183757 (584787), страница 5
Текст из файла (страница 5)
В общем случае математическая модель задачи оптимального управления экономическим процессом, составленная в результате многомерного статистического анализа показателей, содержит:
– целевую функцию
y = f (x1,x2,…,xk) –
функцию регрессии результативного признака Y на факторные признаки X1,X2,…,Xk ;
– ограничения, определяющие область допустимых решений :
xj = φi (xi) , ( i, j = 1,2,…,k) –
функции регрессии факторного признака Xj на факторный признак Xi (i≠J);
, ( i = 1,2,…,k),
где и
– нижняя и верхняя границы значений Xi .
Задача оптимизации формулируется следующим образом:
Найти такие значения управляемых переменных, удовлетворяющие всем ограничениям задачи, при которых целевая функция достигает искомого экстремального значения.
В общем случае задача является задачей нелинейного программирования, так как хотя бы одна из функций f (x1,x2,…,xk) или φi (xi) (i = 1,2,…,k) нелинейна относительно управляемых переменных.
Для рассмотренного примера математическая модель имеет вид:
Y2 =247,9641 – 930,3571*X4 + 73,538*X8 + 1009,39*X4^2 –
–4,44689*X8^2 – 140,1884*X4*X8 ––> max
X5 = 2,4605*X7^3 – 10,061*X7^2+13,815*X7–5,6226
X6 = 18,481*X4^3– 15,579*X4^2+2,8223*X4+0,3562
X8 = -86,539*X7^4+518,28*X7^3-1141,3*X7^2+1098,8*X7-390,07
0,2<=X4<=0,5 0,6<=X5<=0,9
0 <=X6<=0,7 1 <=X7<= 2 0 <=X8<= 4
Для решения задачи нелинейной оптимизации следует воспользоваться надстройкой Excel Поиск решения. Алгоритм необходимых действий для приведенной математической модели :
-
На рабочем листе Excel расположить исходные данные (см.рис.14).
-
В ячейки A1–E1 записать имена управляемых переменных, в ячейку G1 – имя целевой функции.
-
В ячейки A2 и E2 ввести значения 1, как значения переменных, вошедших в целевую функцию ( при решении нелинейных задач не рекомендуется задавать начальные нулевые значения), значения остальных переменных можно оставлять нулевыми .После окончания поиска решения в ячейках A1–E1 появятся оптимальные значения управляемых переменных, а в ячейке G2 –оптимальное значение целевой функции.
A | B | C | D | E | F | G | H | |
1 | X4 | X5 | X6 | X7 | X8 | Y2 | ||
2 | 0,2 | 0,722559 | 0,445348 | 1,2115 | 1,161317 | Искомые | 149,1756 | ЦФ |
3 | 0,2 | 0,6 | 0 | 1 | 0 | Нижняя гр. | ||
4 | 0,5 | 0,9 | 0,7 | 2 | 4 | Верхняя гр. | ||
5 | 0,722559 | 0,445348 | 1,161316 | Зависимости | ||||
6 | X5=F(X7) | X6=F(X4) | X8=F(X7) | |||||
7 |
Рис.14.Данные для Поиска решения.
-
В ячейки A3–E3 ввести нижние допустимые значения управляемых переменных , в ячейки A4-E4 – верхние.
-
В ячейки B5, C5 , E5 ввести формулы зависимостей, накладывающих ограничения на значения управляемых переменных, в соответствии с математической моделью и адресами (№ ячеек) переменных (рис.15).
-
В ячейку G2 ввести формулу зависимости целевой функции от управляемых переменных (рис.15).
A | B | C | D | |
1 | X4 | X5 | X6 | X7 |
2 | 0,2 | 0,722575104348201 | 0,445348 | 1,21149967733427 |
3 | 0,2 | 0,6 | 0 | 1 |
4 | 0,5 | 0,9 | 0,7 | 2 |
5 | =2,4605*D2^3-10,061*D2^2+13,815*D2-5,6226 | =18,481*A2^3-15,579*A2^2+2,8223*A2+0,3562 | ||
| E | |
1 | X8 | |
2 | 1,16131678195123 | |
3 | 0 | |
4 | 4 | |
5 | =-86,539*D2^4+518,28*D2^3-1141,3*D2^2+1098,8*D2-390,07 | |
| G |
1 | Y2 |
2 | =247,9641-930,036*A2+73,538*E2+1009,39*A2^2-4,44689*E2^2-140,*A2*E2 |
-
Вызвать Сервис – Поиск решения .
Рис.16. Компьютерная модель задачи.
-
В диалоговом окне ввести необходимые данные (см. рис.16). Для ввода Ограничений щелкнуть по кнопке Добавить и в появившемся диалоговом окне ввести необходимые ссылки и знаки неравенств, как указано на рис.16.
9. Выполнить.
10. Проанализировать полученные результаты и выработать рекомендации по обеспечению оптимального управления.
Как видно из рис.14, оптимальное решение при данных ограничениях и зависимостях свелось к таким результатам.
Максимальное значение индекса снижения себестоимости продукции (Y2 = 149,1756 ) достигается при таких значениях признаков:
трудоемкость единицы продукции X4 = 0,5 ;
удельный вес рабочих в составе ППП X5 = 0,7226 ;
удельный вес покупных изделий X6 = 0,4453 ;
коэффициент сменности оборудования X7 = 1,2114 ;
премии и вознаграждения на одного работника X8 = 1,1613 .
Литература
-
Магнус Я.Р., Катышев П.К., Пересецкий А.А. Эконометрика. Начальный курс. – М.: Дело, 1997. – 248 с.
-
Дубров А.М. , Мхитарян В.С. , Трошин Л.И. Многомерные статистические методы : Учебник. – М.: Финансы и статистика, 2000. – 352 с.
-
Колемаев В.А. и др. Теория вероятностей и математическая статистика: Учеб. пособие для экон. спец. вузов / В.А.Колемаев, О.В.Староверов, В.Б.Турундаевский ; Под ред. В.А.Колемаева . – М.: Высш. шк. , !991. – 400 с.
-
Исследование операций в экономике : Учебн. пособие для вузов / Н.Ш.Кремер, Б.А. Путко, И.М. Тришин, М.Н.Фридман ; Под ред. Н.Ш.Кремера. – М.: Банки и биржи, ЮНИТИ, 1997. – 407 с.
-
Сивец С.А. Статистические методы в оценке недвижимости и бизнесе. Учебно-практическое пособие по статистике для оценщиков. – Запорожье, 2001. – 320 с.
-
Тюрин Ю.Н., Макаров А.А. Статистический анализ данных на компьютере / Под ред. Фигурнова В.Э. – М.: ИНФРА , 1998. – 528 с.
-
Акулич И.Л. Математическое программирование в примерах и задачах: Учеб. пособие для студентов эконом. спец. вузов. – М.: Высш. шк. , 1986. – 319 с.
-
Савицкая Г.В. Анализ хозяйственной деятельности предприятия. – Минск: ООО «Новое знание», 2000. – 668 с.
-
Ларсен, Рональд У. Инженерные расчеты в Excel.: Пер. с англ. – М.: Издательский дом «Вильямс», 2004. – 544 с.
-
Гурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика. Учеб. Пособие для втузов. М., « Высш. школа», 1977. – 479 с.
-
Математическая статистика: Учебник / Иванова В.М., Калинина В.Н., Нешумова Л.А. и др. – М.: Высш. школа, 1981. –371 с.
-
Курицкий Б.Я. Поиск оптимальных решений средствами Excel 7.0. – СПб.: BHV – Санки-Петербург, 1997. – 384 с.
Приложение
Показатели производственно-хозяйственной деятельности предприятий
В таблице приведены следующие показатели производственно-хозяйственной деятельности предприятий
- производительность труда (среднегодовая выработка продукции на одного работника), тыс. грн.;
- индекс снижения себестоимости продукции;
Y3 - рентабельность, %;
X4 - трудоемкость единицы продукции;
- удельный вес рабочих в составе промышленно-
производственного персонала (ППП);
- удельный вес покупных изделий;
- коэффициент сменности оборудования;
- премии и вознаграждения на одного работника, %;
- удельный вес потерь от брака, %;
- фондоотдача, грн;
- среднегодовая численность ППП, чел.;
- среднегодовая стоимость основных производственных фондов (ОПФ), тыс. грн.;
- среднегодовой фонд заработной платы ППП, тыс. грн.;
- фондовооруженность труда, грн.;
- оборачиваемость нормируемых оборотных средств, дни;
- оборачиваемость ненормируемых оборотных средств, дни;
- непроизводственные расходы, %.