Anar al contingut

Problema de transport

De L'Enciclopèdia, la wikipedia en valencià

Un problema de transport[1] és, en matemàtiques i economia, un cas particular de problema de programació llineal en el qual es deu minimisar el cost de l'abastiment a una série de punts de demanda a partir d'un grup de punts d'oferta —possiblement de distint número—, tenint en conte els distints preus d'enviament de cada punt d'oferta a cada punt de demanda.

Plantejament

[editar | editar còdic]

Es disponen n punts d'oferta o factories en una producció determinada (representada per mig d'un vector, F) i m punts de demanda o mercats de demanda determinada (vector M):

Fn;F=(F1,F2,F3,,Fn)
Mm;M=(M1,M2,M3,,Mm)

Ademés es dispon com a senya d'una matriu de preus, C, de manera que Cij és el preu d'enviament per unitat des de la factoria Fi al mercat Mj:

Cn×m()

L'objectiu és calcular una nova matriu, X, de manera que Xij siga el número d'unitats que s'envien de la factoria Fi al mercat Mj.

Xn×m()

En estes senyes podem formular les condicions que s'han de complir:

i=1nXijMjj/1jm
j=1mXijFii/1in
Xij0(i,j;1in;1jm)

El preu total a pagar pel transport, CT, que s'ha de minimisar, es determinarà per la suma dels productes del preu de cada unitat pel cost d'enviament per unitat de cada fàbrica a cada mercat:

CT=i=1nj=1mXijCij
minCT

Problemes equilibrats[2]

[editar | editar còdic]

Es diu que el problema està equilibrat quan es complix que:

i=1nFi=j=1mMj

(o, abreviadament, F=M, és dir, l'oferta total és igual a la demanda total).

En cas que F>M (Oferta total siga major a la demanda total) s'incorporaria un centre de consum adicional al problema, el centre de consum artificial, Ma, de manera que la seua demanda siga l'excedent ( Ma=FM) i el cost d'enviament a este mercat siga nul:

Cia=0i/1in.

En cas que F<M (Demanda total major a l'oferta total) s'incorporaria una factoria adicional al problema, la factoria artificial, Mb, de manera que la seua oferta siga l'excedent (Mb=MF ) i el cost d'enviament d'esta factoria siga nul:

Cbj=0j/1jm.

Representació Gràfica del Problema de Transport

[editar | editar còdic]

Es mostra la presentació gràfica del problema de transport a on:

Problema de Transport
Representació Gràfica del Problema de Transport
  • Nodos: Factories i Mercats. A cada nodo se li associa una restricció en la seua oferta Fi i demanda Mj.
  • Arcs: Ruta a seguir per a transportar les mercaderies. A cada arc se li associa una variable de decisió Xi,j.

Taula de Transport

[editar | editar còdic]

L'estructura del problema de transport permet una representació compacta del problema utilisant el format de taula de transport com es mostra a continuació.[3]

Mercat 1 Mercat 2 Mercat j Mercat m
Factoria 1 cost(1, 1) cost(1, 2) ... cost (1, j) ... cost(1, m) Oferix 1 (F1)
Factoria 2 cost(2,1) cost(2,2) ... cost (2, j) ... cost(2, m) Oferix 2 (F2)
... ... ... ... ... ... ... ...
Factoria i cost (i,1) cost (i,2) ... cost(i,j) ... cost(i,m) Oferix i (Fi)
... ... ... ... ... ... ... ...
Factoria n cost(n, 1) cost(n,2) ... ... ... cost(n, m) Oferix n (Fn)
Demanda 1 (M1) Demanda 2 (M2) ... Demanda j (Mj) Demanda m (Mm)

cal mencionar que els costs deuen ser colocats en el cantó superior dret.

Comparació entre els plantejaments

[editar | editar còdic]

Entre cada representació existix una equivalència que es menciona a continuació:

Model de Programació Llineal Gràfica Taula de Transport Número
Restricció Nodo Rengló (oferta) o columna (demanda) n+m
Variable Xi,j Arc Casella nm

Solució del Problema de Transport

[editar | editar còdic]

El problema de transport pot ser resolt de les següents formes:

  • Método Simplex: El problema de transport pot ser resolt plantejant el model de programació llineal i utilisar ya siga el método de la gran M o el método de les dos fases (métodos variants del método simplex).
  • Tècnica de Transport: Consta dels mateixos passos del método simplex no obstant és una tècnica específica de solució.

Per a que un problema de transport puga ser resolt a través de la tècnica de transport deu complir en les característiques:

  • Ser un problema equilibrat (l'oferta total i la demanda total deuen ser igual).
  • Contar en n+m1 variables bàsiques, sent n els punts de demanda i m els punts d'oferta.

Tècnica de Transport

[editar | editar còdic]

Per a aplicar la tècnica de transport s'utilisa la taula de transport equilibrada. Els passos són els mateixos del método simplex, els quals contemplen:

  • Establir solució bàsica factible inicial:

Existixen varis métodos per a fer açò: Noreste i les seues variacions(Suroest, Suroest, etc), i Cost mínim o el método de Vogel:[3] En qualsevol d'estos métodos es deu obtindre una solució que contemple n+m1 variables bàsiques.

  • Definir la variable d'entrada:

Per a trobar la variable d'entrada s'utilisarà els criteris ya establits del método simplex per a un cas minimisat. I es trobarà la variable utilisant el método de multiplicadors o método d'o-v. Dit método utilisa el model dual del model de programació llineal. El método calcula els valors de les variables duals ui i vj (cada rengló tindrà un ui i cada columna tindrà un vj). Estos multiplicadors s'obtenen de les equacions: ui+vj=ci,j per a cada variable bàsica xi,j

En total es tindran n+m-1 equacions i m+n multiplicadors. És necessari utilisar un valor arbitrari per a un d'ells i d'ahí trobar els demés valors dels multiplicadors.

Per a trobar el zjcj de les variables no bàsiques s'utilisa la relació:

Suponga que xs,r és la variable no bàsica, llavors es calcula en us+vrcs,r.

Si en calcular estos valors algun és positiu, s'elegix al valor més gran de el zjcj com la variable d'entrada. En el cas de que tots siguen zjcj<0, llavors la solució actual és l'òptima.

  • Establir la variable d'eixida

Per a identificar la variable d'eixida serà necessari construir un circuit. Els circuits es construïxen a partir de la solució bàsica factible. Un circuit deu contindre únicament variables bàsiques en excepció de la variable d'entrada. Suponga un eixemple en la següent taula en 3 factories i 4 mercats, en este cas es tindran 6 variables bàsiques (3+4-1) i una possible solució inicial podria ser (es posa B per a indicar que és variable bàsica):

Mercat 1 Mercat 2 Mercat 3 Mercat 4
Factoria 1 B B
Factoria 2 B B B
Factoria 3 B

Suponga que la variable entrada és la casella (3,1), esta variable deurà prendre un valor de +ν, açò ocasiona un reajustament de les demés caselles bàsiques, l'anàlisis es realisa per columna i per rengló, per tant el reajustament serà:

Mercat 1 Mercat 2 Mercat 3 Mercat 4
Factoria 1 Bν B+ν
Factoria 2 Bν B B+ν
Factoria 3 +ν Bν

Per a determinar el valor de la variable d'entrada xi,j i establir la variable d'eixida:

xi,j=min{Xp,q/Xp,qν Xp,qba´sica}

En este cas el valor de la variable d'entrada ν es troba en els valors de les caselles (1,1), (2,2) i (3,4) d'estos s'elegix el valor més chicotet (esta casella serà la variable d'eixida). Una volta que es tinga el valor ν es fa les sumes i les restes de les demés caselles del circuit. Es retorna al pas de la variable d'entrada.

Vore també

[editar | editar còdic]

Referències

[editar | editar còdic]
  1. Conferència: International Conference on Numerical Analysis and Applied Mathematics (ICNAAM) Ubicació: Rhodes, GREECE Data: SEP 22-28, 2014 PROCEEDINGS OF THE INTERNATIONAL CONFERENCE OF NUMERICAL ANALYSIS AND APPLIED MATHEMATICS 2014 (ICNAAM-2014) Colecció: AIP Conference Proceedings Volum: 1648 Número d'artícul: UNSP 720008 Data de publicació: 2015
  2. Winston, Wayne L. (2005). «Problema de Transport, assignació i transbordo», Quarta edició (ed.). Investigació d'Operacions Aplicacions i Algoritmes (en espanyol), Mèxic: Thomson, p. 363. ISBN 970-686-362-1.
  3. 3,0 3,1 Taha, Hamdy A. (2012). «Modele de Transport i les seues variants», Novena edició (ed.). Investigació d'Operacions (en Espanyol), Mèxic: Pearson, p. 190. ISBN 978-607-32-0797-3.

Bibliografia

[editar | editar còdic]
  • Hillier, F. S., Lieberman, G. J., & Elmer, M. M. (2006). Introducció a l'Investigació d'Operacions. Mèxic, D.F.: McGraw-Hill.
  • Taha, H. A. (2011). Operations research: An introduction. Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall.
  • Winston, W. L., & Goldberg, J. B. (2004). Investigació d'Operacions: Aplicacions i algoritmes. Austràlia: Thomson.


Referències

[editar | editar còdic]