Решение задач оптимизации в среде Microsoft Excel

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 13 Декабря 2011 в 22:12, лабораторная работа

Краткое описание

Составить дневной рацион, содержащий не менее минимальной суточной нормы потребности человека в необходимых питательных веществах при минимальной общей стоимости потребляемых продуктов

Прикрепленные файлы: 1 файл

Федеральное агентство по образованию.doc

— 247.00 Кб (Скачать документ)

Федеральное агентство по образованию 

Государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования 
 
 
 

Отчет по лабораторной работе 

На  тему: «Решение задач  оптимизации

  в среде Microsoft Excel» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2009 г. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Задача 1 

Исходная постановка задачи: 

Для поддержания нормальной жизнедеятельности человеку ежедневно необходимо потреблять не менее 118 г белков,56 г. жиров, 500 г. Углеводов, 8 г. Минеральных солей. Количество питательных веществ, содержащихся в 1 кг каждого вида потребляемых продуктов, а так же цена за 1 кг каждого из этих продуктов приведены в следующей таблице: 

Питательные вещества Содержание (г) питательных веществ в 1 кг продуктов
мясо рыба молоко масло сыр крупа картофель
Белки 180 190 30 10 260 130 21
Жиры 20 3 40 865 310 30 2
Углеводы 0 0 50 6 20 350 200
Минеральные соли 9 10 7 12 60 20 10
Цена 1 кг продуктов 18 10 2,8 34 29 5 1
 

Составить дневной  рацион, содержащий не менее минимальной  суточной нормы потребности человека в необходимых питательных веществах при минимальной общей стоимости  потребляемых продуктов 

Формальная постановка задачи: 

Обозначим через x1 количество потребляемого за сутки мяса за x2, х3, х4, х5, х6, х7,  соответственно рыбы, молока, масла, сыра, крупы, картофеля. Требуется найти наилучшие значения  x17. Наилучшими для данной задачи являются такие значения, которые минимизируют общую стоимость потребляемых продуктов 

S=18 x1 +10 х2+2,8 х3+34 х4+29 х5+5 х6+1 х7 → min 

Поскольку х1-7 выражают количество потребляемых продуктов, то они не могут быть отрицательны, т.е. 

Х1 ≥0, х2 ≥0,  х3 ≥0,  х4≥0,  х5 ≥0,  х6≥0,  х7≥0 

Ограничения на минимальную суточную норму могут  быть записаны следующим образом:

Х1*180+Х2*190+ Х3*30+ Х4*10+ Х5*260+ Х6*130+Х7*21≥118

Х1*20+Х2*3+ Х3*40+ Х4*865+ Х5*310+ Х6*30+Х7*2≥56

Х1*0+Х2*0+ Х3*50+ Х4*6+ Х5*20+ Х6*650+Х7*200≥500

Х1*9+Х2*10+ Х3*7+ Х4*10+ Х5*60+ Х6*20+Х7*10≥8 
 
 

Таким образом, задача состоит в том, что бы найти  значения Х, удовлетворяющим условиям: 

Х1-7≥0

Х1*180+Х2*190+ Х3*30+ Х4*10+ Х5*260+ Х6*130+Х7*21≥118

Х1*20+Х2*3+ Х3*40+ Х4*865+ Х5*310+ Х6*30+Х7*2≥56

Х1*0+Х2*0+ Х3*50+ Х4*6+ Х5*20+ Х6*650+Х7*200≥500

Х1*9+Х2*10+ Х3*7+ Х4*10+ Х5*60+ Х6*20+Х7*10≥8 

И минимизирующие функцию S=18 x1 +10 х2+2,8 х3+34 х4+29 х5+5 х6+1* х7 

 

ячейки B19:H22- количество белков, жиров, углеводов, миниральных солей и цена.

 В ячейке  I22 находится функция минимизирующая цену.

В ячейках В15:Н15 изменяемые ячейки, те  значения, которые нужно найти

Таким образом, заполняем диалоговое окно Поиск решения

В поле установить целевую  указываем ячейку, содержащую оптимизируемое значение (I23), устанавливаем переключатель Равной минимальному значению.

В поле Изменяя ячейки задаем диапазон подбираемых параметров- В15:Н15

набор ограничений:

1. В15:Н15=целое

2. В15:Н15≥0

3. I19≥B10

4. I20≥B11

5. I21≥B12

6. I22≥B13 

 
 
 
 

Таким образом  наилучшими для данной задачи являются использовать 1 литр молока  и 1 кг крупы. При таком использовании мы будем получать не меньше минимума необходимых питательных веществ и цена при этом будет равна 7,8 рублей. 
 
 
 

Задача 2 

Исходная формулировка задачи 

Мясокомбинат  имеет в своем составе 4 завода, на каждом из которых может изготавливаться  три вида колбасных изделий. Мощности каждого из заводов соответственно равны 320, 280, 270 и 350. Ежедневные потребности в колбасных изделиях каждого вида составляют 450, 370 и 400 соответственно. В таблице приведена стоимость производства каждого вида колбасных изделий н каждом заводе. 

  Колбаса вареная Колбаса в/к Ветчина
Завод 1 2 3 4
Завод 2 1 5 3
Завод 3 6 4 2
Завод 4 7 8 5

 

Необходимо определить наилучшее распределение выпуска  колбасных изделий между заводами 

Формальная постановка задачи

Константы 

1. обозначим через ci-j  себестоимость производства колбасных изделий, где I- заводы 1-4, а j- разновидности колбасных изделий 

С=  
 

2. Пусть Zi –мощности заводов, где i=1,2,3,4 .т.е.Z1=320, Z2=280, Z3=270, Z4=350

3. bj- ежедневные потребности, j=1,2,3 т.е.

b1=450- потребность в колбасе вареной

b2=370- потребность в колбасе в/к

b3=400- потребность в ветчине 

Переменные

1.Пусть хij- объем изготовления i-тым заводом j-той продукции

2.аi- расход для i-того завода, где i=1,2,3,4.

3.S – суммарные расходы 

S=∑∑ 

Решение: 

1.Зададим математическую  модель расхода i-го завода 
 
 
 
 

2. 
 
 

3. 
 
 

Ограничения

Неизвестные должны удовлетворять следующим ограничениям:

  1. неотрицательный объем производства, то есть хij≥0;
  2. в силу сбалансированности задачи, вся произведенная продукция должна соответствовать мощностям заводов и потребности потребителей должны быть удовлетворены.
 
 

 

 
 

 

В результате получаем следующее распределение производства колбас между заводами:

  Колбаса вареная Колбаса в/к Ветчина
Завод 1 170 150 0
Завод 2 280 0 0
Завод 3 0 220 50
Завод 4 0 0 350
 

Анализ  найденного решения: 

     Значение  целевой функции составило 3800 денежных единиц. При этом экономическая интерпретация результатов следующая. Завод 1 производит колбасу вареную и колбасу в/к соответственно 170 и 150 т., Завод 2- только колбасу вареную- 280 т., Завод 3- колбасу в/к и ветчину соответственно 220 и 50 т., Завод 4- ветчину-350 т. При этом, все заводы работают на полную мощность, а затраты на производство будут минимальными и составят 3800 денежных единиц.

Информация о работе Решение задач оптимизации в среде Microsoft Excel