71
Модели могут быть использованы в более детализированном виде с разделением, например, сырья по породам, сортам и видам (пиловочник, ба-
лансы, кряжа и т. п.). При этом ограничения необходимо вводить отдельно по каждому виду продукции, сортам и породам лесоматериалов, а в критерии суммирование выполнять по всем названным факторам, что значительно уве-
личит время решения задачи.
Если известны плановые объемы заготовки лесоматериалов и спрос на нее в других регионах, то на основе указанных моделей можно построить модели баланса спроса и потребления лесоматериалов для групп регионов, а укрупняя регионы – для более крупных территориальных объединений [78].
Для вероятностного потребителя затраты принимаются равными нулю, а
производительность любого вида машин – единице. При этом спрос вероятно-
стного потребителя (а в рассматриваемой задаче это резерв времени машин того или иного вида, остающийся неиспользованным) не может быть установлен заранее, поскольку неизвестно, какие именно машины будут направлены на какие лесосырьевые базы и какой, следовательно, останется резерв. Этот резерв выявляется в ходе распределения в каждом после-
довательном приближении отдельно. Форма сбора исходных данных для реали-
зации модели транспортного освоения лесосырьевых баз представлена в табл. 3.1.
Далее определяются соотношения λij / сij , которые обозначим через wij. Эти величины вычисляются для всех i и всех j клеток матрицы исходных данных такого вида (табл. 3.1). Величина wij характеризует объем работ, приходящихся на 1 р. затрат в машино-смену для машин каждого типа машин на каждой из лесосек (в нашем случае — это количество заготовленной древесины в кубометрах на 1 р. затрат). Чем больше эта величина, тем меньшими будут затраты при выполнении работ. Поэтому при составлении опорного плана, то есть при первоначальном распределении ресурса времени работы транспортных
72
машин по лесосекам, в первую очередь, должны быть использованы те машины
и на тех лесосеках, для которых величины wij наибольшие [125].
Таблица 3.1
Форма сбора исходных данных для реализации модели транспортного освоения
лесосырьевых баз
|
j |
|
|
1 |
|
2 |
••• |
j |
|
••• |
|
n |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i |
|
bj |
|
b1 |
|
b2 |
••• |
bj |
|
••• |
|
bn |
|||||||
|
ai |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
a1 |
|
c11 |
|
|
λ11 |
c12 |
|
|
λ12 |
••• |
c1i |
|
λ1i |
|
c1n |
|
λ1n |
|
2 |
a2 |
|
c21 |
|
|
λ21 |
c22 |
|
|
λ22 |
••• |
c2i |
|
λ2i |
••• |
c2n |
|
λ2n |
|
• |
• |
|
|
|
• |
|
• |
|
• |
|
|
|
• |
||||||
• |
• |
|
|
|
• |
|
• |
••• |
• |
|
••• |
|
• |
||||||
• |
• |
|
|
|
• |
|
• |
|
• |
|
|
|
• |
||||||
i |
ai |
|
ci1 |
|
|
λi1 |
ci2 |
|
|
λi2 |
••• |
cij |
|
λij |
••• |
cin |
|
λin |
|
• |
• |
|
|
|
• |
|
• |
|
• |
|
|
|
• |
||||||
• |
• |
|
|
|
• |
|
• |
••• |
• |
|
••• |
|
• |
||||||
• |
• |
|
|
|
• |
|
• |
|
• |
|
|
|
• |
||||||
m |
am |
|
cm1 |
|
|
λm1 |
cm2 |
|
|
λm2 |
••• |
cmi |
|
λmi |
••• |
cmn |
|
λmn |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
После этого методом потенциалов определяются характеристики незанятых клеток и, если план не оптимален, производится перераспределение поставок. В отличие от обычного алгоритма, определение характеристик свободных клеток и перераспределение поставок выполняются с учетом производительности машин λij .
3.3.Разработка однопараметрической модели с двусторонними (сверху
иснизу) ограничениями производственных мощностей в лесных предприятиях
Рассмотрим производственные мощности лесных предприятий, которые ограничивались только верхними пределами qk , поэтому в результате решения можно было получить любые их значения в пределах 0≤Хk≤ qk .Если получены
73
значения мощностей Хk, близкие верхним пределам, то оптимальные мощности достаточны и вводить в строй новые предприятия с такими объемами производства целесообразно. Если Хk>0, но достаточно малы, то возникает вопрос о целесообразности образовывать небольшие предприятия. Для таких
предприятий значения Хk могут либо быть равны достигнутым мощностям,
либо превосходить их. Кроме того, существует еще ряд технологических,
конструктивных и социально-экономических условий, влияющих на величину нижних пределов мощностей предприятий, не только реконструируемых, но и вновь строящихся.
Пусть количество потребителей лесоматериалов определяется n (j=1, n ), и
спрос каждого из них известен. Что касается поставщиков Qk(k= 1, p ), то будем считать, что часть из них действующие и реконструкции не подлежат, другая часть – тоже действующие, но предполагаемые к возможной реконструкции
(расширению, техническому перевооружению), третья часть – новые, предпо-
лагаемые к возможному строительству. Пусть количество первых предприятий
составляет s (k= 1, s ), вторых h( s 1, s h ) и, наконец, третьих р –
(s+h)·( k s h 1, p ). В соответствии с изменением условий должны быть изме-
нены и ограничения. Для первых s предприятий мощности qk должны оставать-
ся без изменений. Для последующих предприятий необходимо задать два пре-
дела возможных объемов производства: нижний qk , больший или равный
достигнутым мощностям, и верхний q k , определяемый внешними условиями.
Наконец, для последней группы предприятий задается только верхний предел
мощности q k .
Критерий оптимизации размещения и концентрации производства – суммарные приведенные затраты, которые должны быть минимизированы:
р |
n |
|
|
Зпр сkjxkj |
min . |
(3.15) |
|
k 1 |
j 1 |
|
|
74
При соблюдении следующих условий:
s |
|
p |
n |
|
|||
qk |
|
|
qk |
b j ( j |
1, n |
) |
(3.16) |
k 1 |
|
k s 1 |
j 1 |
|
|||
1. Спрос потребителей должен быть удовлетворен полностью:
p |
|
|
xkj |
b j ( j 1, n) . |
(3.17) |
k1
2.Сумма поставок от каждого действующего предприятия должна быть равна их фактической мощности:
n |
|
|
X k xkj |
qk (k 1, s) . |
(3.18) |
j1
3.Сумма поставок ко всем потребителям от каждого из реконструируемых предприятий должна быть не менее нижнего и не более верхнего пределов мощности, установленных для этих предприятий:
|
|
n |
|
|
|
q X k |
xkj |
q k (k s 1, s h) . |
(3.19) |
||
|
k |
j 1 |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
4. Сумма поставок от каждого из предприятий, планируемых к возможно-
му вводу в эксплуатацию, должна быть не более верхних пределов мощностей,
установленных для этих предприятий:
n |
|
|
X k xki |
qk (k s h 1, n) . |
(3.20) |
j 1
Вэтом случае поставки любых объемов лесоматериалов могут планиро-
ваться как для действительного, так и для вероятностного потребителя. |
|
5. Неотрицательность всех поставок: |
|
xkj 0(k 1, p; j 1, n) . |
(3.21) |
Полученная модель по форме соответствует модели А транспортной зада-
чи. Однако, в отличие от обычной модели, она содержит двусторонние ограни-
чения. Для реализации модели она должна быть преобразована к закрытому ви-
ду. Такая модель должна иметь сбалансированные предложение и спрос и не
75
должна содержать двусторонних ограничений, а также ограничений в виде не-
равенств. Для получения сбалансированной модели в односторонних ограниче-
ниях достаточно ввести вероятностного потребителя Вп+1 со спросом bn+1, рав-
ным
s |
p |
n |
|
||
bn 1 qk |
|
|
k |
bj . |
|
q |
(3.22) |
||||
k 1 |
k s 1 |
j 1 |
|
||
При этом появляются дополнительные неизвестные: xk,n+1 – вероятностные поставки от k-го поставщика к вероятностному потребителю (k= 1, p ).
Приведем выражения двусторонних ограничений-неравенств к двум раз-
дельным равенствам. Это сводится к условному разделению каждого из пред-
приятий, мощности которых ограничены с двух сторон, на два пред-приятия
Qk[l] и Qk[2] с мощностями соответственно qk и qk – qk . Это относится к пред-
приятиям с k = s+ 1. . .s + h. Предприятие Qk[l] (с мощностью qk ) может рас-
сматриваться как предприятие Qk до реконструкции, а предприятие Qk[2] (с
мощностью qk – qk ) – как та часть, которая будет введена при реконструкции
(расширении, техническом перевооружении).
Поскольку предприятия разделены условно на две части, то должны быть
разделены и поставки xkj на две части |
|
xkj[1] и |
xkj[2] , а по отношению к веро- |
|||||||||||
ятностному потребителю |
соответственно на |
xk[1],n 1 и |
xk[2],n 1 . Тогда |
условие |
||||||||||
(3.16) приобретает вид: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
s |
s h |
|
s h |
|
|
|
p |
n 1 |
|
|||||
qk |
|
q |
k ( |
q |
k |
|
q |
k ) |
|
q |
k |
bj , |
(3.23) |
|
k 1 |
k s 1 |
|
k s 1 |
|
|
k s h 1 |
j 1 |
|
||||||
а система ограничений преобразовывается к следующим:
s |
s h |
s h |
p |
|
|
|
|
xkj |
xkj[1] |
xkj[2] |
xkj |
|
|
|
|
bj ( j 1, n) , |
(3.24) |
||||||
k 1 |
k s 1 |
k s 1 |
k s h 1 |
|
|
|
|