UNIDAD DIDÁCTICA: PROGRAMACIÓN LINEAL |
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Curso: 2º Bachillerato de Ciencias Sociales | |
9. APLICACIONES DE LA PROGRAMACIÓN LINEAL. |
Aunque surgió como aplicación a cuestiones de carácter logístico y militar, es la industria y la economía donde, posteriormente ha encontrado sus aplicaciones más importantes.
Así, por ejemplo, la Programación Lineal permite resolver problemas de mezclas, nutrición de animales, distribución de factorías, afectación de personal a distintos puestos de trabajo, almacenaje, planes de producción, escalonamiento de la fabricación, problemas de circulación, planes de optimización de semáforos, estudios de comunicaciones internas, etc.
Veamos algunas de las aplicaciones más importantes:
9.1. El problema del transporte.
Trata de organizar el reparto de cualquier tipo de mercancías con un coste mínimo de tiempo, de dinero o de riesgo (por ejemplo, el transporte de mercancías peligrosas).
Se dispone de m centros de producción u orígenes (Oi), con sus respectivas ofertas; y n centros de consumo o destino (Dj), con sus demandas correspondientes. A su vez, son conocidos los costes de envío (cij), desde cada origen a cada destino.
El objetivo del problema del transporte es determinar cuántas unidades de producto deben enviarse desde cada origen hasta cada destino de forma que se minimicen los costes totales de distribución, se satisfaga la demanda de cada destino y no se exceda la capacidad de oferta de cada uno de los orígenes. (El total de unidades que salen de los centros de origen debe ser igual al total de unidades que llegan a los centros de destino). Podemos expresar el problema con la siguiente tabla:
Orígenes | Destinos | ||||
D1 | D2 | ... | Dn | Ofertas | |
O1 | c11 | c12 | ... | c1n | a1 |
O2 | c21 | c22 | c2n | a2 | |
... | ... | ... | ... | ... | ... |
Om | cm1 | cm2 | ... | cmn | am |
Demandas | b1 | b2 | ... | bn |
En 1958 se aplicaron los métodos de la programación lineal a un problema concreto: el cálculo del plan óptimo del transporte de arena de construcción a las obras de edificación de la ciudad de Moscú. En este problema había 10 puntos de partida y 230 de llegada. El plan óptimo de transporte, calculado con el ordenador Strena en 10 días del mes de junio, rebajó un 11% los gastos respecto a los costes previstos.
Ejemplo: Dos almacenes A y B, tienen que distribuir fruta a tres mercados de la ciudad. El almacén A dispones de 10 toneladas de fruta diarias y el B de 15 toneladas, que se reparten en su totalidad. Los dos primeros mercados necesitan diariamente 8 toneladas de fruta, mientras que el tercero necesita 9 toneladas diarias. El coste del transporte desde cada almacén viene dado por los datos del cuadro. Planifica el transporte para que el coste sea mínimo.
Orígenes | Destinos | ||
Mercado 1 | Mercado 2 | Mercado 3 | |
Almacén A | 10 | 15 | 20 |
Almacén B | 15 | 10 | 10 |
9.2. El problema de la dieta.
Trata de determinar los alimentos que deben incluirse en una dieta para asegurar la nutrición necesaria y a la vez minimizar el coste.
Alimentos | Componentes | ||||
C1 | C2 | ... | Cn | Costes | |
A1 | b11 | b12 | ... | b1n | a1 |
A2 | b21 | b22 | b2n | a2 | |
... | ... | ... | ... | ... | ... |
Am | bm1 | bm2 | ... | bmn | am |
Necesidades | c1 | c2 | ... | cn |
Ejemplo: Un ave de rapiña necesita para subsistir al día 30 unidades de proteínas, 20 de grasas y 8 de vitaminas. Sus presas son dos tipos de animales: ratones que le proporcionan 3 unidades de proteínas, 4 de grasa y 1 de vitaminas; y palomas, que le proporcionan 6 unidades de proteínas, 2 de grasas y 1 de vitaminas. Si cazar y comer un ratón le cuesta 7 unidades de energía y una paloma 12 unidades de energía, ¿cuántas presas de cada clase debe cazar para satisfacer sus necesidades, con el menor gasto de energía?
9.3. El problema de la planificación de la producción.
Pretende planificar la producción de una empresa de acuerdo con las materias primas disponibles para obtener máximos beneficios.
Factores | Productos | ||||
P1 | P2 | ... | Pn | Recursos | |
F1 | a11 | a12 | ... | a1n | r1 |
F2 | a21 | a22 | a2n | r2 | |
... | ... | ... | ... | ... | ... |
Fm | am1 | am2 | ... | amn | rm |
Beneficios o costes | c1 | c2 | ... | cn |
Ejemplo: Una fabrica de muebles produce dos tipos de sillones S1 y S2. La fabrica cuenta con dos secciones: carpintería y tapicería. Hacer un sillón de tipo S1 requiere 1 hora de trabajo en la sección de carpintería y 2 horas en la de tapicería. Un sillón del tipo S2 necesita 3 horas de carpintería y 1 de tapicería. El personal de carpintería suministra un máximo de 90 horas de trabajo; en tapicería se dispone de 80. Si las ganancias por la venta de los sillones S1 y S2 son respectivamente de 6000 y 3000 pesetas, ¿cuántos sillones de cada tipo hay que fabricar para maximizar las ganancias?
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Luis Barrios Calmaestra |
Ministerio de Educación, Cultura y Deporte. Año 2005 |
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