- •3 Задача про найкоротший шлях 8
- •7.2.3 Стани 50
- •7.2.4 Основне рекурентне співвідношення 51
- •1 Загальна характеристика динамічного програмування
- •1.1 Геометрична інтерпретація задач дп
- •1.2 Приклад багатоетапної операції
- •2 Основні положення поетапного оптимального управліНня
- •2.1 Загальна схема алгоритму динамічного планування n-крокової операції
- •3 Задача про найкоротший шлях
- •3.1 Схема алгоритму зворотньої прогонки (азп) по дугах, що виходять
- •3.2 Приклад застосування алгоритму азп по дугах, що виходять
- •3.3 Завдання для самостійної роботи
- •3.4 Схема алгоритму прямої прогонки (апп) по дугах, що входять
- •3.5 Приклад застосування алгоритму апп по дуга, що входять х
- •3.6. Завдання для самостійної роботи
- •3.7 Схема алгоритму зворотної прогонки (азп) по дугах, що входять
- •3.8 Відмінності алгоритмів прямої і зворотної прогонок
- •3.9 Контрольні завдання
- •4. Задача про оптимальне використання ресурсу
- •4.1 Змістовна інтерпретація задачі про оптимальне використання ресурсу
- •4.2 Побудова рекурентного співвідношення задачі 4.1.1
- •4.3 Побудова рекурентного співвідношення задачі 4.1.2
- •4.4 Схема апп для зовк
- •4.5 Приклад розв’язання зовк
- •4.6 Завдання для самостійної роботи
- •4.7 Контрольні завдання
- •5 Задача про використання робочої сили
- •5.1 Постановка задачі
- •5.2 Теоретичне обґрунтування алгоритму зворотньої прогонки для розв’язку задачі про найм робочої сили
- •5.3 Алгоритм пп розв’язку задачі
- •5.4 Приклад розв’язання зврс
- •5.5 Контрольні завдання
- •6 Основні елементи і принципи динамічного програмування
- •6.1 Адитивність цільової функції і етапи задачі
- •6.2 Принцип занурення
- •6.3 Основне рекурентне співвідношення
- •6.4 Стани
- •6.5 Умова марковості (відсутність післядії)
- •6.6 Принцип оптимальності Белмана
- •6.7 Загальна схема застосування алгоритму дп
- •7 Задача управліНня запасами
- •7.1 Постановка задачі
- •7.2 Елементи динамічної моделі
- •7.2.1 Етапи
- •7.2.2 Варіанти розв’язків
- •7.2.3 Стани
- •7.2.4 Основне рекурентне співвідношення
- •7.3 Приклади розв’язання зуз
- •7.4 Контрольні завдання
- •8 Задача про надійність
- •8.1 Змістовна постановка задачі
- •8.2 Математична модель задачі
- •8.3 Елементи динамічної моделі
- •Основне рекурентне співвідношення
- •8.4 Приклад розв’язання задачі
- •8.5 Контрольні завдання
- •Список літератури
4.4 Схема апп для зовк
Вважаємо
.Планування кроку
Визначити всі можливі значення
:
Для кожного визначити множину допустимих проектів
(для яких виконується
)
, якщо , те перейти до п. 4. Інакше - перейти до п. 2.
Формування оптимального розв’язку.
4.5 Приклад розв’язання зовк
Нехай
фірма має n=3
дочірніх підприємств,
на модернізацію цих трьох підприємств
виділено
= 6
млн.
одиниць вартості.
Підприємства
1 і 3 подали на розгляд по чотири проекти
модернізації (A,
B,
C
і D),
а підприємство 2 представило три проекти
(A,
B
і C).
Проекти A
відповідають рішенню не проводити
модернізацію підприємств.
У табл. 4
наведені
відповідні величини
і
.
Таблиця 4
-
Проект
Підприємство 1
Підприємство 2
Підприємство 3
A (0)
0
0
0
0
0
0
B (1)
1
4
2
5
1
3
C (2)
3
5
3
6
3
5
D (3)
4
7
–
–
4
7
Планування кроку 1.
Вважається, що на цьому етапі приймається рішення про модернізацію першого підприємства. Для цього можуть бути використані кошти в кількості від 0 до 6 (оскільки в нашому випадку = 6 млн. одиниць вартості).
Спочатку
відзначимо, що величина
може бути інтерпретована, як кошти,
спрямовані на модернізацію нульового
(не існуючого підприємства), тобто
спрямовані “у нікуди”. За
визначенням
– ефект від капіталовкладень у неіснуюче
підприємство 0 дорівнює нулю.
Нехай
– для модернізації підприємства 1
виділені кошти в об'ємі 0 млн. одиниць
вартості. У цьому випадку можна реалізувати
тільки проект A
(нічого не робимо), тому що
,
де
– об'єм коштів, вкладених у проект A
для першого підприємства. Прибуток від
реалізації цього проекту:
.
Таблиця заповнюється в такий спосіб:
Крок
|
Можливі стани кроку :
(кількість
коштів, вкладених у підпр. |
Можливі розв’язки на кроці |
Вартість розв’язку (прибуток)
|
Умовно оптимальний розв’язок |
|||
Допусти
мі
проекти:
|
Об'єм
коштів, вкладених у проект
|
Об'єм коштів, вкладених у підприємства
|
|
|
|||
1 |
0 |
A |
0 |
0 |
0+0=0 |
A |
0 |
Нехай
– для модернізації підприємства 1
виділені кошти в об'ємі 1 млн. одиниць
вартості. У цьому випадку можна реалізувати
проекти A
і B.
Ці проекти допустимі, оскільки
і
.
Якщо
реалізувати проект A
і при цьому витратити
,
то залишок коштів від реалізації проекту
A
становитиме:
(млн.
одиниць вартості). Але, цей залишок, за
означенням функції
,
ніде не використовується, значить
– економічний ефект (прибуток) від цих
капіталовкладень дорівнює нулю. У
підсумку прибуток від реалізації проекту
A
складе:
(млн.
одиниць вартості).
Якщо
реалізувати проект B
і при цьому витратити
,
то залишок коштів від реалізації проекту
B
становитиме:
(млн.
одиниць вартості). За
означенням
,
тоді прибуток від реалізації проекту
B
складе:
(млн. одиниць вартості).
Відповідна частина таблиці матиме вигляд:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
A B |
0 1 |
1 0 |
0+0=0 4+0=4 |
B |
4 |
Аналогічні
дії проводяться для випадків, коли для
модернізації підприємства 1 виділені
кошти
об'ємом
= 2,
3, 4, 5, 6 (млн.
одиниць вартості):
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
A B |
0 1 |
2 1 |
0+0=0 4+0=4 |
B |
4 |
|
3 |
A B С |
0 1 3 |
3 2 1 |
0+0=0 4+0=4 5+0=5 |
C |
5 |
|
4 |
A B С D |
0 1 3 4 |
4 3 1 0 |
0+0=0 4+0=4 5+0=5 7+0=7 |
D |
7 |
|
5 |
A B C D |
0 1 3 4 |
5 4 2 1 |
0+0=0 4+0=4 5+0=5 7+0=7 |
D |
7 |
|
6 |
A B C D |
0 1 3 4 |
6 5 3 2 |
0+0=0 4+0=4 5+0=5 7+0=7 |
D |
7 |
Планування кроку 2.
На
цьому кроці
приймається рішення щодо
модернізації підприємств 1 і
2. Для цього можуть бути використані
кошти
в кількості від 0 до
=6,
тобто величина
може прийняти одне з семи значень: 0, 1,
2, 3, 4, 5, і 6 (млн. одиниць вартості).
Відповідна частина таблиці має вигляд:
|
|
|
|
|
|
|
|
2
|
0 |
A |
0 |
0 |
0+0=0 |
A |
0 |
1 |
A |
0 |
1 |
0+4=4 |
A |
4 |
|
2 |
A B |
0 2 |
2 0 |
0+4=4 5+0=5 |
B |
5 |
|
3 |
A B C |
0 2 3 |
3 1 0 |
0+5=5 5+4=9 6+0=6 |
B |
9 |
|
4 |
A B C |
0 2 3 |
4 2 1 |
0+7=7 5+4=9 6+4=10 |
C |
10 |
|
5 |
A B C |
0 2 3 |
5 3 2 |
0+7=7 5+5=10 6+4=10 |
B,C |
10 |
|
6 |
A B C |
0 2 3 |
6 4 3 |
0+7=7 5+7=12 6+5=11 |
B |
12 |
Докладніше
розглянемо випадок, коли для модернізації
підприємств 1 і 2 виділені кошти об'ємом
млн.
одиниць вартості. У
цьому випадку на другому підприємстві
можна реалізувати проекти A,
B
і C
(ці проекти допустимі, оскільки
,
,
):
– проект
A,
потребує
млн., тобто,
на підприємство 1 було виділено 4-0=4 млн.,
максимальний прибуток від цих 4 млн.
складає 7 млн. (цю величину ми отримали
при плануванні першого етапу); у цьому
випадку сумарний прибуток від
млн., вкладених в обидва перших
підприємства, дорівнює 0+7=7;
– проект
B,
потребує
млн., тобто,
на підприємство 1 було витрачено 4-2=2
млн., максимальний прибуток від цих 2
млн. складає 4 млн. (цю величину ми отримали
при плануванні першого етапу); тоді
сумарний прибуток від
млн., вкладених у два перших підприємства,
дорівнює 5+4=9;
– проект
C,
потребує
млн., тобто,
на підприємство 1 був виділений 4-3=1
млн., максимальний прибуток від цього
1 млн. складає 4 млн. (цю величину ми
отримали при плануванні першого етапу);
у цьому випадку сумарний прибуток від
млн., вкладених у два перших підприємства,
дорівнює 6+4=10;
Планування кроку 3.
На
цьому етапі приймається рішення про
модернізацію всіх трьох підприємств
(1, 2 і 3). Для цього фірма виділила кошти
в кількості
=6,
тобто величина
може прийняти тільки одне значення (6
млн. одиниць вартості).
Повний процес розв’язку задачі наведений у табл. 5:
Таблиця 5
Шаг
|
Можливі стани кроку :
(кількість коштів, вкладених у підпр. ) |
Можливі розв’язки на кроці |
Вартість розв’язку (прибуток)
|
Умовний оптим. розв’язок |
|||
Допусти мі проекти: |
Об'єм коштів, вкладених у проект :
|
Об'єм коштів, вкладених у проект :
|
|
|
|||
1 |
0 |
A |
0 |
0 |
0+0=0 |
A |
0 |
1 |
A
B |
0 1 |
1 0 |
0+0=0 4+0=4 |
B |
4 |
|
2 |
A B |
0 1 |
2 1 |
0+0=0 4+0=4 |
B |
4 |
|
3 |
A B C |
0 1 3 |
3 2 0 |
0+0=0 4+0=4 5+0=5 |
C |
5 |
|
5 |
A B C D |
0 1 3 4 |
5 4 2 1 |
0+0=0 4+0=4 5+0=5 7+0=7 |
D |
7
|
|
2 |
0 |
A |
0 |
0 |
0+0=0 |
A |
0 |
1 |
A |
0 |
1 |
0+4=4 |
A |
4 |
|
2 |
A B |
0 2 |
2 0 |
0+4=4 5+0=5 |
B |
5 |
|
3 |
A
B C |
0 2 3 |
3
1 0 |
0+5=5 5+4=9 6+0=6 |
B |
9 |
|
4 |
A B C |
0 2 3 |
4 2 1 |
0+7=7 5+4=9 6+4=10 |
C |
10 |
|
5 |
A B C |
0 2 3 |
5 3 2 |
0+7=7 5+5=10 6+4=10 |
B,C |
10 |
|
6 |
A B C |
0 2 3 |
6 4 3 |
0+7=7 5+7=12 6+5=11 |
B |
12 |
|
3 |
6 |
A B
C
D
|
0 1 3 4 |
6 5
3 2
|
0+12=12 3+10=13 5+9=14 7+5=12 |
C |
14 |
Відповідь: |
Підприємство |
1 |
2 |
3 |
|
Проект, що реалізується |
B |
B |
C |
Максимальний прибуток складає 14 млн.
Перевірка:
Підприємство |
1 |
2 |
3 |
Разом |
Проект, що реалізується |
B |
B |
C |
|
Вкладено коштів |
1 |
2 |
3 |
6 |
Прибуток |
4 |
5 |
5 |
14 |
