viernes, 1 de marzo de 2013

Practica 1



1.      Objetivo.
Usar el software WinQSB para la solución de problemas de programación lineal e interpretar los resultados

2.      Introducción.
WinQSB es un sistema interactivo de ayuda a la toma de decisiones que contiene herramientas muy útiles para resolver distintos tipos de problemas en el campo de la investigación operativa. El sistema está formado por distintos módulos, en el caso de esta asignatura trabajaremos con el módulo de Programación Lineal y Entera, para las unidades 2, 3 y 4.

3.      Material y Equipo.
Computadora y software Win QSB

4.      Procedimiento.

5.      Actividades a Desarrollar.
Resolver los siguientes problemas (Ver Anexo 2);
6.      Reporte.
Entregar en archivo de Word; Excel o Power Point los ejercicios del anexo 2; cada ejercicio o problema deberá contener: a)El Problema  b)Su Modelo        c)La Forma Estándar d)Todas las tablas correspondientes e)Informe completo de la solución  y f) Conclusiones.

Nota: Los ejercicios con 2 variables también deberán resolverse por el método gráfico e integrarse al archivo.

7.      Bibliografía.
·         Introducción al programa Win QSB http://www.uv.es/martinek/material/WinQSB2.0.pdf (Anexo 1)
·         Quezada Ibargüen V.M., Vergara Schmalbach J.C. Análisis Cuantitativo con WINQSB. Colombia: Universidad de Cartagena. ISBN: 978-84-690-3681-5



 ANEXO 2
 1.-Una empresa fabrica dos productos A y B,  las utilidades de ambos productos son, $3 para el producto A y $5 para el producto B. Si el tiempo total de producción está restringido a 500 horas y el tiempo de producción es de 8 horas por unidad para el producto A y de 7 horas por unidad para el producto B,¿ cuantos productos pueden producirse si se desea maximizar las ganancias?
2.- En una empresa se fabrican dos productos, cada producto debe pasar por una máquina de ensamblaje A y otra de terminado B, antes de salir a la venta, el producto 1 se vende a $60 y el otro a $50 por unidad. La siguiente tabla muestra el tiempo requerido por cada producto:
Maquina A
Maquina B
1
2 H
3 H
2
4 H
2 H
Total disponible
48 H
36 H
Formular el modelo de programación lineal.
3.-Una compañía fabrica dos tipos de juguetes: camiones y automóviles. Cada camión requiere un minuto de tiempo de moldeado, 2 minutos de tiempo de pintura y 1 minuto de tiempo de empaque. Cada automóvil requiere 2 minutos de tiempo de moldeado, 1 minuto de tiempo de pintura y 2 minutos de tiempo de empaque. Existe un total de 300 minutos de tiempo de moldeado, 400 minutos de tiempo de pintura y 400 minutos de tiempo de empaque disponibles cada día. Tanto los automóviles como los camiones contribuyen con $1 por unidad a la utilidad.
4.- Supongamos que un carpintero fabrica tres tipos de puerta en diferentes medidas: pequeñas, medianas y grandes. La utilidad que obtiene por cada una de ellas es de $1000, 1300 y 1500 pesos por cada una  de ellas, respectivamente. El tiempo de elaboración es de 5 , 7 y 10 horas por cada tipo de puerta en el orden en que se menciona. Además, el consumo en m2 de madera es de 2.4, 2.8 y 3.2 para cada una de las puertas (chicas, medianas y grandes). Finalmente, el carpintero estima que puede vender cuando mucho 3 puertas pequeñas, 5 medianas y 5 grandes  semanalmente. Si dispone de 40 hrs  a la semana y 30 m2 de madera por semana, ¿qué modelo representaría esta situación?
5.- Una compañía manufacturera descontinuó la producción de cierta línea de productos no redituable. Esto creó un exceso considerable en la capacidad de producción. La gerencia quiere dedicar esta capacidad a uno, dos o tres productos, llámense productos 1, 2 y 3. En la siguiente tabla se resume la capacidad disponible de cada máquina que puede limitar la producción.
Tipo de máquina 
Tiempo disponible 
(en horas-máquina por semana)
Fresadora
500
Torno
350
Rectificadora
150
 El número de horas-máquina que se requiere para cada producto es:
      Coeficiente de productividad (en horas-máquina por unidad)
Tipo de Máquina 
Producto 1
Producto 2 
Producto 3
Fresadora
9
3
5
Torno
5
4
0
Rectificadora 
3
0
2
El departamento de ventas ha indicado que las ventas potenciales del producto 3 son 20 unidades por semana. La ganancia unitaria sería de $50, $20 y $25, respectivamente, para los productos 1, 2 y 3. El objetivo es determinar cuántos productos de cada tipo debe producir la compañía para maximizar la ganancia.
6.-BlubberMaid, Inc. fabrica tres productos de caucho. Airtex (material esponjoso), Extendex (material elástico) y Resistex ( matetial rígido). Los tres productos requieren los mismo tres polímeros químicos y una base. La cantidad de cada ingrediente usada por libra del producto final se muestra en la tabla.
                                                  INGREDIENTES  (Oz/Lb de producto)
Producto
Polímero A
Polímero B
Polímero C
Base
Airtex
4
2
4
6
Extendex
3
2
2
9
Resistex
6
3
5
2
BlubberMaid, Inc. tiene el compromiso de producir al menos 1000 libras de Airtex, 500 libras de Extenderx y 400 libras de Resistex para la próxima semana, pero la gerencia de la compañía sabe que puede vender más de cada uno de los tres productos. Los inventarios actuales de los ingredientes son 500 libras de polímera A, 450 libras del polímero B, 650 libras del polímero C y 1100 libras de la base. Cada libra de Airtex produce a la compañía una ganancia de $7, cada libra de Extendex una ganancia de $7 y cada libra de Resistex una ganancia de $6. Como gerente del departamento de producción, usted necesita determinar un plan de producción óptimo para esta semana.
7.-Se procesan cuatro productos sucesivamente en dos maquinas. Los tiempos de manufactura en horas por unidad de cada producto se tabulan a continuación para las dos máquinas.
Tiempo por unidad ( horas)
Máquina           Producto 1       Producto 2       Producto 3       Producto 4
                        1                       2                      3                     4                      2
                        2                       3                      2                     1                      2
El costo total de producir una unidad de cada producto está basado directamente en el tiempo de máquina. Suponga que el costo por hora para las máquinas 1 y 2 es $10 y $15. Las horas totales presupuestadas para todos los productos en las máquinas 1 y 2 son 500 y 380. Si el precio de venta por unidad para los productos 1, 2, 3, y 4 es $65, $70, $55, $45, formule el problema como un modelo de programación lineal para maximizar el beneficio neto total.

martes, 26 de febrero de 2013

2.2 Forma tabular del método simplex




Variables de Decisión
Variables de Holgura

Básicas ↓








Solución ↓






























Función Objetivo →










2.1 Teoría del método simplex


Para poder aplicar el método simplex a un modelo de programación lineal es necesario que este se encuentre en su forma estándar.

La forma estándar.

Las características de la forma estándar son:
1.-Todas las restricciones son ecuaciones excepto para las restricciones de no negatividad que permanecen como desigualdades.
2.-Los elementos del lado derecho de cada ecuación son no negativos.
3.-Todas las variables son no negativas.
4.-la función objetivo es del tipo de Maximización o minimización.

Transformaciones elementales.
1.-Las restricciones de desigualdad pueden cambiarse por ecuaciones introduciendo en el lado izquierdo de cada una de tales restricciones una variable no negativa.(estas nuevas variables se conocen como variables de holgura o superavit las cuales se sumaran si la desigualdad es £ (Holgura) y se restaran si la desigualdad es ³ (Superávit o exceso).
2.-El signo del lado derecho (-) puede eliminarse multiplicando la ecuación por  (-1) en caso de que sea necesario.
3.-Una restricción de desigualdad con su lado izquierdo en forma de valor absoluto puede cambiarse a dos desigualdades, la desigualdad contraria a la original se le antepone el signo negativo a su lado derecho.
4.-Una variable que es irrestricta en signo ( esto es positiva, negativa o cero) es equivalente a la  diferencia entre dos variables no negativas por consiguiente si X es irrestricta en signo puede remplazarse por (X+-X-) donde X+  y X-  son  ³ 0.
5.-Una desigualdad en una dirección (£ o ³) puede cambiarse a una desigualdad opuesta (³ o £) multiplicando ambos lados por (-1).
6.-Una ecuación puede ser remplazada por dos desigualdades en direcciones opuestas.
7.-La minimización de una función f(x), es matemáticamente equivalente a la maximización de la expresión negativa de esta función –f(x), y viceversa.

El método simplex.

Podemos decir que es la determinación algebraica de los puntos extremos del espacio de soluciones factibles (método gráfico), partiendo de la forma estándar. En la cual tenemos un sistema con m ecuaciones y n incógnitas.
La diferencia entre el número de ecuaciones y las incógnitas nos dan el número de variables que son iguales a cero en un punto extremo, las cuales son llamadas variables no básicas, y las variables restantes son llamadas básicas.



El método simplex inicia con un punto extremo o solución factible básica.


1.-La función objetivo se presenta como una ecuación y al pasarla a la tabla simplex cambian de signo los coeficientes de la función objetivo.
2.-Se coloca toda la información en una tabla.
3.-El siguiente paso es determinar una solución básica factible ( punto extremo). El método simplex hace esto eligiendo una variable no básica a la cual se le conoce como la variable que entra (se convertirá en básica) y una variable básica que se le conoce como la variable que sale ( se convertirá en no básica). La que entra está determinada por la condición de optimidad y la que sale por la condición de factibilidad.
4.-Condición de optimidad.- Dada la ecuación X0 (función objetivo) expresada en función de las variables no básicas solamente, se elige la variable que entra en maximización como la variable no básica que tiene el mayor coeficiente negativo y en minimización como la variable no  básica que tiene el mayor coeficiente positivo, en la ecuación X0. Un empate entre dos variable no básicas o más se rompe arbitrariamente. Cuando los coeficientes del lado izquierdo de la ecuación X0 (Función objetivo)son no negativos (maximización) o no positivos (minimización) se ha llegado al punto optimo.
5.-Condición de factibilidad.-La variable que sale es la variable básica correspondiente al cociente más pequeño de los valores actuales de las variables básicas entre los coeficientes positivos de las restricciones de la variable que entra. Un empate puede romperse arbitrariamente.



martes, 12 de junio de 2012

Ejercicios para segunda oportunidad unidad 4


Ejercicios unidad 4.- Transporte y asignación
1.-Una fábrica de vidrio cuenta con 40 toneladas de arena tipo A y 20 toneladas de arena tipo B para utilizar este mes. La arena se funde para fabricar vidrio óptico, vidrio para envases o vidrio para ventanas. La compañía tiene órdenes por 20 toneladas de vidrios óptico, 25 toneladas de vidrio para envases y 25 toneladas de vidrio para ventanas. Los costos para producir una tonelada de cada tipo de vidrio a partir de cada tipo de arena están a continuación.

Resuelva el problema formulándolo como uno de transporte.

Tipo de vidrio
Óptico
Envases
Ventanas
Arena A
12
3
5
Arena B
8
2
4

2.-Cierta empresa tiene dos plantas y tres distribuidores. En la siguiente tabla se muestran los costos de transporte de cada planta a cada centro de distribución, junto con las ofertas disponibles de cada planta y los requerimientos de cada distribuidor.

Resuelve el problema formulándolo como uno de transporte.


Distribuidor

Planta
A
B
C
Oferta
J
100
85
110
20
K
90
105
75
40
Demanda
15
25
20



3.-Una empresa energética dispone de tres plantas de generación para satisfacer la demanda eléctrica de cuatro ciudades. Las plantas 1, 2 y 3 pueden satisfacer 35, 50 y 40 millones de [kWh] respectivamente. El valor máximo de consumo ocurre a las 2 PM y es de 45, 20, 30 y 30 millones de [kWh] en las ciudades 1, 2, 3 y 4 respectivamente. El costo de enviar 1 [kWh] depende de la distancia que deba recorrer la energía. La siguiente tabla muestra los costos de envío unitario desde cada planta a cada ciudad.

Ciudad 1
Ciudad 2
Ciudad 3
Ciudad 4
Capacidad Máxima
Planta 1
8
6
10
9
35
Planta 2
9
12
13
7
50
Planta 3
14
9
16
5
40
Consumo Máximo
45
20
30
30



4.- Tres plantas de energía eléctrica con capacidades de 25, 40 y 50 millones de kilovatios/hora, proporcionan electricidad a tres ciudades. La demanda máxima es de 30, 35 y 25 millones de kilovatios/hora. El costo de transporte por millón de kilovatio/hora está dado en la siguiente tabla: Ciudad 1 Ciudad 2 Ciudad 3 Planta 1 $600 $700 $700 Planta 2 $320 $300 $350 Planta 3 $500 $480 $450 Encuentre una solución óptima por el método de transporte.
 

5. Una tienda de cosméticos tiene dos plantas productoras, una en Panamá y otra en Estados Unidos. Los productos se deben comercializar a través de unas tiendas que se encuentran en España, México y Brasil. La oferta de cada una de las plantas es de 4000 y 5000 artículos, respectivamente, mientras que la demanda de éstos es de 4000, 2800 y 2000. Los costos unitarios de transporte son: España México Brasil Panamá $200 $150 $190 USA $180 $100 $240 El gerente de almacén desea buscar la combinación que minimice los costos de transporte.


 

6. Una compañía tiene plantas en el D.F. y Monterrey. Sus centros de distribución principales están ubicados en Puebla, Coahuila y Zacatecas. Las capacidades de las dos plantas durante el semestre próximo son 2000 y 1400 motocicletas. Las demandas semestrales en los centros de distribución son 1000, 1500 y 1200 motocicletas. El costo de transporte de una motocicleta por tren es aproximadamente de 8 centavos por milla. La siguiente tabla muestra la distancia recorrida entre las plantas y los centros de distribución: D.F. Monterrey Puebla 850 1350 Coahuila 2688 1000 Zacatecas 1250 1275 Determine la cantidad que se enviará de cada planta que minimice el costo de transporte total.