Планирование и распределение ресурсов

 

 

1. В качестве параметра, характеризующего состояние управляемой системы выберем условную оптимальную эффективность цеха на каждом шаге , где - номер шага, - количество ресурса, выделяемого на данном шаге.
2. Разделим операцию на шаги, считая за первый шаг выделение цеха 1, за второй – цех 2, за третий – цех 3, за четвертый – цех 4.
3. Начнем процесс выделения ресурсов для цеха с последнего шага 4, то есть будем выделять ресурсы для 4 цеха.
1. Решаем методом обратной прогонки.

        4 шаг:

                                      

 

 

 

     3 шаг:

На данном шаге будем  определять условное оптимальное управление (помечать будем символом *), при выделении определенного количества ресурсов для цеха:

                                    

 

                                    

 

                                    

 

                                    

 

                                    

 

                                    

 

                                    

       2 шаг:

При расчете эффективности  на данном шаге будем исследовать  условное оптимальное управление, определенное на предыдущем шаге.

                                    

 

                                    

 

                                    

 

                                    

 

                                    

 

                                   

 

                                   

      1 шаг:

На данном шаге воспользуемся  уже известным из предыдущего  шага условным оптимальным управлением, считая, что перед первым шагом  в нашем распоряжении все 7 ресурсов.

 

                                   

2. Используем метод прямой прогонки.

Так как на любом шаге определено условное оптимальное управление, то проведем безусловную оптимизацию  решения, двигаясь с первого шага, к четвертому шагу. У нас получился максимальный доход при, и , рассмотрим эти 2 случая:

при :

1 шаг: Максимальный доход равен 14,2, при , таким образом, первому цеху нужно выделить 2 ресурса. Распределим ресурсы для остальных цехов.

2 шаг: Осталось 5 ресурсов, так как на втором цехе при 5 ресурсах максимальный доход равен 10, при , то этому цеху не выделяем ресурсы.

3 шаг: на третьем цехе при 5 ресурсах максимальный доход равен 10, при , получаем, что все оставшиеся 5 ресурсов выделим третьему цеху.

4 шаг: Все ресурсы распределили, получаем, что четвертому цеху не выделяем ресурсы.

при :

1 шаг: Максимальный доход равен 14,2, при , таким образом, первому цеху нужно выделить 5 ресурсов. Распределим ресурсы для остальных цехов.

2 шаг: Осталось 2 ресурса, так как на втором цехе при 2 ресурсах максимальный доход равен 4, при , то этому цеху не выделяем ресурсы.

3 шаг: на третьем цехе при 2 ресурсах максимальный доход равен 4, при , получаем, что все оставшиеся 2 ресурса выделим третьему цеху.

4 шаг: Все ресурсы распределили, получаем, что четвертому цеху не выделяем ресурсы [16 ,25].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                      

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММЫ

 

Программа разработана  для линейного программирования в Excel.

Excel – это электронная таблица, которая входит в пакет Microsoft Office. Появление электронных таблиц было одним из важных событий в развитии компьютерных систем, так как позволило производить быстро и качественно расчеты на персональных ЭВМ.

Excel – это программа, предназначенная для создания таблиц, выполнения вычислений и анализа данных. Такие программы называются редакторами электронных таблиц. В приложении Excel можно создавать таблицы, в которых автоматически будут подсчитываться итоговые значения для числовых данных, печатать аккуратно оформленные таблицы и строить простые графики. Приложение Excel входит в состав Office, пакета программных продуктов, в котором объединены  программы нескольких типов, предназначенные для создания документов, электронных таблиц и презентаций, а также для работы с электронной почтой.

 

 

Программа для динамического программирования разработана на языке Java, с помощью среды разработки NetBeans IDE 6.9.1.

Java – это объектно – ориентированный язык программирования, разработанный компанией Sun Microsystems. Приложения  Java обычно компилируются в специальный байт – код, поэтому они могут работать на любой виртуальной Java – машине (JVM) независимо от компьютерной архитектуры. Java – так называют не только сам язык, но и платформу для создания и исполнения приложений на основе данного языка. Положительная сторона Java состоит в том, что он дает программистам меньше шансов сделать ошибку, чем C++. В нем отсутствуют некоторые наиболее обременительные задачи программирования, например, явное управление памятью, что позволяет программистам сфокусироваться на бизнес – логике. Отрицательная сторона – по канонам объектно – ориентированного программирования (ООП) язык Java имеет слишком много не объектно – ориентированных элементов, для того чтобы быть хорошим инструментом  [27].

NetBeans IDE – это свободная интегрированная среда разработки для всех платформ Java – Java ME, Java и Java EE. Пропагандируется Sun Microsystems, разработчиком Java, как базовое средство для разработки программного обеспечения на языке Java и других языках (C, C++, Ruby, PHP, Fortran и др.) [26].

Листинг программы:

package dp;

public class Main {

 static dp dp;

        public static void main(String[] args) {

        dp = new dp();

        dp.setVisible(true); 

        }

}

package dp;

public class GenPlan {

    VyhodT vyhodt;

    VhodT vhodt;

    int stb, str;

    ResPr[] genplan;

    float resurs;

        GenPlan(VhodT vhodt, VyhodT vyhodt) {

        this.vyhodt = vyhodt;

        this.vhodt = vhodt;

        stb = vyhodt.stb;

        str = vhodt.str;

        resurs = vhodt.getResurs(str - 1 );

        genplan = new ResPr[stb];

        raschotGenPlan();

    }

        ResPr OptVStb(int stb) {

        float max = 0f;

        float resurs = 0f;

        for (int i = 0; i < str; i++) {

            if (vyhodt.m[i].m[stb].pribyl > max && vyhodt.m[i].m[stb].resurs <= this.resurs) {

                max = vyhodt.m[i].m[stb].pribyl;

                resurs = vyhodt.m[i].m[stb].resurs;

            }

        }

        this.resurs -= resurs;

        return new ResPr(resurs, max);

    }

        private void raschotGenPlan() {

        for (int i = 0; i < stb; i++) {

            genplan[i] = OptVStb(i);

        }

    }

    @Override

    public String toString() {

        String s = "(";

        for (int i = 0; i < stb; i++) {

            s += genplan[i] + ", ";

        }

        s += ")";

        return s;

    }

}

package dp;

public class ResPr {

    float pribyl;

    float resurs;

    ResPr(float resurs, float pribyl) {

        this.pribyl = pribyl;

        this.resurs = resurs;

    }

    @Override

    public String toString() {

        return " " + resurs + " " + pribyl;

    }

}

package dp;

public class StrRaschT {

    ResPr[] m;

    float resurs;

    int stb;

    StrRaschT(int stb) {

        this.stb = stb;

        m = new ResPr[stb];

    }

    @Override

    public String toString() {

        String s = "";

        for (int i = 0; i < stb; i++) {

            s += " " + m[i] + " ";

        }

        return s;

    }

}

package dp;

public class StrVhT {

    float[] pribyl;

    int resurs;

    int stb;

    StrVhT(int resurs, float[] pribyl) {

        this.resurs = resurs;

        this.pribyl = pribyl;

        stb = pribyl.length;

    }

    int getIntResurs(){

        return resurs;

    }

    float getFloatPribyl(int stb){

        return pribyl[stb];

    }

    Object getResurs() {

        return (Object) resurs;

    }

        Object getPribyl(int stb) {

        return (Object) pribyl[stb];

    }

    Object[] getStrVhT() {

               Object[] t = new Object[stb + 1];

        t[0] = resurs;

        for (int i = 1; i < stb + 1; i++) {

            t[i] = pribyl[i - 1];

        }

        //System.arraycopy(pribyl, 1, t, 1, stb - 1);

        return t;

    }

    String[] zagolovok() {

        String[] Zagolovok = new String[stb + 1];

        Zagolovok[0];

        for (int i = 1; i <= stb; i++) {

            Zagolovok[i] = "f" + i;

        }

        return Zagolovok;

    }

    @Override

    public String toString() {

        String s = "" + resurs + " | ";

        for (int i = 0; i < stb; i++) {

            s += " " + pribyl[i];

        }

        return s;

    }

}

package dp;

public class VhodT {

    StrVhT[] vhmas;

    int stb;

    int str;

    VhodT(StrVhT[] vhmas) {

        this.vhmas = vhmas;

        str = vhmas.length;

    }

    VhodT(javax.swing.table.DefaultTableModel t) {

        int stbPr = t.getColumnCount() - 1;

        stb = stbPr;

        str = t.getRowCount();

        vhmas = new StrVhT[str];

        for (int i = 0; i < str; i++) {

            float[] pribyl = new float[stbPr];

            for (int j = 0; j < stbPr; j++) {

                pribyl[j] = Float.parseFloat(t.getValueAt(i, j + 1).toString());

            }

            vhmas[i] = new StrVhT(Integer.parseInt(t.getValueAt(i, 0).toString()), pribyl);

        }

    }

    float getPrPoRes(int resurs, int stb) {

        for (int i = 0; i < str; i++) {

            if (vhmas[i].resurs == resurs) {

                return vhmas[i].getFloatPribyl(stb);

            }

        }

        return 0f;

    }

    float getPribyl(int str, int stb) {

        return vhmas[str].getFloatPribyl(stb);

    }

    int getResurs(int str) {

        return vhmas[str].getIntResurs();

    }

    javax.swing.table.DefaultTableModel toTable() {

        String[] zagolovok = vhmas[0].zagolovok();

        Object[][] dannye = new Object[str][stb];

        for (int i = 0; i < str; i++) {

            dannye[i] = vhmas[i].getStrVhT();

        }

        javax.swing.table.DefaultTableModel t=new javax.swing.table.DefaultTableModel(dannye, zagolovok);

        return t;

    }

    @Override

    public String toString() {

        String s = "";

        for (int i = 0; i < str; i++) {

            s += vhmas[i] + "\n";

        }

        return s;

    }

}

//jTable2 = new javax.swing.JTable();

//jTable2.setModel(new javax.swing.table.DefaultTableModel(

//    new Object [][] {

//        {null, null, null, null},

//        {null, null, null, null},

//        {null, null, null, null},

//        {null, null, null, null}

//    },

//    new String [] {

//        "Title 1", "Title 2", "Title 3", "Title 4"

//    }

//));

//jScrollPane2.setViewportView(jTable2);

package dp;

public class VyhodT {

    StrRaschT[] m;

    VhodT vhodt;

    float resurs;

    int stb;

    int str;

    VyhodT(VhodT vhodt) {

        this.vhodt = vhodt;

        str = vhodt.str;

        stb = vhodt.stb;

        m = new StrRaschT[str];

    }

    void poslW() {

        for (int i = 0; i < str; i++) {

            m[i] = new StrRaschT(stb);

            m[i].m[stb - 1] = new ResPr(vhodt.getResurs(i), vhodt.getPribyl(i, stb - 1));

        }

    }

        ResPr poiskDlyaRes(int resurs, int stb) {

        if (stb == 1) {

            System.out.print(" ");

        }

        ResPr t = new ResPr(0f, 0f);

        float tPrib;

        for (int i = 0; i < str && vhodt.getResurs(i) <= resurs; i++) {

            //tPrib = vhodt.getPribyl(i, stb) + getResW(resurs - vhodt.getResurs(i), stb + 1).pribyl;

            tPrib = vhodt.getPribyl(i, stb) + getResW(resurs - vhodt.getResurs(i), stb + 1);

            //          System.out.print(stb + " | " + vhodt.getResurs(i) + " " +

            //                vhodt.getPribyl(i, stb) + " | "

            //              + getResW(resurs - vhodt.getResurs(i), stb + 1) + "\n");

            System.out.print(stb + " " + resurs + "  " + i + "  " + vhodt.vhmas[i].resurs + "\n");

            if (t.pribyl < tPrib) {

                t.pribyl = tPrib;

                //          t.resurs = (float) resurs;

                t.resurs = i;

                //       System.out.print(resurs + "  " + i + "  " + vhodt.vhmas[i].resurs + "\n");

            }

        }

        return t;

    }

    float getResW(int resurs, int stb) {

                for (int i = 0; i < str; i++) {

            if (Math.abs(vhodt.getResurs(i) - (float) resurs) < 0.00001) {

                return m[i].m[stb].pribyl;

            }

        }

        return 0;

    }

 

        void stbW(int stb) {

        for (int i = 0; i < this.str; i++) {

            m[i].m[stb] = poiskDlyaRes(vhodt.getResurs(i), stb);

        }

    }   

    void ObrHod() {

        for (int i = stb - 2; i >= 0; i--) {

            stbW(i);

        }

    }

    @Override

    public String toString() {

        String s = "";

        for (int i = 0; i < str; i++) {

            s += m[i] + "\n";

        }

        return s;

    }

}

package dp;

public final class dp extends javax.swing.JFrame {

        javax.swing.table.DefaultTableModel vhodTM;

    void initVhodTable(int str, int stb) {

        vhodTM = new javax.swing.table.DefaultTableModel(str, stb);

        String[] Zagolovok = new String[stb];

        Zagolovok[0]

        for (int i = 1; i < stb; i++) {

            Zagolovok[i] = "f" + i;

        }

        vhodTM.setColumnIdentifiers(Zagolovok);

    }

    public dp() {

        VhodT vhodt = new VhodT(new StrVhT[]{

                    new StrVhT(0, new float[]{0f, 0f, 0f, 0f}),

                    new StrVhT(1, new float[]{1.8f, 1.5f, 2f, 1.5f}),

                    new StrVhT(2, new float[]{4.2f, 3f, 4f, 3.5f}),

                    new StrVhT(3, new float[]{6f, 4.5f, 6f, 5f}),

                    new StrVhT(4, new float[]{7.8f, 6f, 8f, 6.5f}),

                    new StrVhT(5, new float[]{10.2f, 7.5f, 10f, 8.5f}),

                    new StrVhT(6, new float[]{12f, 9f, 12f, 10f}),

                    new StrVhT(7, new float[]{13.8f, 10.5f, 14f, 11.5f})

                });

        vhodTM = vhodt.toTable();

        //initVhodTable(5, 6);

        initComponents();

    }

        @SuppressWarnings("unchecked")

    GEN-BEGIN:initComponents

    private void initComponents() {

        jScrollPane1 = new javax.swing.JScrollPane();

        jTable1 = new javax.swing.JTable();

        jButton1 = new javax.swing.JButton();

        jLabel1 = new javax.swing.JLabel();

        setDefaultCloseOperation(javax.swing.WindowConstants.EXIT_ON_CLOSE);

        setTitle

        jTable1.setModel(vhodTM);

        jScrollPane1.setViewportView(jTable1);

        jButton1.setText("Расчет");

        jButton1.addActionListener(new java.awt.event.ActionListener() {

            public void actionPerformed(java.awt.event.ActionEvent evt) {

                jButton1ActionPerformed(evt);

            }

        });

        javax.swing.GroupLayout layout = new javax.swing.GroupLayout(getContentPane());

        getContentPane().setLayout(layout);