Автор работы: Пользователь скрыл имя, 27 Сентября 2013 в 10:37, контрольная работа
При изготовлении изделий двух видов осуществляется последовательная обработка соответствующих заготовок на двух различных станках.
Каждый станок может использоваться для производства изделий по 8 часов в сутки, однако этот фонд времени можно увеличить на 4 часа за счет сверхурочных работ. Каждый час сверхурочного времени требует дополнительных расходов: для станка 1 это долл.5, для станка 2 — долл.7. Производительность станков и продажная цена изделий приведена в таблице.
Задание 1. Использование сверхурочных работ
При изготовлении изделий двух видов осуществляется последовательная обработка соответствующих заготовок на двух различных станках.
Каждый станок может использоваться для производства изделий по 8 часов в сутки, однако этот фонд времени можно увеличить на 4 часа за счет сверхурочных работ. Каждый час сверхурочного времени требует дополнительных расходов: для станка 1 это долл.5, для станка 2 — долл.7. Производительность станков и продажная цена изделий приведена в таблице.
Станок |
Производительность станков (изделие/ч) | |
изделие 1 |
изделие 2 | |
1 |
5 |
6 |
2 |
4 |
8 |
Цена изделия |
долл.6 |
долл.7 |
Требуется определить объемы производства изделий каждого вида и уровень использования сверхурочного времени на каждом из станков, обеспечивающие получение максимальной прибыли.
Решение:
Определим X11, Х12 как количества изделий первого типа, выпускаемых соответственно на первом и втором станках. Аналогично,
Х21, Х22 будут определять количество изделий второго типа, выпускаемых на этих же станках.
Т1с/у, Т2с/у — время сверхурочных работ соответственно на первом и втором станках.
A |
В |
С |
D |
E |
F |
G | |||
1 |
Станок |
Производительность станков ( |
Количество произведенных изделий по станкам (шт) |
||||||
2 |
Изделие 1 |
Изделие 2 |
Изделие 1 |
Изделие 2 |
|||||
3 |
1 |
5 |
6 |
||||||
4 |
2 |
4 |
8 |
||||||
5 |
Цена изделия ($) |
Общее количество изделий (шт) |
Выручка за произведенные изделия ($) | ||||||
6 |
6 |
4 |
=D3+D4 |
=ЕЗ+Е4 |
=B6*D6 |
=С6*Е6 | |||
7 |
ИТОГО ($) |
=F6+G6 | |||||||
8 |
Станок |
Время, связанное с производством изделий (час) |
Издержки, связанные с использованием с/у времени ($) | ||||||
9 |
Рабочее |
Сверхурочное |
Общий ресурс времени |
Максимальное сверхурочное |
Стоимость часа с/у времени ($) |
||||
10 |
1 |
8 |
=В10+С10 |
4 |
5 |
=C10*F10 | |||
11 |
2 |
8 |
=В11+С11 |
4 |
7 |
=C11*F11 | |||
12 |
ИТОГО ($) |
=G10+G11 | |||||||
13 |
Общая прибыль |
=G7-G12 |
Изменяемые ячейки: D3:E4; C10:C11.
Целевая функция: G13 – максимальное значение.
Ограничения
1. По времени занятости станков: (число изделий / производительность меньше рабочего времени).
D3/B3+E3/C3<= D10;
D4/B4+E4/C4<= D11;
2. «Естественные» ограничения по сверхурочному времени работы:
С10 >= 0;
С11 >= 0;
С10 ≤ F10;
С11 ≤ F11.
В результате решения данной задачи в Excel, получаем, что максимально возможная прибыль = долл.696.
Станки используются все сверхурочное время, по 4 часа каждый.
Станок №1 производит за время работы 60 изделий №1;
станок №2 производит за время работы 96 изделий №2.
Задание 2. Модель производства с запасами
Фирма переводит свой завод на производство новых изделий, которые планируется выпускать в течение четырех месяцев. Оценки спроса на изделия в каждый из этих месяцев приведены в таблице:
Месяц поставки изделия |
1 |
2 |
3 |
4 |
Спрос (шт.) |
210 |
340 |
290 |
150 |
В каждый
месяц спрос можно
Затраты на изготовление одного изделия составляют долл.4. Изделие, произведенное, но не поставленное потребителю в текущем месяце, влечет за собой дополнительные издержки на хранение в размере долл.0,5 за каждый месяц хранения. Изделие, выпускаемое в счет невыполненных заказов, облагается штрафом в размере долл.2 за каждый месяц недопоставки.
Объем производства меняется от месяца к месяцу по внутризаводским причинам. В рассматриваемые 4 месяца планируется следующая программа выпуска изделий.
Месяц производства изделия |
1 |
2 |
3 |
4 |
Выпуск (штук) |
340 |
200 |
290 |
320 |
Требуется уточнить (доопределить) эту программу таким образом, чтобы она обеспечивала минимальные издержки, обусловленные несогласованностью спроса и предложения (дисбалансом).
Решение:
Задачи такого типа в исследовании операций известны как «транспортные задачи». Это обусловлено тем, что чаще всего такие задачи связаны с оптимизацией процессов перевозок. Вместе с тем к этому типу сводится рассматриваемая задача и многие другие, не имеющие непосредственного отношения к транспорту. Специфика этих задач заключается в использовании таблицы-матрицы, строки и столбцы которой определяют факторы дисбаланса — спрос и предложение, место производства и потребления продукции и т. п.
Для заполнения матрицы затрат на производство, хранение и штрафы:
Если месяц производства и месяц поставки продукции совпадают, то затраты на одно изделие составляют 4$ (например, произвели и поставили в первом месяце).
Если месяц производства предшествует месяцу поставки, то к за каждый месяц хранения к основным затратам на производство прибавляется 0,5$ (например, если произвели в первом месяце, а поставили во втором месяце, то затраты на изделие =4+0,5=4,5$. Если произвели в первом месяце, а поставили в третьем месяце, то затраты на изделие =4+0,5+0,5=5$).
Если месяц поставки предшествует месяцу производства, то за каждый просроченный месяц прибавляется штраф 2$ (например, необходимо было поставить продукцию в первом месяце, но произвели ее только во втором, то затраты на изделие 4+2=6$).
Структура Таблицы в Excel
A |
B |
C |
D |
E |
F | |
1 |
Затраты на производство, хранение и штрафы (S) |
|||||
2 |
Месяц производства |
Месяц потребления |
Предварительная программа выпуска изделий(шт.) | |||
3 |
1 |
2 |
3 |
4 | ||
4 |
1 |
4 |
4,5 |
5 |
5,5 |
340 |
5 |
2 |
6 |
4 |
4,5 |
5 |
200 |
6 |
3 |
8 |
6 |
4 |
4,5 |
290 |
7 |
4 |
10 |
8 |
6 |
4 |
320 |
8 |
Спрос (шт.) |
210 |
340 |
290 |
150 |
|
9 |
Объемы производства изделий (шт.) | |||||
10 |
Месяц производства |
Месяц потребления |
Реальный выпуск изделий (шт) | |||
11 |
1 |
2 |
3 |
4 | ||
12 |
1 |
=СУММ(В12:Е12) | ||||
13 |
2 |
=СУММ(В13:Е13) | ||||
14 |
3 |
=СУММ(В14:Е14) | ||||
15 |
4 |
=СУММ(В15:Е15) | ||||
16 |
Спрос (шт.) |
=СУММ( В12:В15) |
=СУММ( С12:С15) |
=СУММ( D12:D15) |
=СУММ( Е12:Е15) |
|
17 |
Суммарные издержки дисбаланса $ |
=СУММПРОЙЗВ( В12:Е15; В4:Е7) |
Целевая функция: F17 → минимальному значению.
Изменяемые ячейки: В12:Е15.
Ограничения:
В12:Е15 – целые,
В12:Е15≥0,
В16=В8,
С16=С8,
D16=D8,
E16=E8.
Мы подкорректируем программу производства, т.к. объемы необходимого для заказчиков количества изделий меньше производимого предприятием (дисбаланс). Т.е. необходимо уменьшить объемы производства, чтобы не произвести лишние изделия и минимизировать издержки. Поскольку «объем производства меняется от месяца к месяцу по внутризаводским причинам», наиболее простым (и слабее всего подверженным «внутризаводским причинам») будет уменьшение производства в 4 месяце с 320 до 160 изделий.
В результате решения данной задачи в Excel, получаем, что минимальные суммарные издержки дисбаланса = 4065$. Производство и распределение изделий будет выглядеть так:
Месяц производства |
Месяц потребления |
Реальный выпуск изделий (шт) | |||
1 |
2 |
3 |
4 | ||
1 |
210 |
130 |
0 |
0 |
340 |
2 |
0 |
200 |
0 |
0 |
200 |
3 |
0 |
10 |
280 |
0 |
290 |
4 |
0 |
0 |
10 |
150 |
160 |
Спрос (шт.) |
210 |
340 |
290 |
150 |
Если же возможно произвольно менять выпуск изделий («внутризаводские причины» надуманы), то минимальные издержки будут при производстве в каждом месяце количества изделий равного требуемому в этом месяце. Тогда получим, что (самые) минимальные суммарные издержки = 3960$. Соответственно, тогда:
в 1 месяц необходимо произвести 210 изделий,
в 2 месяц необходимо произвести 340 изделий,
в 3 месяц необходимо произвести 290 изделий,
в 4 месяц необходимо произвести 150 изделий.
Задание 3. Составление «скользящих» графиков
Составление скользящего расписания при нестационарном потребительском спросе
В таблице приведено количество продавцов, которое необходимо для удовлетворения покупательского спроса в торговом зале магазина в течение суток. Требуется так организовать расписание работы продавцов, чтобы их общее количество (и соответственно расходы на оплату их труда) было минимальным.
Время суток |
Требуемое количество продавцов |
0-4 |
1 |
4-8 |
1 |
8-12 |
3 |
12-16 |
4 |
16-20 |
4 |
20-24 |
2 |
Решение:
Допустим, что продавцы в магазине работают по 8 часов (в смену).
В соответствии с данными задачи количество требуемых продавцов меняется через 4 часа. Если предположить, что в первую смену работает X1 продавцов, во вторую — Х2 и т. д., то график работы продавцов можно представить следующим рисунком.
Жирные линии означают смены, которые начинаются через 4 часа и продолжаются 8 часов.
Смены перекрываются, т. е., например, с 4 до 8 часов в торговом зале присутствуют (X1 + Х2) продавцов, с 8 до 12 часов — (Х2 + ХЗ) продавцов, а с 0 часов до 4 работают (X1 + Х6) продавцов. Этот «скользящий» график и образует расписание смен.
X1 - Х6 определяют изменяемые переменные, которые следует определять из условия минимального общего количества продавцов, т.е. целевая функция в этой задаче определяется выражением:
(X1+X2+X3+X4+X5+X6)=>min.
В качестве ограничений при этом будут выступать условия:
Кроме того, (X1 - X6) должны быть целыми и положительными.
Такая
структуризация может быть реализована
в следующей электронной
А |
В |
С |
D |
Е |
F | |
1 |
Номер смены |
Начало смены (час) |
Интервал времени (час) |
Кол-во продавцов в смене |
Кол-во продавцов в зале |
Требуемое кол-во продавцов |
2 |
1 |
0 |
0-4 |
=D7+D2 |
1 | |
3 |
2 |
4 |
4-8 |
=D2+D3 |
1 | |
4 |
3 |
8 |
8-12 |
=D3+D4 |
3 | |
5 |
4 |
12 |
12-16 |
=D4+D5 |
4 | |
6 |
5 |
16 |
16-20 |
=D5+D6 |
4 | |
7 |
6 |
20 |
20-24 |
=D6+D7 |
2 | |
88 |
Общее количество продавцов |
=СУММ (D2:D7) |