OPERACIONA ISTRAŽIVANJA › 2020 › ... · Transportni problem (TP) Model TP se primenjuje u...

48
Gordana Savic, [email protected] 3/26/2020 1 OPERACIONA ISTRAŽIVANJA GORDANA SAVIĆ UNIVERZITET U BEOGRADU, FAKULTET ORGANIZACIONIH NAUKA LABORATORIJA ZA OPERACIONA ISTRAŽIVANJA JOVAN PETRIĆCENTAR ZA MERENJE EFIKASNOSTI

Transcript of OPERACIONA ISTRAŽIVANJA › 2020 › ... · Transportni problem (TP) Model TP se primenjuje u...

Page 1: OPERACIONA ISTRAŽIVANJA › 2020 › ... · Transportni problem (TP) Model TP se primenjuje u situacijama kada je potrebno transportovati robu iz veceg broja ishodišta (npr. skladišta)

Gordana Savic, [email protected]/26/2020

1

OPERACIONA ISTRAŽIVANJA

GORDANA SAVIĆ

UNIVERZITET U BEOGRADU, FAKULTET ORGANIZACIONIH NAUKALABORATORIJA ZA OPERACIONA ISTRAŽIVANJA ”JOVAN PETRIĆ”

CENTAR ZA MERENJE EFIKASNOSTI

Page 2: OPERACIONA ISTRAŽIVANJA › 2020 › ... · Transportni problem (TP) Model TP se primenjuje u situacijama kada je potrebno transportovati robu iz veceg broja ishodišta (npr. skladišta)

Transportni problem - TP2

Page 3: OPERACIONA ISTRAŽIVANJA › 2020 › ... · Transportni problem (TP) Model TP se primenjuje u situacijama kada je potrebno transportovati robu iz veceg broja ishodišta (npr. skladišta)

Transportni problem (TP) Model TP se primenjuje u situacijama kada je potrebno

transportovati robu iz veceg broja ishodišta (npr. skladišta) doodređenog broja odredišta (npr. prodavnica) tako da ukupni troškovi transporta budu minimalni.

Formulisan je sredinom XX veka, kada su napravljena i pocetna istraživanja. (Kantorovic, Hickok, Ivanovic, Vogel, Dancig, Carns, Kuper, Ford, Ferguson, ...)

Linearni TP je spicifičan problem linearnog programiranja.

3

Page 4: OPERACIONA ISTRAŽIVANJA › 2020 › ... · Transportni problem (TP) Model TP se primenjuje u situacijama kada je potrebno transportovati robu iz veceg broja ishodišta (npr. skladišta)

Transportni problem (TP)

Pretpostavke: Vrši se tansport jedne vrste robe

Postoji m-punktova (ishodišta) A1,…,Ai,..,Am (Ai, i=1,...,m) Skladišta raspolažu sa količinom robe a1,... ,ai,..,am (ai, i=1,...,m) ,

respektivno (izražene u određenim jedinicama mere).

Postoji n-punktova potrošnje (odredišta) B1,...,Bj,..,Bn (Bj, j=1,...,n) Odredištima je potrebno isporučiti količine robe robe b1,... ,bj,..,bn, (bj,

j=1,...,n) (izražene u određenim jedinicama mere).

Cena transporta jedinice robe iz svakog ishodišta do svakog odredišta je poznata cij (i=1,...,m, j=1,...,n)

4

Page 5: OPERACIONA ISTRAŽIVANJA › 2020 › ... · Transportni problem (TP) Model TP se primenjuje u situacijama kada je potrebno transportovati robu iz veceg broja ishodišta (npr. skladišta)

Transportni problem (TP)

Šema transporta Pretpostavke:

Postoji n-punktova (ishodišta)A1,…,Ai,..,Am (Ai, i=1,...,m)

Skladišta raspolažu sa količinomrobe a1,... ,ai,..,am (ai, i=1,...,m) ,

Postoji n-punktova potrošnje(odredišta) B1,...,Bj,..,Bn (Bj,j=1,...,n)

Odredištima je potrebno isporučitikoličine robe robe b1,... ,bj,..,bn,(bj, j=1,...,n).

5

A1 Ai Am

B1 Bj Bn

amaia1

bnbjb1

. . .

. . . . . .

. . .

Page 6: OPERACIONA ISTRAŽIVANJA › 2020 › ... · Transportni problem (TP) Model TP se primenjuje u situacijama kada je potrebno transportovati robu iz veceg broja ishodišta (npr. skladišta)

Transportni problem (TP)

Pretpostavke: Roba se može transportovati iz bilo kog ishodišta A1,…,Ai,..,Am do bilo kog

odredišta B1,..., Bj,..,Bn .

Cena transporta jedinice robe iz svakog ishodišta do svakog odredišta je poznata cij (i=1,...,m, j=1,...,n)

6

Page 7: OPERACIONA ISTRAŽIVANJA › 2020 › ... · Transportni problem (TP) Model TP se primenjuje u situacijama kada je potrebno transportovati robu iz veceg broja ishodišta (npr. skladišta)

Transportni problem (TP)

Šema transporta Roba se može

transportovati iz bilokog ishodištaA1,…,Ai,..,Am do bilokog odredišta B1,...,Bj,..,Bn.

Cena transportajedinice robe iz svakogishodišta do svakogodredišta je poznata cij(i=1,...,m, j=1,...,n)

7

A1 Ai Am

B1 Bj Bn

c ij

cm1

c 11

c i1c1

j

c mj

c1n

cin

c mn

amaia1

bnbjb1

. . .

. . . . . .

. . .

Page 8: OPERACIONA ISTRAŽIVANJA › 2020 › ... · Transportni problem (TP) Model TP se primenjuje u situacijama kada je potrebno transportovati robu iz veceg broja ishodišta (npr. skladišta)

Transportni problem (TP)

Šema transporta Potrebno je pronaći

ekonomični plan transporta odnosnokoličinu robe koja će setransportovati iz i-tog ishodišta do j-tog odredišta:

xij (i=1,...,m, j=1,...,n)

8

A1 Ai Am

B1 Bj Bn

c ijx ij

cm1

x mj

c 11

x 11

c i1

x i1

c1j

x1j xm1

c mj

c1nx1n

cin

xin

c mn

x mn

amaia1

bnbjb1

. . .

. . . . . .

. . .

Page 9: OPERACIONA ISTRAŽIVANJA › 2020 › ... · Transportni problem (TP) Model TP se primenjuje u situacijama kada je potrebno transportovati robu iz veceg broja ishodišta (npr. skladišta)

Transportni problem (TP)Tabelarna forma

Šema transporta Tabelarna forma

9

A1 Ai Am

B1 Bj Bn

c ijx ij

cm1

x mj

c 11

x 11

c i1

x i1

c1j

x1j xm1

c mj

c1nx1n

cin

xinc m

n

x mn

amaia1

bnbjb1

. . .

. . . . . .

. . .

B1 Bj Bn Tražnja

A1c11

x11

... c1jx1j

... c1nx1n

a1

... ... ... ...

Aici1

xi1

... cijxij

... cinxin

ai

... ... ... ...

Amcm1

xm1

... cmjxmj

... cmnxmn

am

Ponuda b1 bj bn

Page 10: OPERACIONA ISTRAŽIVANJA › 2020 › ... · Transportni problem (TP) Model TP se primenjuje u situacijama kada je potrebno transportovati robu iz veceg broja ishodišta (npr. skladišta)

Transportni problem (TP)Primer

ProdavniceMagacini

B. Brdo Dorcol Slavija raspoloživo

Borca 14 12 15 100

Kneževac 8 11 12 200

Palilula 9 5 8 100

Zvezdara 9 11 12 50

potrebno 150 200 50

10

m=4, n=3

Page 11: OPERACIONA ISTRAŽIVANJA › 2020 › ... · Transportni problem (TP) Model TP se primenjuje u situacijama kada je potrebno transportovati robu iz veceg broja ishodišta (npr. skladišta)

Transportni problem (TP)Primer

ProdavniceMagacini

(B1) B. Brdo (B2) Dorcol (B3) Slavija raspoloživo

(A1) Borca c11=14 c12=12 c13=15 a1=100

(A2) Kneževac c21=8 c22=11 c23=12 a2=100

(A3) Palilula c31=9 c32=5 c33=8 a3=100

(A4) Zvezdara c41=9 c42=11 c34=12 a4=100

Potrebno b1= 150 b2=200 b3=50 Σ=400

11

Ukupna ponuda=Ukupna tražnja ⇒ Zatvoren (balansiran) TP(a1+a1+a1+a1=b1+b2+b3=400)

Page 12: OPERACIONA ISTRAŽIVANJA › 2020 › ... · Transportni problem (TP) Model TP se primenjuje u situacijama kada je potrebno transportovati robu iz veceg broja ishodišta (npr. skladišta)

Transportni problem (TP)Tabelarna forma

Šema transporta Tabelarna forma

12

A1 Ai Am

B1 Bj Bn

c ijx ij

cm1

x mj

c 11

x 11

c i1

x i1

c1j

x1j xm1

c mj

c1nx1n

cin

xinc m

n

x mn

amaia1

bnbjb1

. . .

. . . . . .

. . .

B1 Bj Bn Tražnja

A1c11

x11

... c1jx1j

... c1nx1n

a1

... ... ... ...

Aici1

xi1

... cijxij

... cinxin

ai

... ... ... ...

Amcm1

xm1

... cmjxmj

... cmnxmn

am

Ponuda b1 bj bn

1 1

m n

i ji j

a b= =

=∑ ∑ Zatvoren (balansiran)TP

Page 13: OPERACIONA ISTRAŽIVANJA › 2020 › ... · Transportni problem (TP) Model TP se primenjuje u situacijama kada je potrebno transportovati robu iz veceg broja ishodišta (npr. skladišta)

Zatvoreni (balansran)transportni problem (ZTP)

Celokupna količina robe na ishodištima (ponuda) će biti transportovana

Celokupna količina robe rtažena u odredištima (tražnja) će biti dostavljena

13

1 1

m n

i ji j

a b= =

=∑ ∑

Page 14: OPERACIONA ISTRAŽIVANJA › 2020 › ... · Transportni problem (TP) Model TP se primenjuje u situacijama kada je potrebno transportovati robu iz veceg broja ishodišta (npr. skladišta)

ZTPMatematički model

14

11 11(min) ( ) ij ij mn mnf x c x c x c x= + + + +

1 1

m n

i ji j

a b= =

=∑ ∑

Upravljačke odluke:količina robe koja se transportujeiz i-tog ishodišta do j-tog odredišta xij (i=1,...,m, j=1,...,n)

Kriterjum upravljanjaUkupni troškovi transporta

Cilj:Minimizacija

Page 15: OPERACIONA ISTRAŽIVANJA › 2020 › ... · Transportni problem (TP) Model TP se primenjuje u situacijama kada je potrebno transportovati robu iz veceg broja ishodišta (npr. skladišta)

ZTPMatematički model

15

11 11(min) ( ) ij ij mn mnf x c x c x c x= + + + +

11 1 1 1... ...j nx x x a+ + + + =

1 1

m n

i ji j

a b= =

=∑ ∑

1 ... ...i ij in ix x x a+ + + + =

1 ... ...m mj mn mx x x a+ + + + =

Količina robe na ishodištima

Upravljačke odluke:količina robe koja se transportujeiz i-tog ishodišta do j-tog odredišta xij (i=1,...,m, j=1,...,n)

Kriterjum upravljanjaUkupni troškovi transportaCilj:Minimizacija

Ograničavajući faktori p.o.

Page 16: OPERACIONA ISTRAŽIVANJA › 2020 › ... · Transportni problem (TP) Model TP se primenjuje u situacijama kada je potrebno transportovati robu iz veceg broja ishodišta (npr. skladišta)

ZTPMatematički model

16

11 11(min) ( ) ij ij mn mnf x c x c x c x= + + + +

11 1 1 1... ...j nx x x a+ + + + =

1 1

m n

i ji j

a b= =

=∑ ∑

1 ... ...i ij in ix x x a+ + + + =

1 ... ...m mj mn mx x x a+ + + + =

Količina robe na ishodištima

Upravljačke odluke:Količina robe koja se transportujeiz i-tog ishodišta do j-tog odredišta

xij (i=1,...,m, j=1,...,n)x11, x12,..., xij,..., xmn

Kriterjum upravljanjaUkupni troškovi transporta

Cilj:Minimizacija

Ograničavajući faktori p.o.

Količina robepotrebna odredištima

11 1 1 1... ...i mx x x b+ + + + =

1 ... ...j ij mj jx x x b+ + + + =

1 ... ...n in mn nx x x b+ + + + =

11, ..., ,..., 0ij mnx x x ≥

Page 17: OPERACIONA ISTRAŽIVANJA › 2020 › ... · Transportni problem (TP) Model TP se primenjuje u situacijama kada je potrebno transportovati robu iz veceg broja ishodišta (npr. skladišta)

Zatvoreni transportni problem (ZTP)

Broj ograničenja: m+n

Broj promenljivih: m*n

17

1 1 1

1 1 1

,

,

m n m

ij ii j i

n m n

ij jj i j

x a

x b

= = =

= = =

=

=

∑∑ ∑

∑∑ ∑

11 11(min) ( ) ij ij mn mnf x c x c x c x= + + + +

11 1 1 1... ...j nx x x a+ + + + =

1 ... ...i ij in ix x x a+ + + + =

1 ... ...m mj mn mx x x a+ + + + =

11 1 1 1... ...i mx x x b+ + + + =

1 ... ...j ij mj jx x x b+ + + + =

1 ... ...n in mn nx x x b+ + + + =

11, ..., ,..., 0ij mnx x x ≥

Page 18: OPERACIONA ISTRAŽIVANJA › 2020 › ... · Transportni problem (TP) Model TP se primenjuje u situacijama kada je potrebno transportovati robu iz veceg broja ishodišta (npr. skladišta)

Osobina MM ZTP

Nezavisnost ogranicenjaMatematicki model ZTP ima m + n ogranicenja, ali jedno od njih je linearno zavisno od ostalih,

tako da MM ZTP može imati najviše m+n-1 linearnonezavisnih ogranicenja.

drugim recima, matrica A ekvivalentnog linearnogproblema može imati rang najviše m+n-1.

Posledica: problem ZTP ima m+n-1 baznih promenljivih u svakombaznom rešenju.

18

Page 19: OPERACIONA ISTRAŽIVANJA › 2020 › ... · Transportni problem (TP) Model TP se primenjuje u situacijama kada je potrebno transportovati robu iz veceg broja ishodišta (npr. skladišta)

Rešavanje TP19

Page 20: OPERACIONA ISTRAŽIVANJA › 2020 › ... · Transportni problem (TP) Model TP se primenjuje u situacijama kada je potrebno transportovati robu iz veceg broja ishodišta (npr. skladišta)

Rešavanje TP

Osnovni koraci algoritma za rešavanje TP:1. Inicijalizacija: naci pocetno bazno dopustivo rešenje. Ovo

rešenje se smatra tekucim.

2. Test optimalnosti: da li je tekuce bazno rešenje optimalno?Ako jeste, KRAJ.

3. Nalaženje „boljeg” rešenja: naći susedno bazno dopustivorešenje za koje je vrednost funkcije cilja manja i usvojiti gakao tekuce rešenje.Vratiti se na korak 2.

20

Page 21: OPERACIONA ISTRAŽIVANJA › 2020 › ... · Transportni problem (TP) Model TP se primenjuje u situacijama kada je potrebno transportovati robu iz veceg broja ishodišta (npr. skladišta)

Rešavanje TP

Za razliku od LP gde, po upotrebljivosti i rasprostranjenosti, simpleks metoda dominira nadostalim algoritmima i rešava zadatak LP od pocetka do kraja, kod TP postoji veci broj približno efikasnih procedura koje su specijalzovane zaodređeni deo algoritma.

21

Page 22: OPERACIONA ISTRAŽIVANJA › 2020 › ... · Transportni problem (TP) Model TP se primenjuje u situacijama kada je potrebno transportovati robu iz veceg broja ishodišta (npr. skladišta)

Rešavanje TP

Metode za dobijanje pocetnog baznog dopustivnog rešenja

1. Metoda „severozapadnog ugla”;2. Metoda najmanjeg elementa u matrici cena;3. Vogelova aproksimativna metoda.

22

Page 23: OPERACIONA ISTRAŽIVANJA › 2020 › ... · Transportni problem (TP) Model TP se primenjuje u situacijama kada je potrebno transportovati robu iz veceg broja ishodišta (npr. skladišta)

Metoda „severozapadnog ugla”

Bazne promenljive se određuju „redom” po glavnoj dijagonalimatrice cena pocevši od gornjeg levog (severozapadnogugla).

Algoritam (formalno):Za svaki red i (iduci odozgo na dole):

1. U gornju levu celiju rasporediti maksimalno mogucu kolicinu robe izposmatranog ishodišta (vrednost bazne promenljive xij=max(ai,bj))

2. Izračunti preostale količine u ishodištima (ai= ai-xij)3. Izračunti preostale količine u odredištima(bj= bj-xij)4. Ako je preostalo robe u posmatranom ishodištu, preci na sledecu celiju desno

od nje i ponoviti korake od 1-3., u suprotnom preći na sledeći red (i+1).

Ova metoda ne vodi racuna o kvalitetu dobijenog rešenja

23

Page 24: OPERACIONA ISTRAŽIVANJA › 2020 › ... · Transportni problem (TP) Model TP se primenjuje u situacijama kada je potrebno transportovati robu iz veceg broja ishodišta (npr. skladišta)

Metoda „severozapadnog ugla” Primer

Iteraija i=124

ProdavniceMagacini

(B1) B. Brdo (B2) Dorcol (B3) Slavija raspoloživo

(A1) Borca c11=14x11=min(100,150)

c12=12 c13=15 a1=100

(A2) Kneževac c21=8 c22=11 c23=12 a2=100

(A3) Palilula c31=9 c32=5 c33=8 a3=100

(A4) Zvezdara c41=9 c42=11 c43=12 a4=100

Potrebno b1= 150 b2=200 b3=50 Σ=400

Page 25: OPERACIONA ISTRAŽIVANJA › 2020 › ... · Transportni problem (TP) Model TP se primenjuje u situacijama kada je potrebno transportovati robu iz veceg broja ishodišta (npr. skladišta)

Metoda „severozapadnog ugla” Primer

Iteraija i=125

ProdavniceMagacini

(B1) B. Brdo (B2) Dorcol (B3) Slavija raspoloživo

(A1) Borca c11=14x11=min(100,150)

c12=12 c13=15 a1=100a1=100-x11=100-100=0

(A2) Kneževac c21=8 c22=11 c23=12 a2=100

(A3) Palilula c31=9 c32=5 c33=8 a3=100

(A4) Zvezdara c41=9 c42=11 c43=12 a4=100

Potrebno b1= 150b1=150-x11=150-100=50

b2=200 b3=50 Σ=400

Page 26: OPERACIONA ISTRAŽIVANJA › 2020 › ... · Transportni problem (TP) Model TP se primenjuje u situacijama kada je potrebno transportovati robu iz veceg broja ishodišta (npr. skladišta)

Metoda „severozapadnog ugla” Primer

Iteraija i=126

ProdavniceMagacini

(B1) B. Brdo (B2) Dorcol (B3) Slavija raspoloživo

(A1) Borca c11=14x11=min(100,150)

c12=12 c13=15 a1=0

(A2) Kneževac c21=8 c22=11 c23=12 a2=100

(A3) Palilula c31=9 c32=5 c33=8 a3=100

(A4) Zvezdara c41=9 c42=11 c43=12 a4=100

Potrebno b1= 50 b2=200 b3=50 Σ=400

Celokupna količina robe iz Borče je transportovana!⇒preći na sledeći red

Page 27: OPERACIONA ISTRAŽIVANJA › 2020 › ... · Transportni problem (TP) Model TP se primenjuje u situacijama kada je potrebno transportovati robu iz veceg broja ishodišta (npr. skladišta)

Metoda „severozapadnog ugla” Primer

Iteraija i=227

ProdavniceMagacini

(B1) B. Brdo (B2) Dorcol (B3) Slavija raspoloživo

(A1) Borca c11=14x11=100

c12=12 c13=15 a1=0

(A2) Kneževac c21=8x21=min(100,50)

c22=11 c23=12 a2=100a2= 100-x21= 100-50=50

(A3) Palilula c31=9 c32=5 c33=8 a3=100

(A4) Zvezdara c41=9 c42=11 c43=12 a4=100

Potrebno b1=50

b1=150-x11=50-0=0

b2=200 b3=50 Σ=400

Celokupna tražena količina robe u odredište B. Brdo je transportovana, ali je ostalo robe u Kneževcu!

⇒preći na sledeću ćeliju u istom redu

Page 28: OPERACIONA ISTRAŽIVANJA › 2020 › ... · Transportni problem (TP) Model TP se primenjuje u situacijama kada je potrebno transportovati robu iz veceg broja ishodišta (npr. skladišta)

Metoda „severozapadnog ugla” Primer

Iteraija i=228

ProdavniceMagacini

(B1) B. Brdo (B2) Dorcol (B3) Slavija raspoloživo

(A1) Borca c11=14x11=100

c12=12 c13=15 a1=0

(A2) Kneževac c21=8x21=50

c22=11x22=min(50,200)

c23=12 a2=50a2= 50-x22= 50-50=0

(A3) Palilula c31=9 c32=5 c33=8 a3=100

(A4) Zvezdara c41=9 c42=11 c43=12 a4=100

Potrebno b1=0 b2=200b2=200-x22=200-50=150

b3=50 Σ=400

Celokupna količina robe iz Kneževca je transportovana!⇒preći na sledeći red

Page 29: OPERACIONA ISTRAŽIVANJA › 2020 › ... · Transportni problem (TP) Model TP se primenjuje u situacijama kada je potrebno transportovati robu iz veceg broja ishodišta (npr. skladišta)

Metoda „severozapadnog ugla” Primer

Iteraija i=329

ProdavniceMagacini

(B1) B. Brdo (B2) Dorcol (B3) Slavija raspoloživo

(A1) Borca c11=14x11=100

c12=12 c13=15 a1=0

(A2) Kneževac c21=8x21=50

c22=11x22=50

c23=12 a2=0

(A3) Palilula c31=9 c32=5x32=min(100,150)

c33=8 a3=100a3= 100-x32= 100-100=0

(A4) Zvezdara c41=9 c42=11 c43=12 a4=100

Potrebno b1=0 b2=150b2=150-x32=150-100=50

b3=50 Σ=400

Celokupna količina robe iz ishodišta Palilula je transportovana!⇒preći na sledeći red

Page 30: OPERACIONA ISTRAŽIVANJA › 2020 › ... · Transportni problem (TP) Model TP se primenjuje u situacijama kada je potrebno transportovati robu iz veceg broja ishodišta (npr. skladišta)

Metoda „severozapadnog ugla” Primer

Iteraija i=330

ProdavniceMagacini

(B1) B. Brdo (B2) Dorcol (B3) Slavija raspoloživo

(A1) Borca c11=14x11=100

c12=12 c13=15 a1=0

(A2) Kneževac c21=8x21=50

c22=11x22=50

c23=12 a2=0

(A3) Palilula c31=9 c32=5x32=100

c33=8 a3=0

(A4) Zvezdara c41=9 c42=11x42=min(100,50)

c43=12 a4=100a4=100-x42=100-50=50

Potrebno b1=0 b2=50b2=50-x42=50-50=0

b3=50 Σ=400

Celokupna količina robe je transportovana u odredište Dorćol, a celokupna količina robe iz ishodišta Zvezdara nije transportovana!

⇒preći na sledeće polje

Page 31: OPERACIONA ISTRAŽIVANJA › 2020 › ... · Transportni problem (TP) Model TP se primenjuje u situacijama kada je potrebno transportovati robu iz veceg broja ishodišta (npr. skladišta)

Metoda „severozapadnog ugla” Primer

Iteraija i=331

ProdavniceMagacini

(B1) B. Brdo (B2) Dorcol (B3) Slavija raspoloživo

(A1) Borca c11=14x11=100

c12=12 c13=15 a1=0

(A2) Kneževac c21=8x21=50

c22=11x22=50

c23=12 a2=0

(A3) Palilula c31=9 c32=5x32=100

c33=8 a3=0

(A4) Zvezdara c41=9 c42=11x42=50

c43=12x43=min(50,50)

a4=50a4=50-x43=50-50=0

Potrebno b1=0 b2=0 b3=50b3=50-x43=50-50=0

Σ=400

Celokupna količina robe je transportovana u odredište Slavija, a celokupna količina robe iz ishodišta Zvezdara je transportovana!

⇒početni plan je određen

Page 32: OPERACIONA ISTRAŽIVANJA › 2020 › ... · Transportni problem (TP) Model TP se primenjuje u situacijama kada je potrebno transportovati robu iz veceg broja ishodišta (npr. skladišta)

Metoda „severozapadnog ugla” Primer

Početno rešenje32

ProdavniceMagacini

(B1) B. Brdo (B2) Dorcol (B3) Slavija raspoloživo

(A1) Borca c11=14x11=100

c12=12 c13=15 a1=100

(A2) Kneževac c21=8x21=50

c22=11x22=50

c23=12 a2=100

(A3) Palilula c31=9 c32=5x32=100

c33=8 a3=100

(A4) Zvezdara c41=9 c42=11x42=50

c43=12x43=50

a4=100

Potrebno b1=150 b2=200 b2=50 Σ=400

Početno rešenje-bazne promenljive: XB0={x11

0, x210, x22

0, x320, x42

0, x430}=(100, 50, 50, 100, 50, 50)

Vrednost funkcije cilja: f(X0)=c11*x110+c21*x21

0+c22*x220+c32* x32

0+c42* x420+c43* x43

0=f(X0)=14*100+8*50+11*50+5*100+11*50+12*50=4000

Page 33: OPERACIONA ISTRAŽIVANJA › 2020 › ... · Transportni problem (TP) Model TP se primenjuje u situacijama kada je potrebno transportovati robu iz veceg broja ishodišta (npr. skladišta)

Metoda najmanjeg elementa u matrici cena Ova metoda uzima u obzir kvalitet rešenja koristeci princip proždrljivosti

(greedy).

Algoritam:

1. Naci se polje (i, j) sa najmanjom vrednošcu cij. Promenljivoj xij se dodeljuje vrednost min(ai,bj).

2. Ako je ai≤ bj tada se izvrše sledece privremene transformacije: ai = 0,

bj = bj - ai , cij = ∝, ∀j=1,..., n

3. Ako je ai ≥ bj tada se izvrše sledece privremene transformacije: bj = 0,

aj = ai - bj , cij = ∝, ∀i=1,..., m

4. Koraci 1-3 se ponavljaju sve dok se ne rasporedi sva kolicina robe.

33

Page 34: OPERACIONA ISTRAŽIVANJA › 2020 › ... · Transportni problem (TP) Model TP se primenjuje u situacijama kada je potrebno transportovati robu iz veceg broja ishodišta (npr. skladišta)

Metoda najmanjeg elementa u matrici cenaPrimer

Iteraija i=1 1. min {cij}=c32=5 ⇒ x32=min(200,100)=100

2. a3=100<b3=200 ⇒ a3=0, b2=200-100=100

34

ProdavniceMagacini

(B1) B. Brdo (B2) Dorcol (B3) Slavija raspoloživo

(A1) Borca c11=14 c12=12 c13=15 a1=100

(A2) Kneževac c21=8 c22=11 c23=12 a2=100

(A3) Palilula c31=9 c31=∞ c32=5 c32=∞x32=min(200,100)

c33=8 c33=∞ a3=100a3=0

(A4) Zvezdara c41=9 c42=11 c43=12 a4=100

Potrebno b1= 150 b2=200b2=100

b3=50 Σ=400

Page 35: OPERACIONA ISTRAŽIVANJA › 2020 › ... · Transportni problem (TP) Model TP se primenjuje u situacijama kada je potrebno transportovati robu iz veceg broja ishodišta (npr. skladišta)

Metoda najmanjeg elementa u matrici cenaPrimer

Iteraija i=21. min {cij}=c21 =8 ⇒ x21=min(150,100)=100

2. a2=100<b1=150 ⇒ a2=0, b1=150-100=50

35

ProdavniceMagacini

(B1) B. Brdo (B2) Dorcol (B3) Slavija raspoloživo

(A1) Borca c11=14 c12=12 c13=15 a1=100

(A2) Kneževac c21=8 c21=∞x21=100

c22=11 c22=∞ c23=12 c23=∞ a2=100a2=0

(A3) Palilula c31=∞ c32=∞x32=100

c33=∞ a3=0

(A4) Zvezdara c41=9 c42=11 c43=12 a4=100

Potrebno b1= 150b2=50

b2=100 b3=50 Σ=400

Page 36: OPERACIONA ISTRAŽIVANJA › 2020 › ... · Transportni problem (TP) Model TP se primenjuje u situacijama kada je potrebno transportovati robu iz veceg broja ishodišta (npr. skladišta)

Metoda najmanjeg elementa u matrici cenaPrimer

Iteraija i=31. min {cij}=c41 =9 ⇒ x41=min(100,50)=50

2. b1=50<a4=100 ⇒ b1=0, a4=100-50=50

36

ProdavniceMagacini

(B1) B. Brdo (B2) Dorcol (B3) Slavija raspoloživo

(A1) Borca c11=14 c11=∞ c12=12 c13=15 a1=100

(A2) Kneževac c21=∞x21=100

c22=∞ c23=∞ a2=0

(A3) Palilula c31=∞ c32=∞x32=100

c33=∞ a3=0

(A4) Zvezdara c41=9 c41=∞x41=50

c42=11 c43=12 a4=100a4=50

Potrebno b1=50b1=0

b2=100 b3=50 Σ=400

Page 37: OPERACIONA ISTRAŽIVANJA › 2020 › ... · Transportni problem (TP) Model TP se primenjuje u situacijama kada je potrebno transportovati robu iz veceg broja ishodišta (npr. skladišta)

Metoda najmanjeg elementa u matrici cenaPrimer

Iteraija i=31. min {cij}=c42 =11 ⇒ x42=min(100,50)=50

2. a4=50<b1=100 ⇒ b1=0, a4=100-50=50

37

ProdavniceMagacini

(B1) B. Brdo (B2) Dorcol (B3) Slavija raspoloživo

(A1) Borca c11=∞ c12=12 c13=15 a1=100

(A2) Kneževac c21=∞x21=100

c22=∞ c23=∞ a2=0

(A3) Palilula c31=∞ c32=∞x32=100

c33=∞ a3=0

(A4) Zvezdara c41=∞x41=50

c42=11 c42=∞x42=50

c43=12 c43=∞ a4=50a4=0

Potrebno b1=0 b2=100b2=50

b3=50 Σ=400

Page 38: OPERACIONA ISTRAŽIVANJA › 2020 › ... · Transportni problem (TP) Model TP se primenjuje u situacijama kada je potrebno transportovati robu iz veceg broja ishodišta (npr. skladišta)

Metoda najmanjeg elementa u matrici cenaPrimer

Iteraija i=31. min {cij}=c12 =12 ⇒ x12=min(100,50)=50

2. b2=50<a4=100 ⇒ b2=0, a1=100-50=50 ⇒ x13=50

38

ProdavniceMagacini

(B1) B. Brdo (B2) Dorcol (B3) Slavija raspoloživo

(A1) Borca c11=∞ c12=12x12=50

c13=15x13=50

a1=100

(A2) Kneževac c21=∞x21=100

c22=∞ c23=∞ a2=0

(A3) Palilula c31=∞ c32=∞x32=100

c33=∞ a3=0

(A4) Zvezdara c41=∞x41=50

c42=∞x42=50

c43=∞ a4=0

Potrebno b1=0 b2=50 b3=50 Σ=400

Page 39: OPERACIONA ISTRAŽIVANJA › 2020 › ... · Transportni problem (TP) Model TP se primenjuje u situacijama kada je potrebno transportovati robu iz veceg broja ishodišta (npr. skladišta)

Metoda najmanjeg elementa u matrici cenaPrimer

Početno rešenje39

ProdavniceMagacini

(B1) B. Brdo (B2) Dorcol (B3) Slavija raspoloživo

(A1) Borca c11=14 c12=12x12=50

c13=15x13=50

a1=100

(A2) Kneževac c21=8x21=100

c22=11 c23=12 a2=100

(A3) Palilula c31=9 c32=5x32=100

c33=8 a3=100

(A4) Zvezdara c41=9x41=50

c42=11x42=50

c43=12 a4=100

Potrebno b1=150 b2=200 b2=50 Σ=400

Početno rešenje-bazne promenljive: XB0={x12

0, x130, x21

0, x320, x41

0, x420}=(50, 50, 100, 100, 50, 50)

Vrednost funkcije cilja: f(X0)=c12*x120+c13*x13

0+c21*x210+c32* x32

0+c41* x410+c42* x42

0=f(X0)=12*50+15*50+8*100+5*100+9*50+11*50=3650

Page 40: OPERACIONA ISTRAŽIVANJA › 2020 › ... · Transportni problem (TP) Model TP se primenjuje u situacijama kada je potrebno transportovati robu iz veceg broja ishodišta (npr. skladišta)

Vogelova aproksimativna metoda

Ova metoda uzima u obzir kvalitet rešenja koristeci princip gledanja unapred (look ahead).

Algoritam:1. Za svaki red i za svaku kolonu izracunati razliku između dva najmanja

elementa u matrici cena.

2. Izabrati red ili kolonu za koju je ova razlika najveca i u polje (i, j) koje ima namanju vrednost u tom redu ili kolonu dodeliti vrednost min{ai, bj}.

3. Ako je ai ≤ bj tada red i iskljuciti iz daljeg razmatranja i ažurirati razlike između dva najmanja elementa za svaku kolonu.

4. Ako je ai ≥bj tada kolonu j iskljuciti iz daljeg razmatranja i ažurirati razlike između dva najmanja elementa za svaki red.

5. Koraci 2-4 se ponavljaju sve dok se ne rasporedi sva kolicina robe.

40

Page 41: OPERACIONA ISTRAŽIVANJA › 2020 › ... · Transportni problem (TP) Model TP se primenjuje u situacijama kada je potrebno transportovati robu iz veceg broja ishodišta (npr. skladišta)

Vogelova aproksimativna metodaPrimer

Iteraija 1

41

ProdavniceMagacini

(B1) B. Brdob1= 150

(B2) Dorcolb2=200 b2=100

(B3) Slavijab3=50

Razlika reda (RR)

(A1) Borcaa1=100

c11=14 c12=12 c13=15 14-12=2

(A2) Kneževaca2=100

c21=8 c22=11 c23=12 11-8=3

(A3) Palilulaa3=100 a3=0

c31=9 c32=5x32=100

c33=8 8-5=3

(A4) Zvezdaraa4=100

c41=9 c42=11 c43=12 11-9=2

Razlika kolone(RK)

9-8=1 11-5=6 12-8=4 max rezlika=6

1. max razlika = 6 ⇒ bazna promenlijiva će biti u drugoj koloni (j=2)2. min{ci2}=c32 =5 ⇒ x32=min(100,100)=100

3. a3=100<b2=100 ⇒ a3=0, b2=200-100=100

Page 42: OPERACIONA ISTRAŽIVANJA › 2020 › ... · Transportni problem (TP) Model TP se primenjuje u situacijama kada je potrebno transportovati robu iz veceg broja ishodišta (npr. skladišta)

Vogelova aproksimativna metodaPrimer

Iteraija 2

42

ProdavniceMagacini

(B1) B. Brdob1= 150 b1= 50

(B2) Dorcolb2=200 b2=100

(B3) Slavijab3=50

Razlika reda (RR)

(A1) Borcaa1=100

c11=14 c12=12 c13=15 14-12=2, 15-14=1

(A2) Kneževaca2=100 a2=0

c21=8x21=100

c22=11 c23=12 11-8=3, 12-8=4

(A3) Palilulaa3=100 a3=0

c31=9 c32=5x32=100

c33=8 8-5=3

(A4) Zvezdaraa4=100

c41=9 c42=11 c43=12 11-9=2, 12-9=3

Razlika kolone(RK)

9-8=1 11-5=6 12-11=1 12-8=4 12-12=0 max rezlika=4

1. max razlika = 4 ⇒ bazna promenlijiva će biti u drugom redu (i=2)2. min{c2j}=c21 =8 ⇒ x21=min(100,150)=100

3. a2=100<b1=150 ⇒ a2=0, b1=150-100=50

Page 43: OPERACIONA ISTRAŽIVANJA › 2020 › ... · Transportni problem (TP) Model TP se primenjuje u situacijama kada je potrebno transportovati robu iz veceg broja ishodišta (npr. skladišta)

Metoda najmanjeg elementa u matrici cenaPrimer

Iteraija 3

43

ProdavniceMagacini

(B1) B. Brdob1= 150 b1= 50 b1= 0

(B2) Dorcolb2=200 b2=100

(B3) Slavijab3=50

Razlika reda (RR)

(A1) Borcaa1=100

c11=14 c12=12 c13=15 14-12=2, 15-14=1

(A2) Kneževaca2=100 a2=0

c21=8x21=100

c22=11 c23=12 11-8=3, 12-8=4

(A3) Palilulaa3=100 a3=0

c31=9 c32=5x32=100

c33=8 8-5=3

(A4) Zvezdaraa4=100 a4=50

c41=9x41=50

c42=11 c43=12 11-9=2, 12-9=3

Razlika kolone(RK)

9-8=1, 14-9=5, 11-5=6 12-11=1 12-8=4 12-12=015-12=3,

max rezlika=6

1. max razlika = 5 ⇒ bazna promenlijiva će biti u prvoj koloni (j=1)2. min{ci1}=c41 =9 ⇒ x41=min(50,100)=50

3. b1=50< a4=100 ⇒ b1=50, a4=100-50=50

Page 44: OPERACIONA ISTRAŽIVANJA › 2020 › ... · Transportni problem (TP) Model TP se primenjuje u situacijama kada je potrebno transportovati robu iz veceg broja ishodišta (npr. skladišta)

Metoda najmanjeg elementa u matrici cenaPrimer

Iteraija 4

44

ProdavniceMagacini

(B1) B. Brdob1= 150 b1= 50 b1= 0

(B2) Dorcolb2=200 b2=100

(B3) Slavijab3=50 b3=0

Razlika reda (RR)

(A1) Borcaa1=100

c11=14 c12=12x12=100

c13=15 14-12=2, 15-14=1

(A2) Kneževaca2=100 a2=0

c21=8x21=100

c22=11 c23=12 11-8=3, 12-8=4

(A3) Palilulaa3=100 a3=0

c31=9 c32=5x32=100

c33=8 8-5=3

(A4) Zvezdaraa4=100 a4=50a4=0

c41=9x41=50

c42=11 c43=12x43=50

11-9=2, 12-9=3

Razlika kolone(RK)

9-8=1, 14-9=5, 11-5=6 12-11=1 12-8=4 12-12=015-12=3,

max rezlika=6

1. max razlika = 3 ⇒ bazna promenlijiva će biti u trećoj koloni (j=3)2. min{ci3}=c43 =12 ⇒ x43=min(50, 50)=50

3. b3=50= a4=50 ⇒ b3=0, a4=0 ⇒ x12=100

Page 45: OPERACIONA ISTRAŽIVANJA › 2020 › ... · Transportni problem (TP) Model TP se primenjuje u situacijama kada je potrebno transportovati robu iz veceg broja ishodišta (npr. skladišta)

Metoda „severozapadnog ugla” Primer

Početno rešenje45

ProdavniceMagacini

(B1) B. Brdo (B2) Dorcol (B3) Slavija raspoloživo

(A1) Borca c11=14 c12=12x12=100

c13=15 a1=100

(A2) Kneževac c21=8x21=100

c22=11 c23=12 a2=100

(A3) Palilula c31=9 c32=5x32=100

c33=8 a3=100

(A4) Zvezdara c41=9x41=50

c42=11 c43=12x43=50

a4=100

Potrebno b1=150 b2=200 b2=50 Σ=400

Početno rešenje-bazne promenljive: XB0={x12

0, x210, x32

0, x410, x43

0}=(100, 100, 100, 50, 50)

Vrednost funkcije cilja: f(X0)=c12*x120+c21*x21

0+c32* x320+c41* x41

0+c43* x430=

f(X0)=12*100+8*100+5*100+9*50+12*50=3550

Page 46: OPERACIONA ISTRAŽIVANJA › 2020 › ... · Transportni problem (TP) Model TP se primenjuje u situacijama kada je potrebno transportovati robu iz veceg broja ishodišta (npr. skladišta)

Metode za određivanjepočetnog rešenja

Metode za dobijanje pocetnog baznog dopustivnog rešenja

46

Metoda Vrednost f-je cilja Izbor

Metoda „severozapadnog ugla” fsu(X0)=4000

Metoda najmanjeg elementa u matrici cena fne (X0)=3650

Vogelova aproksimativna metoda. fvog (X0)=3550 √

fsu≥fne≥fvog

Eksperimentalno je utvrđeno da Vogelova aproksimativna metoda daje najmenju vrednos f-je cilja tj. pronalazi početo bazno rešenje koje je najbliže optimalnom!

Page 47: OPERACIONA ISTRAŽIVANJA › 2020 › ... · Transportni problem (TP) Model TP se primenjuje u situacijama kada je potrebno transportovati robu iz veceg broja ishodišta (npr. skladišta)

Pitanja

Transporni problem: cilj i zadatak? Zatvoreni trasnportni problem: pretpostavke? Matematički model ZTP? Metode za dobijanje početnog rešenja? Metoda severozapadno ugla (osnovni koraci) Metoda najmanjih troškova (osnovni koraci) Vogelova aproksimativna metoda (osnovni koraci)

47

Page 48: OPERACIONA ISTRAŽIVANJA › 2020 › ... · Transportni problem (TP) Model TP se primenjuje u situacijama kada je potrebno transportovati robu iz veceg broja ishodišta (npr. skladišta)

48

Hvala na pažnji