Табл.1
ПН ПО | B1 | B2 | B3 | B4 | B5 | Запасы ai |
A1 | ||||||
A2 | ||||||
A3 | ||||||
A4 | ||||||
Заявки bj |
Заполняем таблицу постепенно, с левой верхней ячейки (1,1) («северо-западного угла» таблицы). Пункт B1 подал заявку на 200 ед. груза. Удовлетворим эту заявку за счет запаса 100, имеющегося в пункте A1, и запишем перевозку 100 в клетке (1,1). Запасы 1-го поставщика полностью израсходованы, поэтому остальные клетки 1-ой строки прочеркиваем. Потребности пункта B1 остались неудовлетворенными на 200-100=100 ед. Сравниваем этот остаток с запасами поставщика A2: т.к. 100<200, то 100 ед. записываем в клетку (2,1), чем полностью удовлетворяем потребности потребителя В1, а оставшиеся клетки 1-го столбца прочеркиваем.
У поставщика А2 осталось еще 150 единиц груза. Удовлетворим за счет них заявку пункта B2 (200 единиц). Для этого сравниваем этот остаток с потребностями потребителя В2: 150<200, записываем 150 ед. в клетку (2,2) и, т.к. Запасы А2 полностью израсходованы, поэтому остальные клетки 2-ой строки прочеркиваем. Потребности B2 остались неудовлетворенными на 50 единиц. Удовлетворим их за счет поставщика А№, и т.д. Процесс продолжаем до тех пор, пока не удовлетворим всех потребителей за счет запасов поставщиков. (см. табл. 2).
Таблица 2.
ПН ПО | B1 | B2 | B3 | B4 | B5 | Запасы ai |
A1 | - | - | - | - | ||
A2 | - | - | - | |||
A3 | - | - | ||||
A4 | - | - | - | |||
Заявки bj |
Нами составлен план перевозок, удовлетворяющий балансовым условиям: Х=(х11=100; x21=100; x22=150; x32=50; x33=100; x34=50; x44=50; x45=250), остальные значения переменных равны 0.
Более наглядно изобразить рассматриваемый план в виде матрицы перевозок: X= Полученное решение является не только допустимым, но и опорным решением ТЗ, т. к., используя метод вычеркивания, мы можем убедиться, что будут вычеркнуты все столбцы и строки, цикл построить нельзя из полученных занятых клеток, и значит вектора условий линейно независимы. В то же время план невырожденный, т.к. содержит r=m+n-1=4+5-1=8 занятых клеток. Остальные клетки - свободные (пустые), их число равно (n - 1) (m - 1) = 12.
Найдем общую стоимость составленного плана как сумму произведений объемов перевозок, стоящих в левом углу занятых клеток, на соответствующие стоимости в этих же клетках: L=100×10+100×2+150×7+50×5+100×3+50×2+50×16+250×13=6950 (ед).
Если в результате заполнения получается план, количество выделенных клеток которого будет меньше, чем m+n-1 (план вырожденный), следует к уже заполненным клеткам присоединить определенным образом выбранную незаполненную клетку, называемую фиктивно занятой, в нее поместить нулевой объем перевозки. Выбор необходимой клетки состоит в возможности построения замкнутого цикла для искомой клетки, все вершины которого лежали бы в занятых клетках.
2.Метод минимальной стоимости.
Данный метод получения опорного плана, при котором учитывается стоимость перевозки единицы груза, позволяет строить план, значительно более близкий к оптимальному.
Заполнение таблицы начинают с клетки, имеющей наименьшую стоимость единицы перевозки. Если таких клеток несколько, то выбирают произвольно любую из имеющихся.
Затем из рассмотрения исключают либо строку, соответствующую поставщику, запасы которого в результате заполнения исчерпываются, либо столбец, соответствующий потребителю, потребности которого полностью удовлетворяются.
Возможны случаи, когда приходится вычеркивать и строку и столбец, на пересечении их будет находиться заполняемая клетка. Это возможно, когда израсходованы запасы поставщика и удовлетворены потребности потребителя.
Из оставшейся части таблицы стоимости снова выбираем наименьшую стоимость, и процесс заполнения клеток продолжается, пока не будут распределены запасы поставщиков и удовлетворены потребности потребителей.
Пример 2. Составить начальное опорное решение, используя метод минимальной стоимости. Исходные данные приведены в таблице 3.
Таблица 3.
ПН ПО | B1 | B2 | B3 | B4 | B5 | Запасы ai |
A1 | - | - | - | - | ||
A2 | - | - | - | |||
A3 | - | - | - | - | ||
A4 | - | - | ||||
Заявки bj |
В результате получен план Х=(х14=100; x21=200; x22=50; x35=200; x42=150; x43=100; x45=50), остальные значения переменных равны 0.
Матрица перевозок: X= . План не содержит циклов и состоит из 7 положительных перевозок, следовательно, является вырожденным опорным планом. Данный опорный план имеет стоимость:
Z=100*1+200*2+50*7+200*2+150*8+100*12+50*13=4300 (ед).
Стоимость этого плана оказалась несколько меньшей стоимости опорного плана, полученного методом северо-западного угла.
7.3. Метод последовательного улучшения плана перевозок,
цикл пересчета
В ТЗ переход от одного опорного плана к другому осуществляется с помощью цикла. Для некоторой свободной клетки таблицы строится цикл, содержащий часть клеток, занятых опорным решением.
Циклом пересчета называется такой цикл в таблице с базисным распределением перевозок, при котором одна из его вершин лежит в свободной клетке, остальные – в занятых.
Цикл пересчета называется означенным, если в его вершинах расставлены знаки “+” и “-“ так, что в свободной клетке стоит знак “+”, а соседние вершины имеют противоположные знаки.
Сдвигом по циклу на некоторую величину g называется увеличение объемов перевозок во всех клетках цикла, отмеченных знаком “+”, и уменьшение объемов перевозок на ту же величину g во всех клетках цикла, отмеченных знаком “-“. По-другому это может называться перенос («переброс») какого-то количества единиц груза g по означенному циклу.
Очевидно, что при переносе любого числа единиц по циклу, равновесие между запасами и заявками не меняется: по-прежнему сумма перевозок в каждой строке равна запасам этой строки, а сумма перевозок в каждом столбце - заявке этого столбца. Таким образом, при любом циклическом переносе, оставляющем перевозки неотрицательными, допустимый план остается допустимым, хотя стоимость плана может изменяться - увеличиваться или уменьшаться.
Теорема. Для каждой свободной клетки транспортной таблицы всегда существует и притом единственный цикл пересчета, одна из вершин которого лежит в этой свободной клетке, а все остальные - в базисных клетках.
При улучшении плана циклическими переносами пользуются приемами, заимствованными из симплекс-метода: при каждом шаге (цикле) заменяют одну свободную переменную на базисную, т.е. заполняют одну свободную клетку и взамен этого освобождают одну из базисных клеток. При этом общее число базисных клеток остается неизменным и равным m + n - 1. Таким образом, по построенному циклу перераспределяются объемы перевозок (осуществляется сдвиг по циклу). Перевозка “загружается” в выбранную клетку и освобождается одна из занятых клеток, получается новый опорный план.
Количество единиц груза g, которое можно переместить, определяется минимальным значением перевозок, стоящих в отрицательных вершинах цикла (если переместить большее число единиц груза, возникнут отрицательные перевозки). Если циклов с отрицательной ценой в таблице больше не осталось, это означает, что дальнейшее улучшение плана невозможно, т.е. оптимальный план достигнут.