Файл: Математическое программирование и производственные задачи..pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 30.10.2024

Просмотров: 56

Скачиваний: 0

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

 

 

У У

У У

-ЗУ

У У

У

У

77

2

- У

 

2

У?

2

 

- У

У

 

- У

У

у

77

~ 2 .

У

 

У

У7

•у

У

77

- 2

У

У

У '

У

У

 

- 2

У

У

У

У

У

У

У

- У

- У

7

г?

- У

 

 

У?

- У У 2

 

77

г?

77

2?

77

- У

У

У

- 2

 

У

У?

2

У У

2?

У

<7

77

У

У

У У

 

 

 

 

 

 

Для таблицы, полученной на 18-й итерации, выполняется признак оптимальности. Оптимальное решение будет:

х-^

х^ — 1 ; х^ 3 : х$ 2 ; Xfj ^Cg= 0 .

Оптимальное значение целевой функции— /0пт=5.

7 -4 5 0


Г Л А В А IV

НЕКОТОРЫЕ ЗАДАЧИ МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОГО СНАБЖЕНИЯ

Одним из важнейших аспектов социалистического вос­ производства является организация материально-технического снабжения. В настоящее время органами снабжения страны ежегодно составляются более 12 тысяч материальных балан­ сов для различных целей. Некоторые недостатки, имеющие место в организации работ снабжения (с целью обеспечения потребностей промышленных предприятий и населения), объ­ ясняются не столько нехваткой материальных ценностей в отдельных отраслях народного хозяйства, сколько их непра­ вильным распределением. Для правильной организации этих работ необходимо учесть всевозможные взаимосвязи и тран­ спортные возможности пунктов производства и потребления, расположенных по всей территории страны.

Организация материально-технического снабжения тре­ бует трудоемких расчетов, которые по существу представляют собой целую цепь однотипных операций. Особенность этих расчетов состоит в том, что объем логических операций со­ ставляет 70—-80% всех расчетов. Этим и объясняется то обсто­ ятельство, как показывает отечественный и зарубежный опыт, что применение математических методов и электронновычислительных машин в области материально-технического снабжения дает значительный экономический эффект.

Экономия материальных и финансовых ресурсов в ре­ зультате применения математических методов и ЭВМ в ос­ новном получается за счет:

экономии финансовых средств, расходуемых на перевоз-

98

ки (транспортные издержки, как правило, уменьшаются на

9 - 1 5 % );

сокращения как общего объема, так и количества разно­

видностей запасов средств на складах;

сокращения потерь, получаемых вследствие морального

износа снабжаемых

средств;

улучшения организации складских работ;

уменьшения стоимости необходимых расчетов (в резуль­

тате использования

вычислительной техники).

В данной главе исследуются вопросы оптимального управ­

ления запасами и определения оптимальных схем перевозок

строительных

материалов республики.

§ 1. ЗАДАЧИ

ОПТИМАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ ЗАПАСАМИ

Одной из важнейших предпосылок обеспечения ритмич­ ности работы промышленного предприятия является своевре­ менная поставка необходимого материала и комплектации всех видов. Очевидно, отсутствие хотя бы одного вида мате­ риала уже нарушает нормальный процесс производства. Поэтому на каждом промышленном предприятии перед отделом материально-технического снабжения стоит акту­ альная задача своевременного удовлетворения потребностей производства в необходимых материалах. Материалы в про­ изводстве используются ежедневно определенными объема­ ми, а их поставка из предприятий-поставщиков производится достаточно большими периодами и объемами. Ясно, что ежедневная поставка материалов из одного предприятия на другое не только экономически нецелесообразна, но и прак­ тически неосуществима. Поэтому предприятие-потребитель вынуждено сохранять определенный уровень запасов. «Не­ обходимость надежного обеспечения спроса, подкрепляемая серьезными экономическими последствиями недопоставок, вынуждает увеличивать запасы, что приводит к временному исключению из оборота значительных материальных цен­ ностей... Однако всякого рода перестраховки тяжелым гру­ зом ложатся на государственный бюджет» (см. [49], стр. 12).

99



С другой стороны, необоснованное сокращение запасов может привести к срыву планов производства, так как неред­ ко предприятие-поставщик по различным причинам наруша­ ет заранее установленные сроки поставки материалов или же своевременно поставленные материалы поступают к потреби­ телю с недопустимой задержкой из-за неправильной организа­ ции работ в транспортных организациях. Хотя за задержку поставки соответствующая организация (предприятие-постав­ щик или транспортная организация) вынуждена платить штраф, однако эта сумма только частично компенсирует убы­ ток предприятия-потребителя. Кроме того, в результате ука­ занных нарушений наносится огромный ущерб всему народ­ ному хозяйству. Из изложенного видно, что существует опре­ деленный уровень запасов, при котором убытки предприя­ тия минимальны. Определением наивыгоднейшего уровня за­ пасов занимается теория управления запасами, являющаяся одной из наиболее молодых и одновременно бурно развиваю­ щихся дисциплин прикладной математики. Вопросам теории управления запасами посвящено большое количество работ отечественных и зарубежных авторов *.

Во многих работах задачи оптимального управления за­ пасами сводятся к задачам динамического программирова­ ния. Однако часто можно пользоваться более простыми ли­ нейными моделями. В настоящем параграфе разработана ли­ нейная экономико-математическая модель оптимального уп­ равления запасами и дан алгоритм решения поставленной за­ дачи.

Поскольку при планировании производства заранее уста­ навливаются нормы расходов средств производства, то при постановке математической задачи все нормативы предпола­ гаются известными. В задаче оптимального управления запа­ сами в качестве критерия принимается суммарный объем за­ пасов материалов (в денежном выражении), который рас­ сматривается не в динамике, а как постоянная величина в те­ чение определенного промежутка времени. Хотя такое пред­

* Достаточно обширный перечень работ по задачам управления за­ пасами приведен в библиографии книги [49].

100

положение не полностью соответствует реальной действитель­ ности, однако результаты решения задачи пригодны для боль­ шинства предприятий крупносерийного и массового производ­ ства.

Для составления линейной модели

оптимального управ­

ления запасами

введем следующие обозначения:

 

a u(i— 1, 2, . .

т\ у'= 1, 2,

. .

л) —норма

расхода мате­

риала у-го

вида

на изготовление

продукции

/-го вида;

Ai ( i= l,

2, . .

т.)

—объем

выпускаемой

продукции /-го

вида

за год;

 

 

 

 

 

 

 

A\{i= 1, 2, . .

т\

/= 1, 2,

. .

L) —объем

выпускаемой

продукции /-го вида за /-ый промежуток времени (нап­

ример, квартал или месяц) года;

 

 

 

 

У/ (/= 1, 2, . .

л )—допустимый минимальный объем запа­

са у'-го вида материала (страховой запас);

 

Уу (у=1, 2, . .

л)—допустимый

максимальный

объем за­

паса у-го вида материала;

 

 

 

 

 

ci (j—1, 2, . .

л )—стоимость единицы материала у-го вида;

^у(/==1» 2, . .

л; /=1, 2, . . .,£ )— лимитированный объем

материала у-го вида за /-ый промежуток времени;

У;(У— 1, 2, . .

т; 1=1, 2, .

.

Z.)—объем запаса материа­

ла у-го вида на складе

в конце /-го

промежутка вре­

мени;

 

 

 

 

 

 

 

 

■*{(/=1 , 2, . .

т\

I —1 , 2,

. .

Z.) —объем

выпускаемой

продукции /-го вида за /-ый промежуток времени;

2, . .

л; /= 1 , 2 , . - . , / - ) — объем материала у-го

вида, ожидаемый от поставщика в течение /-го проме­

жутка

времени;

 

 

 

Модель оптимального управления запасами включает сле­

дующие требования:

 

 

 

обеспечение выполнения

плана

выпуска

продукции:

v

x ^ A t , /= 1, 2,

. ; .,

т-

(1.1)

I- 1

ограничение на расход материалов:


2 а ц х \ ^ Ь 1~ 1+ у ‘- 1, j = 1, 2 ,

п\ 1=\, 2,

 

( 1.2)

i-i

 

 

 

 

сохранение

допустимых

пределов запасов

материалов:

У/ < У;'«=У;

. У'=1, 2, .

га; /=1, 2, . .

Z.;

(1.3)

неотрицательность объема выпускаемой продукции*:

jc/:>0, /=1, 2, . .

/га; /=1, 2, . .

L.

(1.4)

Величина

в ограничениях (1.2) выражает

оста­

ток материала /-го вида на складе к началу года. Значения этих величин определяются во время составления сводных заявок.

Как указывалось, в качестве критерия принимается сум­ марный объем запасов материалов (в денежном выражении) :

/ i = 2

2

о уг

(1.5)

t~i

j= I

 

Таким образом, ставится следующая задача.

Задача 1.1. Минимизировать линейную функцию (1.5) при

условиях (1.1) — (1-4)

или (1.Г),

(1.2),

(1.3).

 

Задача

1.1

является статической

моделью оптимального

управления

запасами

(текущие

изменения

объемов запасов

в модели не фигурируют). Если

величина

ЬУ детерминиро­

вана для

всех

/ и I,

то задача

1.1 является обычной зада­

чей линейного программирования с двусторонними ограниче­ ниями на переменные. Однако на практике часто поставка

требуемых материалов задерживается по

разным причинам

(недовыполнение планов

поставщиков,

нарушение

сроков

транспортировки и т. п.).

Следовательно,

Ь\ является не де­

терминированной, а

случайно)!

величиной,

причем

 

* Более естественно

вместо

(1.1)

и (1 4 ) ввести

ограничения

 

ф М , г, 1

= 1, 2 ........... ш;

/ 1, 2 .................L ,

(1.1')

т. е. требовать выполнение плана не в течение года, а по каждому про­ межутку времени. Однако такие ограничения гораздо увеличивали бы размеры задачи.

102