- •Методы оптимальных решений курс лекций
- •Введение
- •Тема 1. Основы исследования операций
- •Основные определения
- •Типичные задачи исследования операций
- •Общая постановка задачи исследования операции.
- •Классификация задач исследования операций
- •Допустимые базисные решения и многогранник решений
- •Тема 2. Задачи линейного программирования
- •Общая задача линейного программирования
- •Симплексный метод
- •Решение задачи отыскания максимума линейной функции
- •Отыскание минимума линейной функции
- •Определение первоначального допустимого базисного решения
- •Особые случаи симплексного метода
- •Неединственность оптимального решения
- •Вырожденное базисное решение
- •Отсутствие конечного оптимального решения
- •Метод искусственного базиса (м-метод)
- •Двойственные задачи
- •Симметричная пара
- •Несимметричная пара
- •Смешанная пара
- •Экономическая интерпретация двойственной задачи
- •Решение двойственной задачи и определение интервалов устойчивости двойственных оценок оптимального решения.
- •Задачи целочисленного программирования
- •Тема 3. Транспортная задача
- •Экономико-математическая модель транспортной задачи
- •Первоначальное распределение поставок методом наименьших затрат
- •Метод «северо-западного угла»
- •Проверка плана на оптимальность. Метод потенциалов
- •Тема 4. Задачи динамического программирования
- •Общая постановка задачи
- •Принцип оптимальности и уравнения Беллмана
- •Пример выбора оптимального маршрута
- •Заключение
- •Литература
- •Содержание
- •Тема 1. Основы исследования операций 3
- •1.1. Основные определения 3
- •Тема 2. Задачи линейного программирования 9
- •Тема 3. Транспортная задача 35
- •Тема 4. Задачи динамического программирования 49
Типичные задачи исследования операций
По своей содержательной постановке множество типичных задач исследования операций может быть разбито на ряд классов в зависимости от природы и свойств операции, характера решаемых задач, особенностей применяемых математических методов.
Задачи сетевого планирования и управления рассматривают соотношения между моментами начала всех операций крупного комплекса операций (работ) и сроками окончания комплекса. Эти задачи состоят в нахождении минимальной продолжительности комплекса операций, оптимального соотношения величин стоимости и сроков их выполнения.
Задачи массового обслуживания посвящены изучению и анализу систем обслуживания с очередями заявок, состоят в определении показателей эффективности работы систем, их оптимальных характеристик, например, числа каналов обслуживания, времени обслуживания и т.п.
Задачи управления запасами состоят в отыскании оптимальных значений точки заказа и размера заказа. Особенность таких задач заключается в том, что с увеличением уровня запасов, с одной стороны, увеличиваются затраты на их хранение, но с другой стороны, уменьшаются потери вследствие возможного дефицита запасаемого продукта.
Задачи распределения ресурсов возникают при определенном наборе операций, которые необходимо выполнять при ограниченных наличных ресурсах, требуется найти оптимальные распределения ресурсов.
Задача о ранце (рюкзаке) — одна из задач комбинаторной оптимизации. Название это получила от максимизационной задачи укладки как можно большего числа нужных вещей в рюкзак при условии, что общий объём (или вес) всех предметов, ограничен. Подобные задачи часто возникают в экономике, прикладной математике, криптографии. В общем виде задачу можно сформулировать так: из неограниченного множества предметов со свойствами «стоимость» и «вес», требуется отобрать некое число предметов таким образом, чтобы получить максимальную суммарную стоимость при соблюдении ограничения на суммарный вес.
Задачи ремонта и замены оборудования актуальны в связи с износом и старением оборудования, а также необходимостью его замены с течением времени. Задачи сводятся к определению оптимальных сроков, числа профилактических ремонтов и проверок, а также моментов замены оборудования.
Задачи составления расписания (календарного планирования) состоят в определении оптимальной очередности выполнения операций на различных видах оборудования.
Задачи планировки и размещения состоят в определении оптимального числа и места размещения новых объектов с учетом их взаимодействия с существующими объектами и между собой.
Задачи выбора маршрута, или сетевые задачи, чаще всего встречаются при исследовании разнообразных задач на транспорте и в системе связи и состоят в определении наиболее экономичных маршрутов.
Особо выделяются модели принятия оптимальных решений в конфликтных ситуациях, изучаемые теорией игр. К конфликтным ситуациям, в которых сталкиваются интересы двух (или более) сторон, можно отнести ряд ситуаций в области экономики, права, военного дела и т. п. В задачах теории игр необходимо выработать рекомендации по разумному поведению участников конфликта, определить их оптимальные стратегии.
