Решение транспортной задачи
Пример
Поставщики товара - оптовые коммерческие предприятия имеют запасы товаров соответственно в количестве и розничные торговые предприятия -подали заявки на закупку товаров в объемах соответственно: . Тарифы перевозок единицы груза с каждого из пунктов поставки в соответствующие пункты потребления заданы в виде матрицы . Найти такой план перевозки груза от поставщиков к потребителям, чтобы совокупные затраты на перевозку были минимальными.
Поставщики \Потребители | Запасы товаров, | ||||
7 | 20 | 3 | 15 | 225 | |
3 | 14 | 10 | 20 | 250 | |
15 | 25 | 11 | 19 | 125 | |
11 | 12 | 18 | 6 | 100 | |
Заявки на закупку товаров, | 120 | 150 | 110 | 235 |
Решение
Экономико-математическая модель задачи
Обозначим через количество груза, перевозимого от поставщика потребителю. Тогда общая стоимость перевозок равна:
Ограничения для поставщиков:
Ограничения для потребителей:
Объем суммарных поставок любого поставщика к потребителю не может быть отрицательным числом, поэтому справедливы ограничения:
Проверка транспортной задачи на закрытость
Стандартная транспортная задача разрешима только в том случае, когда выполняется условие баланса:
В нашем случае:
Модель транспортной задачи открытая. Вводим фиктивного потребителя, которому требуется 85 единиц груза.
Правило минимального элемента
Заполняем таблицу по правилу минимального элемента.
Просматривая таблицу замечаем, что наименьшие затраты соответствуют маршруту , поэтому в клетку помещаем . В этом случае 5-й столбец в расчет не принимается. Просматриваем оставшиеся таблицы клетки. Наименьшие тарифы имеют клетки и
Далее действуя по аналогичной схеме:
Число занятых клеток должно быть .
Решение транспортной задачи методом потенциалов
Решать задачу будем методом потенциалов. Потенциал 1-й строки принимаем равным нулю. После этого мы можем вычислить остальные потенциалы (если известны потенциал и тариф занятой клетки, то из соотношения легко определить неизвестный потенциал).
Найдем оценки свободных клеток:
S ( 1, 1)= 7-( 0+ 10)= -3 | S ( 1, 2)= 20-( 0+ 21)= -1 |
S ( 2, 3)= 10-(-7+ 3)= 14 | S ( 2, 4)= 20-(-7+ 15)= 12 |
S ( 2, 5)= 0-(-7+ 0)= 7 | S ( 3, 1)= 15-( 4+ 10)= 1 |
S ( 3, 3)= 11-( 4+ 3)= 4 | S ( 3, 5)= 0-( 4+ 0)= -4 |
S ( 4, 1)= 11-(-9+ 10)= 10 | S ( 4, 2)= 12-(-9+ 21)= 0 |
S ( 4, 3)= 18-(-9+ 3)= 24 | S ( 4, 5)= 0-(-9+ 0)= 9 |
Для клетки ( 3, 5) строим цикл.
Найдем оценки свободных клеток:
S ( 1, 1)= 7-( 0+ 10)= -3 | S ( 1, 2)= 20-( 0+ 21)= -1 |
S ( 1, 5)= 0-( 0-4)= 4 | S ( 2, 3)= 10-(-7+ 3)= 14 |
S ( 2, 4)= 20-(-7+ 15)= 12 | S ( 2, 5)= 0-(-7-4)= 11 |
S ( 3, 1)= 15-( 4+ 10)= 1 | S ( 3, 3)= 11-( 4+ 3)= 4 |
S ( 4, 1)= 11-(-9+ 10)= 10 | S ( 4, 2)= 12-(-9+ 21)= 0 |
S ( 4, 3)= 18-(-9+ 3)= 24 | S ( 4, 5)= 0-(-9-4)= 13 |
Для клетки ( 1, 1) строим цикл.
Найдем оценки свободных клеток:
S ( 1, 2)= 20-( 0+ 18)= 2 | S ( 1, 5)= 0-( 0-4)= 4 |
S ( 2, 3)= 10-(-4+ 3)= 11 | S ( 2, 4)= 20-(-4+ 15)= 9 |
S ( 2, 5)= 0-(-4-4)= 8 | S ( 3, 1)= 15-( 4+ 7)= 4 |
S ( 3, 2)= 25-( 4+ 18)= 3 | S ( 3, 3)= 11-( 4+ 3)= 4 |
S ( 4, 1)= 11-(-9+ 7)= 13 | S ( 4, 2)= 12-(-9+ 18)= 3 |
S ( 4, 3)= 18-(-9+ 3)= 24 | S ( 4, 5)= 0-(-9-4)= 13 |
Оценки свободных клеток не отрицательны, следовательно, полученный план является оптимальным:
Минимальные транспортные издержки оптимального плана:
При реализации оптимального плана у поставщика останется нереализованный товар в размере 85 ед.