

i n

)

- Определяем

по я, используя матрицу Т,

перестановку

я = ( / ь

/г, • • •,

in)

следующим

образом:

1) среди элементов г'гй строки матрицы Т находим

мини­

мальный

элемент

U>jа

 

вместо

thJ:

(k=l,2,...,

 

п)

за­

писываем

числа,

равные

«машинной бесконечности»,

/і — первый

 

элемент

я;

2) среди элементов і2

 

строки

матрицы

Т

определяем

минимальный

элемент

ti3j,,

а

вместо thj

(k=l,

2 , . . . , п)

записываем

числа, равные

«ма­

шинной бесконечности». Тогда \ 2

есть второй элемент це^

рестановки

л,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Аналогичным

образом определяем

последовательно

элементы /з, /4, • • •, In­

 

dian 5. Этап

5 полностью совпадает

с этапом (п + 5)

в алгоритме 2. Вычисления заканчиваются после опреде­

ленного числа

реализаций.

 

§ 2. 8. Рандомизированные правила

предпочтения

в условиях мелкосерийного

производства

В предыдущих параграфах настоящей главы были

рассмотрены

наиболее представительные

стандартные

модели календарного планирования и описаны методы оптимизации календарных планов с помощью таких мо­ делей. Последующий материал посвящен вопросам по­ строения и исследования имитационных моделей более общего вида для конкретных объектов управления. Рас­ смотрим методы построения моделей мелкосерийного производства на достаточно простом примере, который может быть положен в основу создания более сложных имитационных моделей общего вида, — на примере вы­ бора и обоснования метода формирования очереди дета­ лей к станку. Формализация процесса выбора одной де­ тали из множества деталей, претендующих в данный мо­ мент времени на обработку, осуществляется на основе правил предпочтения, которые являются функциями не­ которых параметров системы. Числовые значения этих функций называются приоритетами. В случае возникно­ вения конфликтной ситуации при назначении деталей на обработку для всех деталей, стоящих в очереди, вы­ числяются приоритеты и деталь с максимальным прио­ ритетом ставится на обработку.

В последнее время получили распространение рандо­ мизированные правила формирования очереди, смысл которых заключается в том, что детали из очереди наз­ начаются на обработку случайно с вероятностями, про­ порциональными вычисленным приоритетам. Описанные принципы формирования очереди называют обычно ло­ кальными правилами предпочтения, имея в виду их эв­ ристическую основу и несогласованность с «глобаль­ ным» критерием оптимального функционирования систе­ мы в целом.

Задача определения оптимального (в смысле согла­ сованности с глобальным критерием) приоритета свя­ зана с большой сложностью аналитического исследова-