plik


ÿþP. Kowalik, Laboratorium badaD operacyjnych: zadanie optymalnego rozkroju 1 5. Zadanie optymalnego rozkroju  minimalizacja liczby pocitych póBfabrykatów ZakBadamy, |e s dostpne w nieograniczonej liczbie póBfabrykaty takie, jak: druty, deski, rury, arkusze blachy, tworzyw sztucznych, papieru, bloki metalu, plastiku etc. Przyjmujemy, |e prefabrykaty te s jednakowe z pun- ktu widzenia ich parametrów technicznych, a ponadto maj one jednakow cen zakupu i obróbki. PóBfabrykaty te mo|na poci (na n ró|nych sposobów) na mniejsze fragmenty  detale m ró|nych typów (gdzie  typy deta- li oznaczaj detale o ró|nych ksztaBtach i rozmiarach). Ponadto z ka|dym sposobem cicia (lub przynajmniej z niektórymi z nich) jest zwizane pozostawanie odpadów tzn. cz[ci póBfabrykatów zbyt maBych lub o takim ksztaBcie, |e nie da si z nich wyci detalu któregokolwiek z typów. Nale|y zaplanowa, ile póBfabrykatów nale|y poci na ka|dy ze sposobów, aby zminimalizowa Bczn liczb pocitych (zu|ytych) póBfabrykatów, produkujc przy tym wymagan liczb detali ka|dego z typów. Okre[lenie  co najmniej wymagan liczb detali odnosi si do procedur obliczeniowych, a niekoniecznie do liczby realnie wykonanych detali. Parametrami w modelu matematycznym zagadnienia s: " - liczba detali i-tego typu otrzymywana po pociciu póBfabrykatu na j-ty sposób (i= 1,...,m; j = 1,...,n), aij " - wymagana liczba detali i-tego typu, która ma powsta po pociciu póBfabrykatów (i=1,...,m), bi Zmiennymi decyzyjnymi w tym zagadnieniu s zatem liczby póBfabrykatów: " xj - liczba póBfabrykatów pocitych na j-ty sposób. a ogólny model zagadnienia mo|na zapisa nastpujco: Bczna liczba pocitych póBfabrykatów x1 + x2 + ...+ xn ’! min przy ograniczeniach rzeczywiste liczby minimalna wymagane wyprodukowanych detali liczby detali (dokBadniej - zaplanowane do wykonania) a11x1 + a12 x2 + ... + a1n xn e" b1 a21x1 + a22 x2 + ... + a2n xn e" b2 î" î" am1x1 + am2 x2 + ... + amn xn e" bm , ,...., liczba pocitych póBfabrykatów nie mo|e by ujemna x1 e" 0 x2 e" 0 xn e" 0 , ,...., - caBkowite - liczba pocitych póBfabrykatów musi by caBkowita. x1 x2 xn P. Kowalik, Laboratorium badaD operacyjnych: zadanie optymalnego rozkroju 2 ZADANIE  optymalny rozkrój jednowymiarowy Jednakowe deski maj zosta pocite na mniejsze kawaBki - detale trzech typów. Dostpne sposoby rozkroju, jak równie| wymagane liczby detali zostaBy podane w tabeli: Liczba detali przypadajcych na Minimalna Typy detali ka|dy ze sposobów cicia (w szt.) wymagana liczba S1 S2 S3 S4 S5 S6 detali (w szt.) D1 5 7 0 8 6 0 840 D2 1 3 7 3 4 4 500 D3 11 3 1 2 2 9 475 Nale|y znalez plan pocicia minimalizujcy Bczn liczb pocitych póBfabrykatów (desek). 1. Rozwiza zadanie bez dodawania warunków caBkowitoliczbowo[ci zmiennych (w warunkach ograniczajcych dotyczcych liczby detali wystpuj znaki nierówno[ci  e"  ). 2. Wykona zaokrglenie otrzymanego rozwizania (tzn. wpisa do komórek B2, C2,& ,G2 liczby, które si tam pojawiBy po obliczeniach Solvera, zaokrglone do liczb caBkowitych) i sprawdzi poprawno[ takiego podej[cia (tzn. sprawdzi speBnianie warunków ograniczajcych). 3. Rozwiza zadanie w postaci standardowej tzn. z warunkami caBkowitoliczbowo[ci zmiennych oraz z wa- runkami ograniczajcymi dotyczcymi liczby detali z nierówno[ciami  e"  . 4. Rozwiza zadanie w wariancie gdzie w warunkach ograniczajcych dotyczcych liczby detali wystpuj znaki równo[ci  = (oznacza to innymi sBowy, |e prawe strony warunków ograniczajcych maj teraz interpretacj  dokBadne wymagane liczby wyprodukowanych detali ) . 5. Przyspieszanie obliczeD poprzez zmian opcji Solvera. W warunkach ograniczajcych dotyczcych liczby detali pozostawi znaki równo[ci  = . Zaznaczy w oknie opcji Solvera opcj Przyjmij model liniowy (Excel 2010/2013/2016 - opcja LP Simpleks w li[cie Wybierz metod rozwizywania w oknie gBównym Solver) i przeliczy ponownie. Porówna czas obliczeD z czasem obliczeD dla punktu 4. 6. Zmieni wymagane liczby detali: 1 typu z 840 na 290 oraz 3 typu z 475 na 140). Wykona ponownie obliczenia. Model matematyczny do zadania Model poni|szy odpowiada dokBadnie punktowi 3 zadania, w punktach 1, 2 i 4 wystpuj pewne modyfikacje. x3 x6 x1 , x2 , , x4 , x5 , - liczba desek pocitych na ka|dy z 6 sposobów w sztukach x1 + x2 + x3 + x4 + x5 + x6 ’! min Bczna liczba pocitych desek przy ograniczeniach rzeczywiste liczby wyprodukowanych detali wymagane liczby detali (dokBadniej - zaplanowane do wykonania) 5x1 + 7x2 + 0x3 + 8x4 + 6x5 + 0x6 e" 840 1x1 + 3x2 + 7x3 + 3x4 + 4x5 + 4x6 e" 500 11x1 + 3x2 +1x3 + 2x4 + 2x5 + 9x6 e" 475 x3 e" 0 x6 e" 0 x1 e" 0 , x2 e" 0 , , x4 e" 0 , x5 e" 0 , liczba pocitych desek nie mo|e by ujemna x3 x6 x1 , x2 , , x4 , x5 , - caBkowite (liczba pocitych desek musi by caBkowita). Funkcja celu i pierwszy z warunków ograniczajcych  rozpisane z jednostkami. Wprowadzmy oznaczenia: " szt Di  liczba sztuk detali typu i, i=1,2,3 " szt PFj  liczba sztuk póBfabrykatów (czyli desek) pocitych na j-ty sposób, j=1,2,3,4,5,6. W przypadku funkcji celu x1szt PF1+ x2szt PF2 + Å"x3szt PF3+ x4szt PF4 + x5szt PF5 + x6szt PF6 po prostu sumujemy sztuki póBfabrykatów. W tym przypadku akurat mo|na potraktowa jednostki  sztuki póBfabrykatów pocite na sposób j jako jednakowe i dlatego ich dodawanie jest poprawne. P. Kowalik, Laboratorium badaD operacyjnych: zadanie optymalnego rozkroju 3 Poni|ej  rozpisany jest pierwszy warunek ograniczajcy na liczb detali szt D1 szt D1 szt D1 + + + 5 Å" x szt PF1 7 Å" x 2szt PF 2 0 Å" x 3szt PF 3 1 szt PF1 szt PF 2 szt PF 3 szt D1 szt D1 szt D1 e" + + 8 Å" x 4szt PF 4 6 Å" x 5szt PF 5 0 Å" x 6szt PF 6 840szt D1 4 5 6 szt PF szt PF szt PF Wprowadzanie danych do komórek arkusza Jak zwykle, u|ytkownik musi zdecydowa, które komórki arkusza bd peBni rol zmiennych decyzyj- nych ( iksów ). W rozwizywanym wBa[nie zadaniu komórkami peBnicymi rol zmiennych decyzyjnych bd B2, C2, D2, E2, F2, G2 czyli (w skrócie) zakres (tablica) B2:G2. Odpowiednio[ pomidzy komórkami a zmiennymi jest nastpujca: B2 - x1, C2 - x2 , D2 - x3 , E2 - x4 , F2 - x5 , G2 - x6 . Rozmieszczenie danych w arkuszu dla zadania optymalnego rozkroju. Przy minimalizacji Bcznej liczby pocitych desek formuBa odpowiadajca funkcji celu bdzie si znajdowa w H2. Funkcja celu to suma  zwykBa : x1 + x2 + x3 + x4 + x5 + x6 Jej odpowiednikiem bdzie formuBa =B2+C2+D2+E2+F2+G2 Zastosujemy jednak prostszy zapis =SUMA(B2:G2) Poniewa| formuBy opisujce rzeczywist liczb detali s sumami iloczynów a nie sumami zwykBymi, zatem formuBy na funkcj celu nie mo|na przekopiowa. W prowadzamy formuB opisujc rzeczywist liczb wyprodukowanych detali 1 typu 5x1 + 7x2 + 0, x3 + 8x4 + 6x5 + 0x6 Jej odpowiednikiem bdzie formuBa =B4*B2+C4*C2+D4*D2+E4*E2+F4*F2+G4*G2 Zastosujemy jednak prostsz we wprowadzaniu (zwBaszcza, je|eli u|yty zostanie kreator funkcji) równowa|n formuB =SUMA.ILOCZYNÓW(B4:G4;B2:G2). Ta druga funkcja jest podobna do pozostaBych lewych stron warunków ograniczajcych (wszystkie s sumami iloczynów liczb i zmiennych). Dziki temu formuBa reprezentujca w arkuszu w/w funkcj zostanie wykorzystana do stworzenia (przy pomocy kopiowania), formuB reprezentujcych wszystkie lewe strony warunków ograniczajcych. W tym celu formuBa ta musi by wpisana w postaci =SUMA.ILOCZYNÓW(B4:G4;B$2:G$2) P. Kowalik, Laboratorium badaD operacyjnych: zadanie optymalnego rozkroju 4 Rozmieszczenie formuB Informacja na temat formuB: wprowadzanych przez u|ytkownika i kopiowanych (funkcje celu i warunki ograniczajce) Zapis matematyczny FormuBy z SUMA.ILOCZYNÓW lub FormuBy  dosBowne tzn. takie które SUMA odpowiadajce formuBom Uwagi nale|aBoby wpisa przy literalnym  dosBownym  przeBo|eniu zapisu matematycznego na skBadni Excela x1 + x2 + x3 + x4 + x5 + x6 Wprowadzona przez H2 =SUMA(B2:G2) u|ytkownika =B2+C2+D2+E2+F2+G2 5x1 + 7x2 + 0x3 + 8x4 + 6x5 + 0x6 Wprowadzona przez H4 =SUMA.ILOCZYNÓW(B4:G4;B$2:G$2) =B4*B2+C4*C2+D4*D2+ u|ytkownika E4*E2+F4*F2+G4*G2 1x1 + 3x2 + 7x3 + 3x4 + 4x5 + 4x6 Otrzymana przez H5 =SUMA.ILOCZYNÓW(B5:G5;B$2:G$2) =B5*B2+C5*C2+D5*D2+ kopiowanie z H4 E5*E2+F5*F2+G5*G2 11x1 + 3x2 + 1x3 + 2x4 + 2x5 + 9x6 Otrzymana przez H6 =SUMA.ILOCZYNÓW(B6:G6;B$2:G$2) =B6*B2+C6*C2+D6*D2+ kopiowanie z H4 E6*E2+F6*F2+G6*G2 Wpisanie sumy  zwykBej zmiennych do H2 (funkcja celu). Wpisanie sumy iloczynów  liczba detali 1 typu do H4 . Komórka P. Kowalik, Laboratorium badaD operacyjnych: zadanie optymalnego rozkroju 5 Kopiowanie odbywa si w standardowy sposób. Warto jedynie zwróci uwag na fakt, |e tym razem komórka  zródBowa ssiaduje bezpo[rednio z komórkami  docelowymi a zatem mo|na zamiast funkcji Kopiuj/Wklej u|y równie|  przecigania mysz za prawy dolny róg komórki. Zrzut ekranu bezpo[rednio po kopiowaniu - nie ilustruje |adnych czynno[ci, a jedynie sBu|y do kontroli poprawno[ci wprowadzenia danych!!! Zrzut ekranu bezpo[rednio po kopiowaniu - widok formuB. Ad.1 Rozwizanie z warunkami na liczb detali  e" i bez warunków caBkowitoliczbowo[ci zmiennych Ustawienia Solvera Na tym etapie zakoDczyBo si wprowadzanie danych bezpo[rednio do komórek arkusza. Mamy nastpujce zwizki midzy zapisem matematycznym a zapisem w Excelu: B2 C2 D2 E2 F2 G2 x1 , x2 , x3 , x4 , x5 , x6 - liczba desek pocitych na ka|dy z 6 sposobów w sztukach H2 x1 + x2 + x3 + x4 + x5 + x6 ’! min Bczna liczba pocitych desek przy ograniczeniach rzeczywiste liczby wyprodukowanych detali minimalne wymagane liczby detali (dokBadniej - zaplanowane do wykonania) H4 5x1 + 7x2 + 0x3 + 8x4 + 6x5 + 0x6 e" 840 I4 1x1 + 3x2 + 7x3 + 3x4 + 4x5 + 4x6 H5 e" 500 I5 11x1 + 3x2 +1x3 + 2x4 + 2x5 + 9x6 I6 H6 e" 475 B2 C2 D2 E2 F2 G2 x3 e" 0 x6 e" 0 x1 e" 0 , x2 e" 0 , , x4 e" 0 , x5 e" 0 , liczba pocitych desek nie mo|e by ujemna Nale|y teraz z menu Narzdzia-Solver (w Excelu 2007 Dane-Solver) otworzy okno Solver-Parametry, a nastpnie zadeklarowa ustawienia: Komórka celu: H2 Równa: Min (poniewa| funkcja celu jest minimalizowana; UWAGA: trzeba ustawi rcznie  opcja domy[lna to Maks!) Komórki zmieniane: B2:G2 Warunki ograniczajce: B2:G2>=0 H4:H6>=I4:I6 P. Kowalik, Laboratorium badaD operacyjnych: zadanie optymalnego rozkroju 6 Uwaga B2:G2>=0 jest skróconym zapisem dla B2>=0, C2>=0, D2>=0, E2>=0, F2>=0, G2>=0 (czyli x1 e" 0 , x2 e" 0 , x6 e" 0 x3 e" 0 , x4 e" 0 , x5 e" 0 , ). H4:H6>=I4:I6 jest skróconym zapisem dla H4>=I4, H5>=I5, H6>=I6 (warunki zwizane z liczb wypro- dukowanych detali). GBówne okno Solvera (Solver - Parametry) przed dodaniem warunków ograniczajcych. W samym polu Warunki ograniczajce nic nie wpisujemy, poniewa| jest to NIEMO{LIWE. Aby doda warunki, klikamy w Dodaj Otwiera si nowe okno Dodaj warunek ograniczajcy. Wprowadzamy pierwsz grup warunków tzn. warunki nieujemno[ci zmiennych (B2:G2>=0) i klikamy Dodaj. Pojawia si znowu okno Dodaj warunek ograniczajcy. Wprowadzamy analogicznie warunki ograniczeD funkcyjnych (H4:H6>=I4:I6). Poniewa| nie ma ju| wicej warunków do dodania, klikamy OK. Nastpuje powrót do okna Solver  Parametry. Po dodaniu warunków ograniczajcych okno Solver  Parametry powinno wyglda jak ni|ej P. Kowalik, Laboratorium badaD operacyjnych: zadanie optymalnego rozkroju 7 Ustawienia Solvera dla rozwizywanego zadania (pkt. 1 - bez warunku caBkowitoliczbowo[ci zmiennych!) Rozwizanie. Jak wida, wszystkie niezerowe warto[ci zmiennych obja[niajcych s uBamkowe, a ich ró|nice w porównaniu z  ssiednimi liczbami caBkowitymi s zbyt du|e, by  obwinia o nie bBdy obliczeD Solvera. Ad.2. Zaokrglenie rozwizanie zadania z warunkami na liczb detali  e" i bez warunków caBkowitoliczbowo[ci zmiennych. Próba znalezienia rozwizania caBkowitoliczbowego poprzez zaokrglenie rozwizania caBkowitoliczbowego. Do komórek B2, E2, F2 nale|y wpisa odpowiednie zaokrglenia wyników do liczb caBkowitych tzn.: 21, 5 oraz 116. Wynik tej czynno[ci jest pokazany na zrzucie ekranu poni|ej. Zaokrglenie rozwizania z poprzedniego punktu. Wida, |e takie podej[cie prowadzi do bBdnego wyniku - liczba wyprodukowanych detali typu 3 jest wtedy o 2 sztuki za maBa. P. Kowalik, Laboratorium badaD operacyjnych: zadanie optymalnego rozkroju 8 Ad.3 Rozwizanie z warunkami na liczb detali  e" i z warunkami caBkowitoliczbowo[ci zmiennych Ustawienia Solvera Mamy nastpujce zwizki midzy zapisem matematycznym a zapisem w Excelu: B2 C2 D2 E2 F2 G2 x1 , x2 , x3 , x4 , x5 , x6 - liczba desek pocitych na ka|dy z 6 sposobów w sztukach H2 x1 + x2 + x3 + x4 + x5 + x6 ’! min Bczna liczba pocitych desek przy ograniczeniach rzeczywiste liczby wyprodukowanych detali minimalne wymagane liczby detali (dokBadniej - zaplanowane do wykonania) H4 5x1 + 7x2 + 0x3 + 8x4 + 6x5 + 0x6 e" 840 I4 1x1 + 3x2 + 7x3 + 3x4 + 4x5 + 4x6 H5 e" 500 I5 11x1 + 3x2 +1x3 + 2x4 + 2x5 + 9x6 I6 H6 e" 475 B2 C2 D2 E2 F2 G2 x3 e" 0 x6 e" 0 x1 e" 0 , x2 e" 0 , , x4 e" 0 , x5 e" 0 , liczba pocitych desek nie mo|e by ujemna B2 C2 D2 E2 F2 G2 x3 x6 x1 , x2 , , x4 , x5 , - caBkowite (liczba pocitych desek musi by caBkowita) Nale|y teraz z menu Narzdzia-Solver (w Excelu 2007 Dane-Solver) otworzy okno Solver-Parametry, a nastpnie zadeklarowa ustawienia: Komórka celu: H2 Równa: Min (poniewa| funkcja celu jest minimalizowana; UWAGA: trzeba ustawi rcznie  opcja domy[lna to Maks!) Komórki zmieniane: B2:G2 Warunki ograniczajce: B2:G2>=0 H4:H6>=I4:I6 B2:G2 int Dodanie warunku caBkowitoliczbowo[ci zmiennych w Excelu 2002/XP (sala 17) oraz 2003 W przypadku u|ywania Excela 2002/XP lub 2003 przed dodaniem tych warunków trzeba KONIECZNIE przeczyta BARDZO UWA{NIE informacj na temat sposobu obej[cia bBdu Solvera dotyczcego wprowadzania i edycji ograniczeD caBkowitoliczbowych  dokument Blad.Solvera.IntBin.pdf. Podstawowe informacje na ten temat s równie| zawarte w niniejszym dokumencie. Do pola po lewej stronie trzeba wpisa zakres B2:G2 (czyli zakres komórek zmienianych) a nastpnie wybra opcj int (od ang. integer  caBkowity, caBkowitoliczbowy). P. Kowalik, Laboratorium badaD operacyjnych: zadanie optymalnego rozkroju 9 Po klikniciu int okienko wyglda jak wy|ej. Warunki caBkowitoliczbowo[ci zmiennych (B2:G2 int) dodaje si nastpujco, w zale|no[ci od wersji Excela. W Excelu 2002 i 2003 próba zatwierdzenia warunku caBkowitoliczbowo[ci skutkuje bBdem jak poni|ej: Wtedy trzeba klikn w OK. Nastpuje powrót do okienka Dodaj warunek ograniczajcy. Trzeba teraz sBowo  caBkowita w prawym polu zastpi przez dowoln liczb np. 0. Teraz mo|na ju| warunek zatwierdzi. Po dodaniu warunków ograniczajcych okno Solver  Parametry powinno wyglda jak ni|ej P. Kowalik, Laboratorium badaD operacyjnych: zadanie optymalnego rozkroju 10 Teraz trzeba tylko klikn w Rozwi| i zaczeka. Pozostaje ju| tylko klikn w OK, aby zaakceptowa wynik. Dodanie warunku caBkowitoliczbowo[ci zmiennych w Excelu 2000 i starsze oraz 2007 i nowsze Do pola po lewej stronie trzeba wpisa zakres B2:G2 (czyli zakres komórek zmienianych) a nastpnie wybra opcj int (od ang. integer  caBkowity, caBkowitoliczbowy). Po klikniciu int w prawym polu pojawia si napis caBkowita i ju| mo|na warunek zatwierdzi przez OK. Po dodaniu warunków ograniczajcych okno Solver  Parametry powinno wyglda jak ni|ej Teraz trzeba tylko klikn w Rozwi| i zaczeka. P. Kowalik, Laboratorium badaD operacyjnych: zadanie optymalnego rozkroju 11 Pozostaje ju| tylko klikn w OK, aby zaakceptowa wynik. Rozwizanie. Aczna liczba pocitych desek to 143 sztuki. Nale|y je poci na nastpujce sposoby: * * * * * * x1 = 22 , x2 = 0 , x3 = 0 , x4 = 5, x5 = 116 , x6 = 0 . WedBug wyniku obliczeD, powstanie 16 szt. detali nadmiarowych: 6 szt. typu 1, 1 szt. typu 2 oraz 9 szt. typu 3. Oczywi[cie w razie potrzeby mo|na z wyprodukowania detali nadmiarowych zrezygnowa. W rozpatrywanym przypadku mo|e to polega np. na modyfikacji sposobu rozkroju 1 na 2 sposoby (oznaczone w tabeli jako S1a oraz S1b). Wynik obliczony Rozwizanie zmodyfikowane przez Solvera Sposoby rozkroju S1 S1 S1a S1b Liczba pocitych Uwagi póBfabrykatów 22 20 1 1 Liczba wycitych detali Rezygnacja z 5 detali typu 1 (sposób S1a) D1 5 5 0 4 Rezygnacja z 1 detalu typu 1 (sposób S1b) D2 1 1 0 1 Rezygnacja z 1 detalu typu 2 (sposób S1a) D3 11 11 2 11 Rezygnacja z 9 detali typu 3 (sposób S1a) Modyfikacje sposobów rozkroju w celu uniknicia wycinania nadmiarowych detali nie s na ogóB jednozna- czne. Wskazane jest jednak ich wykonywanie w taki sposób, aby jak najwicej niewykonanych detali byBo uwzgldnionych w rozkroju pojedynczego póBfabrykatu. Jest to uzasadnione faktem, i| znaczna liczba niewycitych detali oznacza zarazem wiksz ilo[ zbdnego materiaBu pozostawion w jednym  kawaBku , który to materiaB z racji swoich rozmiarów mo|e by traktowany ju| nie jako odpad ale jako nieco mniejszy póBfabrykat przydatny do dalszego wykorzystania. P. Kowalik, Laboratorium badaD operacyjnych: zadanie optymalnego rozkroju 12 Ad.4. Rozwizanie z warunkami na liczb detali  = . Je|eli powstawanie nadmiarowych detali jest z jakiego[ powodu nieakceptowalne, to trzeba wtedy wprowadzi warunki równo[ciowe na liczb detali tzn. postawi wymóg, |eby liczba wyprodukowanych detali byBa dokBadnie równa wymaganej liczbie detali. Model matematyczny wraz z komórkami Excela: B2 C2 D2 E2 F2 G2 x1 , x2 , x3 , x4 , x5 , x6 - liczba desek pocitych na ka|dy z 6 sposobów w sztukach H2 x1 + x2 + x3 + x4 + x5 + x6 ’! min Bczna liczba pocitych desek przy ograniczeniach rzeczywiste liczby wyprodukowanych detali wymagane liczby detali (ze wzgldu na warunki równo[ciowe, liczba detali wykonanych bdzie równa liczbie detali zaplanowanych) H4 5x1 + 7x2 + 0x3 + 8x4 + 6x5 + 0x6 = 840 I4 1x1 + 3x2 + 7x3 + 3x4 + 4x5 + 4x6 I5 H5 = 500 11x1 + 3x2 +1x3 + 2x4 + 2x5 + 9x6 H6 = 475 I6 B2 C2 D2 E2 F2 G2 x3 e" 0 x6 e" 0 x1 e" 0 , x2 e" 0 , , x4 e" 0 , x5 e" 0 , liczba pocitych desek nie mo|e by ujemna B2 C2 D2 E2 F2 G2 x3 x6 x1 , x2 , , x4 , x5 , - caBkowite (liczba pocitych desek musi by caBkowita) Ustawienia s identyczne jak w poprzednim wariancie zadania. Jedyn ró|nic jest warunek na liczb detali, który nale|y wprowadzi jako H4:H6=I4:I6. Mo|na te| dokona edycji istniejcego warunku H4:H6=I4:I6 (po klikniciu przycisku ZmieD) Po klikniciu OK rozpoczn si obliczenia, które bd trwaBy bardzo dBugo W przypadku sBabszych kompute- rów mog one przekroczy domy[lny limit czasu 100 sekund (np. w przypadku niniejszego zadania z przy- kBadu nawe ok. 4-5 min. na komputerze z procesorem Intel/AMD 1600-2000 MHz i 256 MB RAM). P. Kowalik, Laboratorium badaD operacyjnych: zadanie optymalnego rozkroju 13 Je|eli obliczenia trwaj dBu|ej ni| 100 sekund, pojawia si nastpujcy komunikat. Je|eli pojawi si komunikat taki jak wy|ej (lub analogiczny dotyczcy osignicia limitu liczby iteracji), nale|y klikn  Kontynuuj i cierpliwie dalej czeka na wynik. Rozwizanie. Aczna liczba pocitych desek to 143 sztuki. Nale|y je poci na nastpujce sposoby: * * * * * * x1 = 9 , x2 = 9 , x3 = 6 , x4 = 54 , x5 = 50 , x6 = 15. Liczba 9,000001 (a de facto 9,00000068421051 lub podobna) powinna by traktowana jako caBkowita  Solver  dopuszcza odchylenia mniejsze od 0,000001 (warto[ domy[lna) od speBnienia warunków ograniczajcych (w tym przypadku warunków caBkowitoliczbowo[ci). Dopuszczalne odchylenie od speBnienia warunków ograniczajcych jest ustawione w opcji Solvera DokBadno[ w Excelu 2007 i wcze[niejszych, Wszystkie metody  DokBadno[ ograniczenia w Excelu 2010/2013/2016. W tym konkretnym zadaniu mo|liwe s tak|e alternatywne optymalne rozwizania caBkowitoliczbowe (dajce oczywi[cie w sumie równie| liczb 143 pocitych desek). Obliczenie konkretnego rozwizania zale|y od wersji Excela oraz ustawieD Solvera. Powy|sze rozwizanie jest otrzymane w Excelu 2002. Niektóre z rozwizaD zadania znalezione podczas rozwizywania w ró|nych wersjach Excela i z ró|nymi opcjami Solvera * * * * * * x1 x2 x3 x4 x5 x6 9 9 6 54 50 15 19 17 13 37 55 2 12 12 8 48 52 11 0 0 0 72 44 27 13 11 9 49 51 10 12 0 10 66 42 13 21 15 15 39 53 0 5 1 4 68 44 21 15 9 2 21 89 7 Naturalnie ka|de z tych rozwizaD otrzymanych z warunkami na liczb detali  = jest równie| rozwizaniem poprawnym dla warunków  e" (poniewa| speBnienie równo[ci oznacza równie| speBnienie nierówno[ci  e" jak i d" ). Nie s one jednak obliczane przez Solvera przy warunkach  e" , poniewa| rozwizanie znalezione w punkcie 3 jest równie| poprawne, a jest znajdowane znacznie szybciej. P. Kowalik, Laboratorium badaD operacyjnych: zadanie optymalnego rozkroju 14 Ad.5. Rozwizanie z warunkami na liczb detali  = przy wykorzystaniu metody simpleks W celu przyspieszenia obliczeD mo|na u|y dedykowanej do programowania liniowego metody simpleks zamiast domy[lnego  ogólnego algorytmu GRG. Metoda simpleks jest wBczana opcj Przyjmij model liniowy w oknie Solver-Opcje (Excel do wersji 2007 wBcznie) albo LP simpleks na li[cie Wybierz metod rozwizywania w oknie gBównym Solvera Parametry dodatku Solver (Excel 2010/2013/2016).  Wymuszenie u|ycia metody simpleks (Excel do wersji 2007 wBcznie). Okno to otwiera si po klikniciu przycisku Opcje w oknie gBównym Solvera Solver- Parametry.  Wymuszenie u|ycia metody simpleks (Excel 2010/2013/2016) Rozwizanie (inne ni| w punkcie 5). Czas obliczeD okazaB si by znacznie krótszy ni| w punkcie 4. Aczna liczba pocitych desek to 143 sztuki. Nale|y je poci na nastpujce sposoby: * * * * * * x1 = 12 , x2 = 0 , x3 = 10 , x4 = 66 , x5 = 42 , x6 = 13. Ad.6. Rozwizanie z warunkami na liczb detali  =  zmienione wymagane liczby detali typu 1 oraz 3. W tym punkcie liczba wymaganych detali typu 1 zostaBa zmieniona z 840 na 290 a typu 3 z 475 na 140. Nale|y w tym celu zmieni zawarto[ komórki I4 na 290 a I6 na 140. P. Kowalik, Laboratorium badaD operacyjnych: zadanie optymalnego rozkroju 15 Model matematyczny wraz z komórkami Excela: B2 C2 D2 E2 F2 G2 x1 , x2 , x3 , x4 , x5 , x6 - liczba desek pocitych na ka|dy z 6 sposobów w sztukach H2 x1 + x2 + x3 + x4 + x5 + x6 ’! min Bczna liczba pocitych desek przy ograniczeniach rzeczywiste liczby wyprodukowanych detali wymagane liczby detali H4 5x1 + 7x2 + 0x3 + 8x4 + 6x5 + 0x6 = 290 I4 (zmiana w I4) 1x1 + 3x2 + 7x3 + 3x4 + 4x5 + 4x6 I5 H5 = 500 11x1 + 3x2 +1x3 + 2x4 + 2x5 + 9x6 H6 = 140 I6 (zmiana w I6) B2 C2 D2 E2 F2 G2 x3 e" 0 x6 e" 0 x1 e" 0 , x2 e" 0 , , x4 e" 0 , x5 e" 0 , liczba pocitych desek nie mo|e by ujemna B2 C2 D2 E2 F2 G2 x3 x6 x1 , x2 , , x4 , x5 , - caBkowite (liczba pocitych desek musi by caBkowita) Po przeliczeniu Solver koDczy prac nastpujcym komunikatem informujcym o sprzeczno[ci warunków ograniczajcych. (Excel do wersji 2007 wBcznie) albo (Excel 2010/2013/2016) P. Kowalik, Laboratorium badaD operacyjnych: zadanie optymalnego rozkroju 16 Ekran w chwili wstrzymania obliczeD wyglda nastpujco Wynik po wstrzymanych obliczeniach  to nie jest rozwizanie optymalne ani nawet dopuszczalne! Pozornie otrzymany wynik mo|e wydawa si paradoksalny, gdy| wydaje si oznacza, i| niemo|liwe jest znalezienie planu rozkroju, w którym wyprodukuje si 290 detali typu 1 oraz 140 detali typu 3 podczas gdy mo|liwe jest wyprodukowanie znacznie wikszej liczby detali (840 detali typu 1 oraz 475 detali typu 3). Jest to jednak pozorny paradoks. Brak rozwizania z powodu sprzeczno[ci warunków ograniczajcych w istocie oznacza jedynie, |e niemo|liwe jest znalezienie planu rozkroju, w którym wyprodukuje si dokBadnie (tzn. bez detali nadmiarowych) 290 detali typu 1, 500 detali typu 2 oraz 140 detali typu 3 i do tego z wykorzystaniem wyBcznie 6 podanych sposobów rozkroju. Je|eli dopu[cimy albo zaplanowanie produkcji detali nadmiaro- wych, z których naprawd zrezygnujemy (warunki e") albo (z warunkami =) u|ycie wszystkich sposobów rozkroju, nie tylko takich z minimaln ilo[ci odpadów (np. 5-0-11, 5-1-10, 4-0-10 itp.) wówczas oczywi[cie rozkrój, w którym wymagane jest 290 detali typu 1, 500 detali typu 2 oraz 140 detali typu 3 bez problemu da si zaplanowa. Wniosek (z punktów 4, 5, 6) U|ycie warunków równo[ciowych na liczb detali (liczba wykonanych detali równa si wymaganej liczbie detali), cho pozornie wydaje si by poprawnym podej[ciem w modelowaniu problemów rozkroju póBfabrykatów na detale, w istocie jest potencjalnie kBopotliwe, gdy| mo|e skutkowa dBugim czasem obliczeD lub nawet sprzeczno[ci warunków ograniczajcych. Lepszym podej[ciem jest minimalizacja liczby póBfabrykatów przy ograniczeniach typu e", poniewa| zadanie optymalnego rozkroju w tej wersji ma zawsze rozwizanie a z wycicia ewentualnych detali nadmiarowych z reguBy mo|na zrezygnowa.

Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
BO LWK3
Fakty nieznane , bo niebyłe Nasz Dziennik, 2011 03 16
Bo gory moga ustapic
kolokwium 1 BO przyklad
BO Literatura
bo 1
bo twoje slowo
tpd lab05
Lab05 11
MICHALKIEWICZ BO CZAS JAK RZEKA
Bo z dziewczynami

więcej podobnych podstron