Математические методы исследования операций в экономике
Сетевое планирование и управление загрузкой исполнителей и запасами. Методы скользящего и экспоненциального сглаживания. Управление запасами с ограничением на грузоподъемность транспортных средств. Оптимальное решение игры двух лиц с нулевой суммой.
Рубрика | Экономико-математическое моделирование |
Вид | контрольная работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 22.12.2010 |
Размер файла | 607,7 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Гуманітарний університет
“Запорізький інститут державного
та муніципального управління”
Контрольна робота
м.Запоріжжя
Содержание
- Тема 1. Сетевое планирование и управление 3
- Тема 2. Управление запасами 8
- Тема 3. Методы скользящего и экспоненциального сглаживания 11
- Тема 4. Управление запасами с ограничением на грузоподъемность транспортных средств 13
- Тема 5. Оптимальное решение игры двух лиц с нулевой суммой 15
- Список использованной литературы 17
Тема 1. Сетевое планирование и управление
По данным варианта необходимо:
1) построить сетевую модель, рассчитать временные параметры событий (на рисунке) и работ (в таблице);
2) определить критические пути модели;
3) оптимизировать сетевую модель по критерию "минимум исполнителей" (указать какие работы надо сдвигать и на сколько дней, внесенные изменения показать на графиках привязки и загрузки пунктирной линией).
Название работы |
Нормальная длительность |
Количество исполнителей |
N=13 человек 1. G - исходная работа проекта; 2. Работы А, I и D следуют за G и могут выполняться одновременно; 3. Работы С и J следуют за А, работа F - за I, а работа В - за D; 4. Работа Е следует за С; 5. Работа Н следует за В, но не может начаться, пока не завершена F. |
|
А |
7 |
3 |
||
В |
6 |
5 |
||
С |
8 |
6 |
||
D |
9 |
1 |
||
Е |
10 |
6 |
||
F |
11 |
4 |
||
G |
5 |
7 |
||
Н |
9 |
2 |
||
I |
12 |
2 |
||
J |
6 |
5 |
Решение
На рисунке представлена сетевая модель, соответствующая данному упорядочению работ. Каждому событию присвоен номер, что позволяет в дальнейшем использовать не названия работ, а их коды. Численные значения временных параметров событий сети вписаны в соответствующие секторы вершин сетевого графика, а временные параметры работ сети представлены в табл. 1.3.
Таблица 1.2. Описание сетевой модели с помощью кодирования работ
Номера событий |
Код работы |
Продолжительность работы |
||
начального |
конечного |
|||
1 |
2 |
(1,2) |
5 |
|
2 |
3 |
(2,3) |
7 |
|
2 |
4 |
(2,4) |
12 |
|
2 |
5 |
(2,5) |
9 |
|
3 |
6 |
(3,6) |
8 |
|
3 |
7 |
(3,7) |
6 |
|
4 |
7 |
(4,7) |
11 |
|
5 |
7 |
(5,7) |
6 |
|
6 |
8 |
(6,8) |
10 |
|
7 |
8 |
(7,8) |
9 |
Таблица 1.3 Временные параметры работ
(i,j) |
t(i,j) |
Tрн(i,j) |
Тро(i,j) |
Тпн(i,j) |
Тпо(i,j) |
Rп(i,j) |
Rс(i,j) |
|
1,2 |
5 |
0 |
4 |
3 |
7 |
3 |
0 |
|
2,3 |
7 |
0 |
3 |
6 |
9 |
6 |
0 |
|
2,4 |
12 |
0 |
5 |
0 |
5 |
0 |
0 |
|
2,5 |
9 |
4 |
11 |
12 |
19 |
8 |
0 |
|
3,6 |
8 |
4 |
14 |
7 |
17 |
3 |
3 |
|
3,7 |
6 |
3 |
11 |
9 |
17 |
6 |
6 |
|
4,7 |
11 |
5 |
17 |
5 |
17 |
0 |
0 |
|
5,7 |
6 |
5 |
14 |
7 |
16 |
2 |
0 |
|
6,8 |
10 |
11 |
19 |
19 |
27 |
8 |
8 |
|
7,8 |
9 |
17 |
27 |
17 |
27 |
0 |
0 |
Графики привязки и загрузки для исходных данных из таблицы представлены на рисунке.
Исходные данные для оптимизации загрузки
Код работ |
Продолжительность работ |
Количество исполнителей |
|
(1,2) |
5 |
3 |
|
(1,3) |
7 |
5 |
|
(1,4) |
12 |
6 |
|
(2,5) |
9 |
1 |
|
(2,6) |
8 |
6 |
|
(3,6) |
6 |
4 |
|
(4,6) |
11 |
7 |
|
(4,7) |
6 |
2 |
|
(5,8) |
10 |
2 |
|
(6,8) |
9 |
5 |
|
(7,8) |
5 |
3 |
Организация, выполняющая проект, имеет в распоряжении только N = 13 исполнителей. Но в соответствии с графиком загрузки (рис.2.1), в течение интервала времени с 3 по 11 день для выполнения проекта требуется работа одновременно 19, 17 и затем 18 человек. Таким образом, возникает необходимость снижения максимального количества одновременно занятых исполнителей с 19 до 15 человек. Для лучшего понимания последующего описания процесса оптимизации загрузки вручную вносите изменения в графики привязки и загрузки работ.
Проанализируем возможность уменьшения загрузки (19 человек) в течение 4-го дня. Используя Rс(3,6) = 4, сдвинем работу (3,6) на 1 день, что снизит загрузку 4-го дня до 11 человек, но при этом в 12-й день появится пик - 21 исполнитель. Для его устранения достаточно сдвинуть работу (5,8) на 1 день, используя Кд(5,8) = 8. математический сетевой планирование экспоненциальное сглаживание
Рис.2.1. Графики загрузки (а) и привязки (Ь) до оптимизации
Проанализируем возможность уменьшения загрузки (18 человек) с 6-го по 11-й день, т.е. в течение интервала времени в 6 дней. Так работа (2,5) является единственной, которую можно сдвинуть таким образом, чтобы она не выполнялась в указанные 6 дней с 6-го по 11-й день. Для этого, используя Rп(2,5) = 9, сдвинем работу Tу(i,j) на 8 дней, после чего она будет начинаться уже не в 4-й, а в 12 день, к чему мы и стремились. Но поскольку Rс(2,5) = 0 и для сдвига работы Tн(i,j) был использован полный резерв, то это влечет за собой обязательный сдвиг на 7 дней работы (5,8), следующей за работой (2,5).
В результате произведенных сдвигов максимальная загрузка сетевой модели уменьшилась с 19 до 15 человек, что и являлось целью проводимой оптимизации. Окончательные изменения в графиках привязки и загрузки показаны на рис.2.2 пунктирной линией.
Рис.2.2. Графики загрузки (а) и привязки (Ь) после оптимизации
Проведенная оптимизация продемонстрировала следующее различие использования свободных и полных резервов работ. Так сдвиг работы на время в пределах ее свободного резерва не меняет моменты начала последующих за ней работ. В то же время сдвиг работы на время, которое находится в пределах ее полного резерва, но при этом превышает ее свободный резерв, влечет сдвиг последующих за ней работ.
Тема 2. Управление запасами
Завод радиоэлектронной аппаратуры производит 880 радиоприемников в сутки. Микросхемы для радиоприемников (по 1 шт. на приемник) производятся на этом же заводе с интенсивностью 3800 тыс. шт. в сутки. Затраты на подготовку производства партии микросхем составляют 74 грн. (числа в задаче условные), себестоимость производства 1 тыс. шт. микросхем равна 24 грн. Хранение микросхем на складе обходится заводу в 1.7 грн. за каждую тысячу в сутки. У завода появилась возможность закупать микросхемы в другом месте по цене 28 грн. за 1 тыс. шт. Стоимость доставки равна 31 грн.
Выясните, стоит ли заводу закупать микросхемы вместо того, чтобы их производить. Для более выгодного режима работы завода (производство или закупка) определите периодичность подачи заказа, и затраты на управление запасами в месяц (22 рабочих дня).
Решение
Ситуация покупки микросхем заводом описывается моделью Уилсона, при этом параметры модели имеют следующие значения. В качестве единицы товара примем тысячу штук микросхем.
1) интенсивность потребления запаса микросхем совпадает с интенсивностью производства радиоприемников, т.е. v =0,88 тыс.шт./сут.;
2) затраты на хранение микросхем на складе s=1.7 грн./сут.*тыс.шт.];
3) затраты на доставку партии микросхем К=31 грн.
Оптимальный объем закупки микросхем определяем по формуле (2.2)
Затраты на управление запасами микросхем состоят в данном случае из затрат на их покупку l1 , их доставку и хранение L2. Все эти затраты определяются в расчете на единицу времени, т.е. сутки. Затраты на покупку можно определить, исходя из суточного потребления микросхем v и их цены 28 грн./тыс.шт.
L1 = 28 * v = 28 * 0,88 = 24.64т.
Затраты на доставку и хранение микросхем определим по формуле (2.1)
L2= 31* (0.88 / 5.66) + 1.7 * (5.66 / 2) = 9.63 грн./сут.
Таким образом, общие затраты на управление запасами в случае покупки микросхем
Lw = L1 + L2= 24.64 + 9.63 = 34.27 грн./сут.
Рассмотрим вариант производства микросхем на заводе, в этом случае надо использовать модель экономичного размера партии. Оптимальный объем производства микросхем определяем по формуле (2.6)
При этом добавляется новый параметр - интенсивность производства микросхем л = 3800 тыс.шт./сут. Затраты на управление запасами состоят из затрат на их производство L3, а также на подготовку производства (К=31 грн) и хранение микросхем L4 . Затраты на производство определяем, исходя из суточного потребления микросхем v и себестоимости из производства 24 грн./тыс.шт., т.е.
L3 = 24 * v = 24 * 0.88 = 21.12 грн./сут.
Затраты на подготовку производства и хранение микросхем определяем по формуле (2.5)
L4 = 31*(0.88/5.66)+1.7*(5.66*(3.8-0.88)/2*0.88)=17.07грн./сут.
Таким образом, общие затраты на управление запасами в случае покупки микросхем
Lэ = L3 + L4 = 21.12 + 17.07 = 38.27 грн./сут.
Сравнив Lw и Lэ, делаем вывод, что заводу выгоднее производить микросхемы, чем покупать. Определим периодичность подачи заказа на производство микросхем по формуле (2.7)
ф =6.46 / 0.88 = 7.34 сут.
В месяц управление запасами заводу будет обходиться в
22 * Lэ = 22 * 38.27 = 841,94 грн.
Тема 3. Методы скользящего и экспоненциального сглаживания
В таблице приведены данные о спросе на некоторый товар за прошедшие два года. Постройте и проанализируйте график временного ряда с точки зрения применимости методов скользящего среднего и экспоненциального сглаживания. На основании анализа графика выберите наиболее приемлемое значение:
1) m из m=4 и m=8;
2) а из а =0,05 и а =0,3.
Проверьте свои предположения с помощью методики, описанной выше. Сделайте прогноз спроса на следующий месяц методом скользящего среднего и экспоненциального сглаживания.
Месяц t |
Спрос уt, тыс.шт., вариант № |
||||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
0 |
||
7 |
67 |
59 |
47 |
62 |
64 |
46 |
51 |
37 |
63 |
56 |
Решение
Рис. 3.1. График временного ряда
Для прогнозирования методом скользящего среднего достаточно выполнить единственный расчет
у*11(т=4) = (51 + 37 + 63 + 59) / 4 = 52.5 (тыс.шт.)
Для прогнозирования методом экспоненциального сглаживания необходимо провести расчеты для всех моментов времени, за исключением t=l:
у*2(б=0.3) = 0.3*67 + 0.7*67 = 67.0 (тыс.шт.)
у*3(б=0.3) = 0.3*59 + 0.7*67 = 64.6 (тыс.шт.)
у*4(б=0.3) = 0.3*47 + 0.7*64.6 = 59.32 (тыс.шт.)
у*5(б=0.3) = 0.3*62 + 0.7*59.32 = 60.124 (тыс.шт.)
у*6( б=0.3) = 0.3*64 + 0.7*60.124 = 61.286 (тыс.шт.)
у*7(б=0.3) = 0.3*46 + 0.7*61.286 = 56.7 (тыс.шт.)
у*8(б=0.3) = 0.3*51 + 0.7*56.7 = 54.99 (тыс.шт.)
у*9(б=0.3) = 0.3*37 + 0.7*54.99 = 49.593 (тыс.шт.)
у*10(б=0.3) = 0.3*63 + 0.7*49.593 = 53.615 (тыс.шт.)
у*11(б=0.3) = 0.3*56 + 0.7*53.615 = 54.33 (тыс.шт.)
Тема 4. Управление запасами с ограничением на грузоподъемность транспортных средств
При строительстве участка железной дороги длиной D = 1170 м используют стальной рельс в виде брусков, длиной d = 6,5 м каждый. Вес одного метра рельса равен р = 113 кг. Затраты на хранение рельсов на складе дороги составляют в сутки s = 1,12 грн за тонну. Затраты на оформление одного заказа равны Коф = 1,7 грн. Доставка грузов на склад дороги может осуществляться железнодорожным вагоном, вмещающим в себя до т1 = 32 т груза, либо грузовыми машинами, каждая из которых рассчитана max на т2=10 т груза. Затраты на использование одного рейса вагона составляют К1=58 грн., а стоимость одного рейса грузовой машины - К2=26 грн. Доставка вагоном занимает Тд1 =2 дня, а доставка грузовыми машинами - Тд2 =1,5 дня. Стройка должна быть закончена не позднее, чем за Ттах= 21 день.
Определить: 1) размер заказа рельса; 2) каким видом транспорта выгоднее доставлять заказы; 3) с какой периодичностью подавать заказ; 4) при каком уровне запаса подавать заказ; 5) затраты на УЗ в течение всего периода строительства. Построить график общих затрат на УЗ за весь период стройки и составляющих их компонент (на хранение, на доставку).
Решение
Найдем общее количество рельс необходимых для строительства
v = (1170 / 6.5) * 2 = 360 рельс
Рассчитаем общую массу данных рельс
m = 360 * 113 = 40680 кг = 40.68 т.
Оптимальный размер заказа рельса при использовании вагона определяем по формуле:
Оптимальный размер заказа рельса при использовании машины определяем по формуле:
Определим оптимальное транспортное средство для транспортировки груза:
Вагон: 40.68 / 32 = 1.27 шт.
Машина: 40.68 / 10 = 4.06 шт.
Оптимальным на мой взгляд является доставка 1 вагоном и 1 машиной. При этом затраты на доставку и оформление заказа составят:
Копт = 58 + 26 + (1.7*2) + (40.68*1.12) = 132.96 грн.
Периодичность поставки составит 2 дня, если данную погрузку осуществить за один раз в машину и в вагон.
Тема 5. Оптимальное решение игры двух лиц с нулевой суммой
Определите оптимальные стратегии и цену игры. Для 1) - в чистых стратегиях, для 2) - в смешанных.
Решение
Все расчеты удобно проводить в таблице, к которой, кроме матрицы Р, введены столбец бi , и строка вj. Анализируя строки матрицы (стратегии игрока А), заполняем столбец бi : б1 = 1; б2 = 2; б3 = 1 -- минимальные числа в строках 1, 2, 3. Аналогично в1 = 6; в2 = 7; в3 = 4; в4 = 3 - максимальные числа в столбцах 1, 2, 3, 4 соответственно. Нижняя цена игры б = max бi = max (1; 2; 1) = 2 (наибольшее число в столбце бi) и верхняя цена игры в = min вj = min (8; 7; 4; 3) = 3 (наименьшее число в строке вj).
Таким образом, составим таблицу
В1 |
В2 |
В3 |
В4 |
бi |
||
А1 |
7 |
5 |
4 |
1 |
1 |
|
А2 |
8 |
7 |
3 |
2 |
2 |
|
А3 |
1 |
5 |
4 |
3 |
1 |
|
вj |
8 |
7 |
4 |
3 |
б = 2в = 3 |
Рассмотрим матрицу 2.
В1 |
В2 |
В3 |
В4 |
бi |
||
А1 |
2 |
7 |
8 |
2 |
2 |
|
А2 |
1 |
5 |
3 |
6 |
1 |
|
вj |
2 |
7 |
8 |
6 |
б = 2в = 2 |
Мы видим что данная матрица имеет седловую точку (А1, В1), и потому оптимальной стратегией можно выбрать пару чистых стратегий, соответствующих этой точке. Цена игры равна 2.
Список использованной литературы
1. Букан Дж, Кенинсберг Э. Научное управление запасами. М.: Наука, 1967.
2. Губин Н.М., Добронравов А.С., Дорохов Б.С. . Экономико-математические методы и модели в планировании и управлении в отрасли связи. М.: Радио и связь, 1993.
3. Сетевое планирование и управление./ Под ред. Д.И. Голенко. М.: Экономика, 1967.
4. Сетевые графики в планировании./ Под ред. И.М. Разумова. М.: Высшая школа, 1975.
5. Эддоус М., Стенсфилд Р. Методы принятия решений. - М., Аудит, ЮНИТИ, 1997.
6. Исследование операций в экономике: Учебное пособие для вузов / Под ред. проф. Н.Ш, Кремера. - М.: Банки и биржи, ЮНИТИ, 1997. - 407с.
7. Конюховский П.В. Математические методы исследования операций в экономике. - СПб. Литер, 2000. - 208 с.
8. Таха, Хэмди, А. Введение в исследование операций, 6-е издание.: Пер. с англ.. - М.: Издательский дом "Вильяме", 2001. - 912 с. ил. - Парад, тит. англ.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Составление линейной оптимизационной модели и ее решение графическим методом. Сетевое и календарное планирование, расчет и представление на графике временных характеристик событий. Управление запасами, расчет наиболее выгодного режима работы завода.
контрольная работа [1,5 M], добавлен 15.11.2010Построение одноиндексной математической модели задачи линейного программирования, ее решение графическим методом. Разработка путей оптимизации сетевой модели по критерию "минимум исполнителей". Решение задачи управления запасами на производстве.
контрольная работа [80,8 K], добавлен 13.12.2010Исследование взаимосвязи отраслевых структур валового выпуска и конечного спроса. Модель динамического межотраслевого баланса. Матрица коэффициентов прямых материальных затрат. Модель с конечной интенсивностью поставок. Оптимальное управление запасами.
контрольная работа [103,4 K], добавлен 27.07.2012Классификация моделей управления запасами. Структура оптимальных стратегий и расчет нормативных критических уровней запасов при вероятностном спросе и мгновенных поставках товаров. Плановый объем поставок. Методы их планирования при их случайной издержке.
курсовая работа [398,4 K], добавлен 15.06.2010Описание проблемы оптимального управления запасами предприятия. Разработка модели оптимальной стратегии заказа новой партии товара. Основные стоимостные характеристики системы для построения модели. Программная реализация, результаты выполнения программы.
курсовая работа [2,7 M], добавлен 09.09.2017Структура управления и экономический анализ показателей функционирования Змиевской ТЭС. Структура себестоимости производства энергии и основные характеристики моделей управления запасами. Алгоритм автоматического расчета запаса угля на каждый день.
дипломная работа [1,3 M], добавлен 11.03.2010Схема управления запасами для определения оптимального количества запасов. Потоки заказов, время отгрузки как случайные потоки с заданными интенсивностями. Определение качества предложенной системы управления. Построение модели потока управления запасами.
контрольная работа [361,3 K], добавлен 09.07.2014Решение задач линейного программирования на примере ПО "Гомсельмаш". Алгоритм и экономико-математические методы решения транспортной задачи. Разработка наиболее рациональных путей, способов транспортирования товаров, оптимальное планирование грузопотоков.
курсовая работа [52,3 K], добавлен 01.06.2014Использование принципа дисконтирования информации в методах статистического прогнозирования. Общая формула расчета экспоненциальной средней. Определение значения параметра сглаживания. Ретроспективный прогноз и средняя квадратическая ошибка отклонений.
реферат [9,8 K], добавлен 16.12.2011Теория игр в контексте теории принятия решений. Игры без седловых точек. Использование линейной оптимизации при решении матричных игр. Критерии, используемые для принятия решений в играх с природой. Решение парных матричных игр с нулевой суммой.
контрольная работа [437,2 K], добавлен 14.02.2011