AKADEMIA EKONOMICZNA WE WROCŁAWIU
WYDZIAŁ GOSPODARKI REGIONALNEJ I TURYSTYKI
IM. OSKARA LANGEGO
W JELENIEJ GÓRZE
Temat:
Model badań operacyjnych - która z wód mineralnych jest najbardziej przydatna i w jakich ilościach dla organizmu człowieka.
Napisała:
Beata Rodziewicz 115311
Semestr V
Prowadzenie: dr Elżbieta Sobczak
Pewna grupa studentów AE w Lotkach Dużych zaczynała właśnie zajęcia z przedmiotu NOP (nauka o przedsiębiorstwie). Wykładowca oczekiwał tego dnia od studentów referatów na temat przedsiębiorców zajmujących się produkcją wód mineralnych. Jedna ze studentek przeprowadziła badania operacyjne, aby sprawdzić, która z wód mineralnych jest najbardziej przydatna dla organizmu człowieka. Oto jej praca:
Anna Przybylska ze szklanego ekranu w reklamie smakowej wody mineralnej Veroni Mineral Fit zarzuca nas hasłem: benzoesan sodu. Czym jest ten związek chemiczny? Jaki ma wpływ na organizm człowieka? Czy faktycznie znajduje się w popularnych wodach smakowych? Czy benzoesan sodu wpływa negatywnie na kalorie potrzebne organizmowi?
Na takie i inne pytania próbowała sobie studentka odpowiedzieć.
Najbardziej popularne wody smakowe to:
x1 - Veroni Mineral Fit
x2 - Żywiec zdrój Smako-łyk
x3 - Nałęczowianka ze smakiem
x4 - Jurajska
x5 - Ustronianka
Wg słownika chemicznego Benzoesan sodu jest szeroko stosowany jako środek do konserwacji żywności. Stosuje się go do konserwacji, między innymi:
Przetworów owocowych
Przetworów warzywnych, różnych sałatek, koncentratu pomidorowego,
Konserw rybnych, ryb
Napojów ( mniej niż 0,15 g/litr)
Ponadto Benzoesan sodu działa drażniąco na śluzówkę żołądka, dlatego spożycie zawierających go produktów może u osób nadwrażliwych (np. chorych na chorobę wrzodową) powodować dolegliwości bólowe. W połączeniu z witaminą C (E300) może przekształcić się w rakotwórczy benzen, co ma znaczenie szczególnie w przypadku napojów gazowanych, w których stosuje się jednocześnie obie te substancje. Temperatura i naświetlenie to czynniki przyspieszające formowanie się benzenu.
Wielu producentów dodaje chemiczne konserwanty do żywności i napojów, aby przedłużyć ich przydatność do spożycia i chronić przed zepsuciem. Jest to wprawdzie zgodne z prawem, ale regularne dostarczanie organizmowi konserwantów w pokarmie czy napoju jest szkodliwe dla zdrowia.
Czy 1,5 litra wody o smaku truskawki może mieć tyle kalorii, co mały pączek albo kawałek drożdżówki? Okazuje się, że tak. Wszystko za sprawą cukru dodawanego w celu poprawy smaku. Woda słodzona, choć smaczna przestaje być dietetyczna, ponieważ w 1,5 litrowej butelce może być nawet 200 kcal
Uczeni twierdzą, że człowiek powinien w ciągu dnia dostarczyć organizmowi ok1500kcal. Z tego jednak nie więcej niż 300kcal z wody.
Producenci twierdza: „Wody źródlane o smaku owocowym to produkt skierowany do osób aktywnie żyjących, preferujących zdrowy tryb życia”. Ale czy na pewno tak jest?
Producenci kolorowych napojów tłumaczą się zaufaniem pokładanym w dyspozycji Agencji Standardów Żywności, która dopuszcza stosowanie niewielkiej (”bezpiecznej”) ilości benzoesanu sodu jako składnika gotowego produktu - ale pytanie brzmi: czy my - jako konsumenci, także możemy temu zaufać?
Zawartość składników studentka zestawiła w tabelce:
Zawartość w 1l wody |
Rodzaje wód mineralnych, smakowych |
||||
|
Veroni Mineral Fit |
Żywiec zdrój Smako-łyk |
Nałęczowianka ze smakiem |
Jurajska |
Ustronianka |
benzoesan sodu |
0,14 |
0,13 |
0 |
0,13 |
0,11 |
kcal |
|
245 |
80 |
296 |
220 |
Natomiast ceny poszczególnych wód za 1l kształtują się następująco:
Veroni Mineral Fit - 2,40zł
Żywiec zdrój Smako-łyk - 2,55zł
Nałęczowianka ze smakiem - 2,19zł
Jurajska - 2,20zł
Ustronianka - 2.09zł
Jaką należy wypić wodę i ile, aby dostarczyć do organizmu potrzebne kalorie w wymaganych min ilościach przy maksymalizacji zysku z kupna tej wody?
Czy zawartość benzoesanu sodu wpływa na tą decyzje?
Uzyskując informacje o cenach wód studentka w ten sposób otrzymała funkcję celu zadania optymalizującego:
2,40x1+2,55x2+2,19x3+2,20x4+2,09x5 max
W kolejnym etapie badań studentka przeszła do opisywania warunków ograniczających.
Pierwszy warunek ograniczający brzmi, że benzoesan sodu w napojach nie może przekroczyć 0,15g/litr. Człowiek wg badań powinien dziennie spożyć ok 3litry wody. Zapisany warunek wygląda:
0,14x1+0,13x2+0x3+0,13x4+0,11x5<=0,45
Drugi warunek brzmi, że zapotrzebowanie dzienne na kalorie pochodzącą z wody powinno być większe niż 300kcal. Drugi warunek wygląda, więc następująco:
81x1+245x2+80x3+296x4+220x5<=300
Studentka wpisując uzyskane dane do arkusza kalkulacyjnego uzyskała wyniki przedstawione poniżej:
2,4 |
2,55 |
2,19 |
2,2 |
2,09 |
|
|
x1 |
x2 |
x3 |
x4 |
x5 |
|
|
3,214286 |
0 |
0,495536 |
0 |
0 |
f. celu |
8,799509 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,14 |
0,13 |
0 |
0,17 |
0,11 |
0,45 |
0,45 |
81 |
245 |
80 |
296 |
220 |
300 |
300 |
Analiza wrażliwości przedstawiała się następująco:
Microsoft Excel 10.0 Raport wyników |
|
|
|
|||
Arkusz: [model badan exel.xls]Arkusz1 |
|
|
|
|||
Raport utworzony: 2008-01-14 18:53:04 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Komórka celu (Maks) |
|
|
|
|
||
|
Komórka |
Nazwa |
Wartość początkowa |
Wartość końcowa |
|
|
|
$H$5 |
f.c. |
8,799508929 |
8,799508929 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Komórki decyzyjne |
|
|
|
|
||
|
Komórka |
Nazwa |
Wartość początkowa |
Wartość końcowa |
|
|
|
$B$5 |
x1 |
3,214285714 |
3,214285714 |
|
|
|
$C$5 |
x2 |
0 |
0 |
|
|
|
$D$5 |
x3 |
0,495535714 |
0,495535714 |
|
|
|
$E$5 |
x4 |
0 |
0 |
|
|
|
$F$5 |
x5 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Warunki ograniczające |
|
|
|
|||
|
Komórka |
Nazwa |
Wartość komórki |
formuła |
Status |
Luz |
|
$G$8 |
f.c. |
0,45 |
$G$8<=$H$8 |
Wiążące |
0 |
|
$G$9 |
f.c. |
300 |
$G$9<=$H$9 |
Wiążące |
0 |
|
Microsoft Excel 10.0 Raport wrażliwości |
|
|
|
|||
|
Arkusz: [model badan exel.xls]Arkusz1 |
|
|
|
|||
|
Raport utworzony: 2008-01-14 18:53:04 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Komórki decyzyjne |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
Wartość |
Przyrost |
Współczynnik |
Dopuszczalny |
Dopuszczalny |
|
Komórka |
Nazwa |
końcowa |
krańcowy |
funkcji celu |
wzrost |
spadek |
|
$B$5 |
x1 |
3,214285714 |
0 |
2,4 |
1E+30 |
0,182625 |
|
$C$5 |
x2 |
0 |
-4,326455357 |
2,55 |
4,326455357 |
1E+30 |
|
$D$5 |
x3 |
0,495535714 |
0 |
2,19 |
0,18037037 |
2,038548591 |
|
$E$5 |
x4 |
0 |
-6,124758929 |
2,2 |
6,124758929 |
1E+30 |
|
$F$5 |
x5 |
0 |
-4,075991071 |
2,09 |
4,075991071 |
1E+30 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Warunki ograniczające |
|
|
|
|
|||
|
|
|
Wartość |
Cena |
Prawa strona |
Dopuszczalny |
Dopuszczalny |
|
Komórka |
Nazwa |
końcowa |
dualna |
w. o. |
wzrost |
spadek |
|
$G$8 |
f.c. |
0,45 |
1,304464285 |
0,45 |
0,068518519 |
0,45 |
|
$G$9 |
f.c. |
300 |
0,027375 |
300 |
1E+30 |
39,64285714 |
Microsoft Excel 10.0 Raport granic |
|
|
|
|
|
|
|||
Arkusz: [model badan exel.xls]Raport granic 1 |
|
|
|
|
|
||||
Raport utworzony: 2008-01-14 18:53:04 |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Cel |
|
|
|
|
|
|
|
|
Komórka |
Nazwa |
końcowa |
|
|
|
|
|
|
|
$H$5 |
f.c. |
8,799508929 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Zmienne decyzyjne |
|
|
Dolna |
Cel |
|
Górna |
Cel |
|
Komórka |
Nazwa |
końcowa |
|
granica |
Wynik |
|
granica |
Wynik |
|
$B$5 |
x1 |
3,214285714 |
|
0 |
1,085223214 |
|
3,214285714 |
8,799508929 |
|
$C$5 |
x2 |
0 |
|
0 |
8,799508929 |
|
0 |
8,799508929 |
|
$D$5 |
x3 |
0,495535714 |
|
0 |
7,714285714 |
|
0,495535714 |
8,799508929 |
|
$E$5 |
x4 |
0 |
|
0 |
8,799508929 |
|
0 |
8,799508929 |
|
$F$5 |
x5 |
0 |
|
0 |
8,799508929 |
|
0 |
8,799508929 |
Tablice simpleksowe studentka przedstawiła następująco::
Postać pierwotna:
Funkcja celu: 2,40x1+2,55x2+2,19x3+2,20x4+2,09x5 max
Warunki ograniczające: 0,14x1+0,13x2+0x3+0,13x4+0,11x5<=0,45
81x1+245x2+80x3+296x4+220x5<=300
Warunki brzegowe: xi>=0
Postać kanoniczna:
Funkcja celu: 2,40x1+2,55x2+2,19x3+2,20x4+2,09x5+0x6+0x7 max
Warunki ograniczające: 0,14x1+0,13x2+0x3+0,13x4+0,11x5+1x6=0,45
81x1+245x2+80x3+296x4+220x5+1x7=300
Warunki brzegowe: xi>=0
|
Cj |
2,4 |
2,55 |
2,19 |
2,2 |
2,09 |
0 |
0 |
|
|
Ci |
XB |
x1 |
x2 |
x3 |
x4 |
x5 |
x6 |
x7 |
bi |
bi/tik |
0 |
x6 |
0,14 |
0,13 |
0 |
0,13 |
0,11 |
1 |
0 |
0,45 |
3,46 |
0 |
x7 |
81 |
245 |
80 |
296 |
220 |
0 |
1 |
300 |
1,22 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Zj |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0=f.c. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Cj-Zj |
2,4 |
2,55 |
2,19 |
2,2 |
2,09 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Cj |
2,4 |
2,55 |
2,19 |
2,2 |
2,09 |
0 |
0 |
|
|
Ci |
XB |
x1 |
x2 |
x3 |
x4 |
x5 |
x6 |
x7 |
bi |
bi/tik |
0 |
x6 |
0,1 |
0 |
-0,04 |
-0,03 |
-0,01 |
1 |
0 |
0,29 |
2,99 |
2,55 |
x2 |
0,33 |
1 |
0,33 |
1,21 |
0,9 |
0 |
0 |
1,22 |
3,69 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Zj |
0,84 |
2,55 |
0,82 |
3,06 |
2,27 |
0 |
0,01 |
3,12=f.c. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Cj-Zj |
1,56 |
0 |
1,36 |
-0,88 |
-0,2 |
0 |
-0,01 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Cj |
2,4 |
2,55 |
2,19 |
2,2 |
2,09 |
0 |
0 |
|
|
Ci |
XB |
x1 |
x2 |
x3 |
x4 |
x5 |
x6 |
x7 |
bi |
bi/tik |
2,4 |
x1 |
1 |
0 |
-0,44 |
-0,28 |
-0,07 |
10,31 |
-0,01 |
3 |
- |
2,55 |
x2 |
0 |
1 |
0,47 |
1,3 |
0,92 |
-3,41 |
0,01 |
0,23 |
0,49 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Zj |
2,4 |
2,55 |
0,14 |
2,65 |
2,18 |
16,5 |
0 |
7,78=f.c. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Cj-Zj |
0 |
0 |
2,09 |
-0,45 |
-0,09 |
-16,5 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Cj |
2,4 |
2,55 |
2,19 |
2,2 |
2,09 |
0 |
0 |
|
|
Ci |
XB |
x1 |
x2 |
x3 |
x4 |
x5 |
x6 |
x7 |
bi |
bi/tik |
2,4 |
x1 |
1 |
0,93 |
0 |
0,93 |
0,79 |
7,14 |
0 |
3,21 |
|
2,19 |
x3 |
0 |
2,12 |
1 |
2,76 |
1,95 |
-7,23 |
0,01 |
0,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Zj |
2,4 |
6,88 |
2,19 |
8,27 |
6,17 |
1,3 |
0,03 |
8,79=f.c. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Cj-Zj |
0 |
-4,33 |
0 |
-6,07 |
-4,08 |
-1,3 |
-0,03 |
|
|
Studentka określiła wskaźnik optymalności (kryterium simpleksowe) według swojej funkcji celu. Jej zadanie jest na max wiec rozwiązanie jest optymalne, gdy wskaźnik kryterium simpleksowego dla zmiennych niebazowych jest niedodatni lub równy zero w zadaniu programowania liniowego. Dlatego rozwiązanie kończy się na 4 tablicy simpleksowe gdzie funkcja celu przyjmuje wartość równą 8,79zł.
B A D A N I A O P E R A C Y J N E Z K O M P U T E R E M
METODA SIMPLEKS
ZESTAWIENIE PELNE
DANE WEJŚCIOWE
Liczba ograniczen: 2
Liczba zmiennych: 5
Funkcja celu
2.40*x( 1) 2.55*x( 2) 2.19*x( 3)
2.20*x( 4) 2.09*x( 5) ------> max
Ograniczenia
Wiersz
1. 0.14*x( 1) 0.13*x( 2) 0.00*x( 3)
0.13*x( 4) 0.11*x( 5) <= 0.45
2. 81.00*x( 1) 245.00*x( 2) 80.00*x( 3)
296.00*x( 4) 220.00*x( 5) <= 300.00
Warunki nieujemnosci:
x( 1), x( 2), x( 3), x( 4), x( 5) >=0.00
PRZEBIEG OBLICZEN
Iteracja 1
-------------------------------------------------------------------------------
cx ---> max 2.40 2.55 2.19 2.20 2.09 0.00 0.00
-------------------------------------------------------------------------------
x(B) c(B) x( 1) x( 2) x( 3) x( 4) x( 5) x( 6) x( 7) b(i)
-------------------------------------------------------------------------------
x( 6) 0.00 0.14 0.13 0.00 0.13 0.11 1.00 0.00 0.45
x( 7) 0.00 81.00 245.00 80.00 296.00 220.00 0.00 1.00 300.00
-------------------------------------------------------------------------------
c(j)-z(j) 2.40 2.55 2.19 2.20 2.09 0.00 0.00
-------------------------------------------------------------------------------
Wartosc funkcji celu = 0.0000000000
Iteracja 2
-------------------------------------------------------------------------------
cx ---> max 2.40 2.55 2.19 2.20 2.09 0.00 0.00
-------------------------------------------------------------------------------
x(B) c(B) x( 1) x( 2) x( 3) x( 4) x( 5) x( 6) x( 7) b(i)
-------------------------------------------------------------------------------
x( 6) 0.00 0.10 0.00 -0.04 -0.03 -0.01 1.00 -0.00 0.29
x( 2) 2.55 0.33 1.00 0.33 1.21 0.90 0.00 0.00 1.22
-------------------------------------------------------------------------------
c(j)-z(j) 1.56 0.00 1.36 -0.88 -0.20 0.00 -0.01
-------------------------------------------------------------------------------
Wartosc funkcji celu = 3.1224489796
Iteracja 3
-------------------------------------------------------------------------------
cx ---> max 2.40 2.55 2.19 2.20 2.09 0.00 0.00
-------------------------------------------------------------------------------
x(B) c(B) x( 1) x( 2) x( 3) x( 4) x( 5) x( 6) x( 7) b(i)
-------------------------------------------------------------------------------
x( 1) 2.40 1.00 0.00 -0.44 -0.28 -0.07 10.31 -0.01 3.00
x( 2) 2.55 0.00 1.00 0.47 1.30 0.92 -3.41 0.01 0.23
-------------------------------------------------------------------------------
c(j)-z(j) 0.00 0.00 2.04 -0.45 -0.09 -16.05 -0.00
-------------------------------------------------------------------------------
Wartosc funkcji celu = 7.7893352966
Rozwiazanie optymalne otrzymano w iteracji 4
-------------------------------------------------------------------------------
cx ---> max 2.40 2.55 2.19 2.20 2.09 0.00 0.00
-------------------------------------------------------------------------------
x(B) c(B) x( 1) x( 2) x( 3) x( 4) x( 5) x( 6) x( 7) b(i)
-------------------------------------------------------------------------------
x( 1) 2.40 1.00 0.93 0.00 0.93 0.79 7.14 0.00 3.21
x( 3) 2.19 0.00 2.12 1.00 2.76 1.95 -7.23 0.01 0.50
-------------------------------------------------------------------------------
c(j)-z(j) 0.00 -4.33 0.00 -6.07 -4.08 -1.30 -0.03
-------------------------------------------------------------------------------
Wartosc funkcji celu = 8.7995089286
WYNIKI KONCOWE
Rozwiazanie optymalne otrzymano w 4 iteracji
------------------------------------------------------------------------------
Nazwa Wartosc Wspolczynnik Zmienna Zmienna
zmiennej optymalnosci decyzyjna bazowa
------------------------------------------------------------------------------
x( 1) 3.21429 0.00000 Tak Tak
x( 2) 0.00000 -4.32646 Tak Nie
x( 3) 0.49554 0.00000 Tak Tak
x( 4) 0.00000 -6.07258 Tak Nie
x( 5) 0.00000 -4.07599 Tak Nie
x( 6) 0.00000 -1.30446 Nie Nie
x( 7) 0.00000 -0.02738 Nie Nie
------------------------------------------------------------------------------
Wartosc funkcji celu = 8.79951
Analiza wrazliwosci
Przedzialy optymalnosci dla wspolczynnikow funkcji celu
------------------------------------------------------------------------------
Wspol- Dolne ograniczenie Wartosc w zadaniu Gorne ograniczenie
czynnik
------------------------------------------------------------------------------
c( 1) 2.21738 2.40000 nie ma
c( 2) nie ma 2.55000 6.87646
c( 3) 0.15145 2.19000 2.37037
c( 4) nie ma 2.20000 8.27258
c( 5) nie ma 2.09000 6.16599
------------------------------------------------------------------------------
Przedzialy optymalnosci dla skladowych wektora wyrazow wolnych
------------------------------------------------------------------------------
Wspol- Dolne ograniczenie Wartosc w zadaniu Gorne ograniczenie
czynnik
------------------------------------------------------------------------------
b( 1) 0.00000 0.45000 0.51852
b( 2) 260.35714 300.00000 nie ma
------------------------------------------------------------------------------
Analiza wrażliwości - interpretacja:
Zadanie ma tylko jedno rozwiązanie, bo wartość krańcowa i przyrosty krańcowe nie są sobie równe i nie wynoszą zero dla obu kategorii. Oraz dlatego, że cena dualna warunków ograniczających nie jest równa 0 przy wiążącym statusie.
Należy wody mineralnej Veroni Mineral Fit pić codziennie przeszło 3 litry a Nałęczowianki ze smakiem nie całe 0,5 litra, aby przy warunku mniej niż 300kcal dziennie zyskać na ich zakupie 8,79zł.
Zarówno pierwszego warunku ograniczającego (benzoesanu sodu) i jak drugiego (kcal) limity zażycia dziennego są wykorzystane do końca.
Warunki ograniczające |
|
|
|
||||||
Komórka |
Nazwa |
Wartość komórki |
formuła |
Status |
Luz |
||||
$G$8 |
f.c. |
0,45 |
$G$8<=$H$8 |
Wiążące |
0 |
||||
$G$9 |
f.c. |
300 |
$G$9<=$H$9 |
Wiążące |
0 |
A co się stanie, jeżeli jednak by się zdecydować na wypicie jednego litra wysokokalorycznej (296kcal) wody Jurajskiej? Zysk nasz wtedy spadnie o około 6,12zł. Podobnie spadek zysku będzie przy wypiciu i zakupie wody Żywiec Zdrój i Ustronianka.
Komórki decyzyjne |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
Wartość |
Przyrost |
Współczynnik |
Dopuszczalny |
Dopuszczalny |
|||||
Komórka |
Nazwa |
końcowa |
krańcowy |
funkcji celu |
wzrost |
spadek |
|||||
$B$5 |
x1 |
3,214285714 |
0 |
2,4 |
1E+30 |
0,182625 |
|||||
$C$5 |
x2 |
0 |
-4,326455357 |
2,55 |
4,326455357 |
1E+30 |
|||||
$D$5 |
x3 |
0,495535714 |
0 |
2,19 |
0,18037037 |
2,038548591 |
|||||
$E$5 |
x4 |
0 |
-6,124758929 |
2,2 |
6,124758929 |
1E+30 |
|||||
$F$5 |
x5 |
0 |
-4,075991071 |
2,09 |
4,075991071 |
1E+30 |
Jeżeli by cena wody Żywiec Zdrój spadła z 2,55 do 2.00 to czy by to miało jakiś wpływ zyskowność przy wyborze wody? Nie, będzie to ciągle zbyt wysoka cena by przy wymaganej kaloryczności wybrać wariant optymalny.
Studentka jednak dalej drążyła temat, aby dowiedzieć się jak najwięcej z uzyskanych wyników. Co by było gdyby zmniejszyć wymaganą kaloryczność wód z 300 do 250 kcal? Wtedy zyskowność na zakupie wód by się zmniejszyła, wystarczyłoby kupować tylko 3litry Veroni Mineral Fit dla uzyskania 250kcal. Spadek tej wymaganej kaloryczności nie mieści się w dopuszczalnych przedziałach wiec zyskowność spada i rozwiązanie jest mniej zadowalające niż poprzednie.
2,4 |
2,55 |
2,19 |
2,2 |
2,09 |
|
|
x1 |
x2 |
x3 |
x4 |
x5 |
|
|
3,08642 |
0 |
0 |
0 |
0 |
f.c. |
7,407407 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,14 |
0,13 |
0 |
0,17 |
0,11 |
0,432099 |
|
81 |
245 |
80 |
296 |
220 |
250 |
250 |
Warunki ograniczające |
|
|
|
|
|||||||
|
|
Wartość |
Cena |
Prawa strona |
Dopuszczalny |
Dopuszczalny |
|||||
Komórka |
Nazwa |
końcowa |
dualna |
w. o. |
wzrost |
spadek |
|||||
$G$8 |
f.c. |
0,45 |
1,304464285 |
0,45 |
0,068518519 |
0,45 |
|||||
$G$9 |
f.c. |
300 |
0,027375 |
300 |
1E+30 |
39,64285714 |
Po takiej analizie studentka jest zadowolona z otrzymanych informacji. Wie, że decyzja, którą otrzymała na początku jest optymalna i daje jej najwięcej satysfakcji. Picie wód mineralnych o małej ilości kalorii pozwala jej na wypicie dziennie większej ilości wód a tym samym uzupełnianiu płynów w organizmie. Wody mineralne, które są decyzją optymalną zawierają w sobie różne ilości benzoesanu, więc studentka tutaj może przypuszczać, że ma on niewielki wpływ na organizm człowieka i na kaloryczność wód mineralnych.
Studentka ponadto wysuwa wnioski, że Agencji Standardów Żywności dopuszczając niewielkie ilości benzoesanu jako środka konserwującego dla wód mineralnych smakowych jest w pełni wiarygodnym źródłem informacji i dba o człowieka.
Później studentka przeszła do przekształcania zadania pierwotnego na zadanie dualne i rozwiązanie go.
Postać pierwotna:
Funkcja celu: 2,40x1+2,55x2+2,19x3+2,20x4+2,09x5 max
Warunki ograniczające: 0,14x1+0,13x2+0x3+0,13x4+0,11x5<=0,45
81x1+245x2+80x3+296x4+220x5<=300
Warunki brzegowe: xi>=0
Postać dualna:
Funkcja celu: 0,45y1+300y2 min
Warunki ograniczające: 0,14y1+81y2>=2,40
0,13y1+245y2>=2,55
0y1+80y2>=2,19
0,13y1+196y2>=2,20
0,11y1+220y2>=2,09
Warunki brzegowe: yi>=0
Izokwanta: 0,45y1+300y2=9
Y1=20 Y2=0,03
Wyliczenie rozwiązania:
0y1+80y2=2,19 80y2=2,19 y2=0,02
0,45y1+300y2=9 0,45y1+6=9 y1=6,66
Legenda: 1 w.o. 2 w.o. 3 w.o 4 w.o. 5 w.o.
Izokwanta
B A D A N I A O P E R A C Y J N E Z K O M P U T E R E M
METODA SIMPLEKS
ZESTAWIENIE PELNE
DANE WEJSCIOWE
Liczba ograniczen: 5
Liczba zmiennych: 2
Funkcja celu
0.45*x( 1) 300.00*x( 2) ------> min
Ograniczenia
Wiersz
1. 0.14*x( 1) 81.00*x( 2) >= 2.40
2. 0.13*x( 1) 245.00*x( 2) >= 2.55
3. 0.00*x( 1) 80.00*x( 2) >= 2.19
4. 0.13*x( 1) 296.00*x( 2) >= 2.20
5. 0.11*x( 1) 220.00*x( 2) >= 2.09
Warunki nieujemnosci:
x( 1), x( 2) >=0.00
PRZEBIEG OBLICZEN
Iteracja 1
-------------------------------------------------------------------------------
cx ---> min 0.45 300.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
-------------------------------------------------------------------------------
x(B) c(B) x( 1) x( 2) x( 3) x( 5) x( 7) x( 9) x(11) b(i)
-------------------------------------------------------------------------------
x( 4) >> 0 0.14 81.00 -1.00 0.00 0.00 0.00 0.00 2.40
x( 6) >> 0 0.13 245.00 0.00 -1.00 0.00 0.00 0.00 2.55
x( 8) >> 0 0.00 80.00 0.00 0.00 -1.00 0.00 0.00 2.19
x(10) >> 0 0.13 296.00 0.00 0.00 0.00 -1.00 0.00 2.20
x(12) >> 0 0.11 220.00 0.00 0.00 0.00 0.00 -1.00 2.09
-------------------------------------------------------------------------------
c(j)-z(j) << 0 << 0 >> 0 >> 0 >> 0 >> 0 >> 0
-------------------------------------------------------------------------------
Wartosc funkcji celu = 1143000000000000000000000.00000
Iteracja 2
-------------------------------------------------------------------------------
cx ---> min 0.45 0.00 0.00 0.00 0.00 >> 0 0.00
-------------------------------------------------------------------------------
x(B) c(B) x( 1) x( 3) x( 5) x( 7) x( 9) x(10) x(11) b(i)
-------------------------------------------------------------------------------
x( 4) >> 0 0.10 -1.00 0.00 0.00 0.27 -0.27 0.00 1.80
x( 6) >> 0 0.02 0.00 -1.00 0.00 0.83 -0.83 0.00 0.73
x( 8) >> 0 -0.04 0.00 0.00 -1.00 0.27 -0.27 0.00 1.60
x( 2) 300.00 0.00 0.00 0.00 0.00 -0.00 0.00 0.00 0.01
x(12) >> 0 0.01 0.00 0.00 0.00 0.74 -0.74 -1.00 0.45
-------------------------------------------------------------------------------
c(j)-z(j) << 0 >> 0 >> 0 >> 0 << 0 >> 0 >> 0
-------------------------------------------------------------------------------
Wartosc funkcji celu = 457729729729729760000000.000000
Iteracja 3
-------------------------------------------------------------------------------
cx ---> min 0.45 0.00 0.00 0.00 >> 0 0.00 >> 0
-------------------------------------------------------------------------------
x(B) c(B) x( 1) x( 3) x( 5) x( 7) x(10) x(11) x(12) b(i)
-------------------------------------------------------------------------------
x( 4) >> 0 0.10 -1.00 0.00 0.00 0.00 0.37 -0.37 1.63
x( 6) >> 0 0.01 0.00 -1.00 0.00 0.00 1.11 -1.11 0.22
x( 8) >> 0 -0.04 0.00 0.00 -1.00 0.00 0.36 -0.36 1.43
x( 2) 300.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 -0.00 0.00 0.01
x( 9) 0.00 0.02 0.00 0.00 0.00 -1.00 -1.35 1.35 0.61
-------------------------------------------------------------------------------
c(j)-z(j) << 0 >> 0 >> 0 >> 0 >> 0 << 0 >> 0
-------------------------------------------------------------------------------
Wartosc funkcji celu = 328300000000000080000000.000000
Iteracja 4
-------------------------------------------------------------------------------
cx ---> min 0.45 0.00 0.00 >> 0 0.00 >> 0 >> 0
-------------------------------------------------------------------------------
x(B) c(B) x( 1) x( 3) x( 5) x( 6) x( 7) x(10) x(12) b(i)
-------------------------------------------------------------------------------
x( 4) >> 0 0.10 -1.00 0.33 -0.33 0.00 0.00 0.00 1.56
x(11) 0.00 0.01 0.00 -0.90 0.90 0.00 0.00 -1.00 0.20
x( 8) >> 0 -0.04 0.00 0.33 -0.33 -1.00 0.00 0.00 1.36
x( 2) 300.00 0.00 0.00 -0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.01
x( 9) 0.00 0.03 0.00 -1.21 1.21 0.00 -1.00 0.00 0.88
-------------------------------------------------------------------------------
c(j)-z(j) << 0 >> 0 << 0 >> 0 >> 0 >> 0 >> 0
-------------------------------------------------------------------------------
Wartosc funkcji celu = 291428571428571450000000.000000
Iteracja 5
-------------------------------------------------------------------------------
cx ---> min 0.45 0.00 >> 0 0.00 >> 0 >> 0 >> 0
-------------------------------------------------------------------------------
x(B) c(B) x( 1) x( 3) x( 6) x( 7) x( 8) x(10) x(12) b(i)
-------------------------------------------------------------------------------
x( 4) >> 0 0.14 -1.00 0.00 1.01 -1.01 0.00 0.00 0.18
x(11) 0.00 -0.11 0.00 -0.00 -2.75 2.75 0.00 -1.00 3.93
x( 5) 0.00 -0.13 0.00 -1.00 -3.06 3.06 0.00 0.00 4.16
x( 2) 300.00 0.00 0.00 0.00 -0.01 0.01 0.00 0.00 0.03
x( 9) 0.00 -0.13 0.00 0.00 -3.70 3.70 -1.00 0.00 5.90
-------------------------------------------------------------------------------
c(j)-z(j) << 0 >> 0 >> 0 << 0 >> 0 >> 0 >> 0
-------------------------------------------------------------------------------
Wartosc funkcji celu = 18262500000000068000000.0000000
Iteracja 6
-------------------------------------------------------------------------------
cx ---> min 0.45 0.00 >> 0 >> 0 >> 0 >> 0 >> 0
-------------------------------------------------------------------------------
x(B) c(B) x( 1) x( 3) x( 4) x( 6) x( 8) x(10) x(12) b(i)
-------------------------------------------------------------------------------
x( 7) 0.00 0.14 -0.99 0.99 0.00 -1.00 0.00 0.00 0.18
x(11) 0.00 0.27 -2.72 2.72 -0.00 0.00 0.00 -1.00 4.43
x( 5) 0.00 0.29 -3.02 3.02 -1.00 0.00 0.00 0.00 4.71
x( 2) 300.00 0.00 -0.01 0.01 0.00 0.00 0.00 0.00 0.03
x( 9) 0.00 0.38 -3.65 3.65 0.00 0.00 -1.00 0.00 6.57
-------------------------------------------------------------------------------
c(j)-z(j) -0.07 3.70 >> 0 >> 0 >> 0 >> 0 >> 0
-------------------------------------------------------------------------------
Wartosc funkcji celu = 8.8888888889
Rozwiazanie optymalne otrzymano w iteracji 7
-------------------------------------------------------------------------------
cx ---> min 0.00 >> 0 >> 0 0.00 >> 0 >> 0 >> 0
-------------------------------------------------------------------------------
x(B) c(B) x( 3) x( 4) x( 6) x( 7) x( 8) x(10) x(12) b(i)
-------------------------------------------------------------------------------
x( 1) 0.45 -7.14 7.14 0.00 7.23 -7.23 0.00 0.00 1.30
x(11) 0.00 -0.79 0.79 -0.00 -1.95 1.95 0.00 -1.00 4.08
x( 5) 0.00 -0.93 0.93 -1.00 -2.12 2.12 0.00 0.00 4.33
x( 2) 300.00 0.00 0.00 0.00 -0.01 0.01 0.00 0.00 0.03
x( 9) 0.00 -0.93 0.93 0.00 -2.76 2.76 -1.00 0.00 6.07
-------------------------------------------------------------------------------
c(j)-z(j) 3.21 >> 0 >> 0 0.50 >> 0 >> 0 >> 0
-------------------------------------------------------------------------------
Wartosc funkcji celu = 8.7995089286
WYNIKI KONCOWE
Rozwiazanie optymalne otrzymano w 7 iteracji
------------------------------------------------------------------------------
Nazwa Wartosc Wspolczynnik Zmienna Zmienna
zmiennej optymalnosci decyzyjna bazowa
------------------------------------------------------------------------------
x( 1) 1.30446 0.00000 Tak Tak
x( 2) 0.02738 0.00000 Tak Tak
x( 3) 0.00000 3.21429 Nie Nie
x( 4) 0.00000 >> 0 Nie Nie
x( 5) 4.32646 0.00000 Nie Tak
x( 6) 0.00000 >> 0 Nie Nie
x( 7) 0.00000 0.49554 Nie Nie
x( 8) 0.00000 >> 0 Nie Nie
x( 9) 6.07258 0.00000 Nie Tak
x(10) 0.00000 >> 0 Nie Nie
x(11) 4.07599 0.00000 Nie Tak
x(12) 0.00000 >> 0 Nie Nie
------------------------------------------------------------------------------
Wartosc funkcji celu = 8.79951
Analiza wrazliwosci
Przedzialy optymalnosci dla wspolczynnikow funkcji celu
------------------------------------------------------------------------------
Wspol- Dolne ograniczenie Wartosc w zadaniu Gorne ograniczenie
czynnik
------------------------------------------------------------------------------
c( 1) 0.00000 0.45000 0.51852
c( 2) 260.35714 300.00000 >> 0
------------------------------------------------------------------------------
Przedzialy optymalnosci dla skladowych wektora wyrazow wolnych
------------------------------------------------------------------------------
Wspol- Dolne ograniczenie Wartosc w zadaniu Gorne ograniczenie
czynnik
------------------------------------------------------------------------------
b( 1) 2.21737 2.40000 nie ma
b( 2) 0.00000 2.55000 6.87646
b( 3) 0.15145 2.19000 2.37037
b( 4) 0.00000 2.20000 8.27258
b( 5) 0.00000 2.09000 6.165
Następnie studentka przeprowadziła analizę w Solverze:
0,45 |
300 |
|
|
Y1 |
Y2 |
|
|
1,304464 |
0,027375 |
F. Celu. |
8,799509 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0,14 |
81 |
2,4 |
2,4 |
0,13 |
245 |
6,876455 |
2,55 |
0 |
80 |
2,19 |
2,19 |
0,17 |
296 |
8,324759 |
2,2 |
0,11 |
220 |
6,165991 |
2,09 |
Analiza wrażliwości przedstawiała się następująco:
Microsoft Excel 10.0 Raport wyników |
|
|
|
|||
Arkusz: [simplex model.xls]Arkusz2 |
|
|
|
|||
Raport utworzony: 2008-01-14 22:10:28 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Komórka celu (Min) |
|
|
|
|
||
|
Komórka |
Nazwa |
Wartość początkowa |
Wartość końcowa |
|
|
|
$F$4 |
f.c. |
0 |
8,799508929 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Komórki decyzyjne |
|
|
|
|
||
|
Komórka |
Nazwa |
Wartość początkowa |
Wartość końcowa |
|
|
|
$C$4 |
Y1 |
0 |
1,304464286 |
|
|
|
$D$4 |
Y2 |
0 |
0,027375 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Warunki ograniczające |
|
|
|
|||
|
Komórka |
Nazwa |
Wartość komórki |
formuła |
Status |
Luz |
|
$E$7 |
f.c. |
2,4 |
$E$7>=$F$7 |
Wiążące |
0 |
|
$E$8 |
f.c. |
6,876455357 |
$E$8>=$F$8 |
Nie wiążące |
4,326455357 |
|
$E$9 |
f.c. |
2,19 |
$E$9>=$F$9 |
Wiążące |
0 |
|
$E$10 |
f.c. |
8,324758929 |
$E$10>=$F$10 |
Nie wiążące |
6,124758929 |
|
$F$11 |
|
2,09 |
$F$11>=$F$11 |
Wiążące |
0 |
Microsoft Excel 10.0 Raport wrażliwości |
|
|
|
||||||||||||||
Arkusz: [simplex model.xls]Arkusz2 |
|
|
|
||||||||||||||
Raport utworzony: 2008-01-14 22:10:29 |
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
Komórki decyzyjne |
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
Wartość |
Przyrost |
Współczynnik |
Dopuszczalny |
Dopuszczalny |
||||||||||
|
Komórka |
Nazwa |
końcowa |
krańcowy |
funkcji celu |
wzrost |
spadek |
||||||||||
|
$C$4 |
Y1 |
1,304464286 |
0 |
0,45 |
0,068518519 |
0,45 |
||||||||||
|
$D$4 |
Y2 |
0,027375 |
0 |
300 |
1E+30 |
39,64285714 |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
Warunki ograniczające |
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
Wartość |
Cena |
Prawa strona |
Dopuszczalny |
Dopuszczalny |
||||||||||
|
Komórka |
Nazwa |
końcowa |
dualna |
w. o. |
wzrost |
spadek |
||||||||||
|
$E$7 |
f.c. |
2,4 |
3,214285714 |
2,4 |
1E+30 |
0,182625 |
||||||||||
|
$E$8 |
f.c. |
6,876455357 |
0 |
2,55 |
4,326455357 |
1E+30 |
||||||||||
|
$E$9 |
f.c. |
2,19 |
0,495535714 |
2,19 |
0,18037037 |
2,038548591 |
||||||||||
|
$E$10 |
f.c. |
8,324758929 |
0 |
2,2 |
6,124758929 |
1E+30 |
||||||||||
|
$F$11 |
|
2,09 |
0 |
2,09 |
0 |
1E+30 |
||||||||||
Microsoft Excel 10.0 Raport granic |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
Arkusz: [simplex model.xls]Raport granic 1 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
Raport utworzony: 2008-01-14 22:10:29 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
Cel |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
Komórka |
Nazwa |
końcowa |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
$F$4 |
f.c. |
8,799508929 |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
Zmienne decyzyjne |
|
|
Dolna |
Cel |
|
Górna |
Cel |
||||||||
|
Komórka |
Nazwa |
końcowa |
|
granica |
Wynik |
|
granica |
Wynik |
||||||||
|
$C$4 |
Y1 |
1,304464286 |
|
1,304464286 |
8,799508929 |
|
#N/D! |
#N/D! |
||||||||
|
$D$4 |
Y2 |
0,027375 |
|
0,027375 |
8,799508929 |
|
#N/D! |
#N/D! |
Funkcja celu
Zmiana
Dopuszczalny spadek kalorii jest ok. 40g wiec 50g przekracza dopuszczalność
Miejsca zerowe:
I Warunek: y1=17,14 y2=0,03
II Warunek: y1=19,61 y2=0,01
III Warunek: y1=0 y2=0,02
IV Warunek: y1=16,92 y2=0,07
V Warunek: y1=19 y2=0,01
Y2
Y1
0,08
0,01
0,05
5
20
15
10
Rozwiązanie (0,02-6,66)