UNIDAD DIDÁCTICA: PROGRAMACIÓN LINEAL

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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1. INTRODUCCIÓN 2. PLANTEAMIENTO DIDÁCTICO 3. UN POCO DE HISTORIA 4. DEFINICIÓN Y TERMINOLOGÍA 5. TIPOS DE PROBLEMAS 6. INECUACIÓN LINEAL
7. SISTEMA DE INECUACIONES 8. MÉTODOS DE SOLUCIÓN 9. APLICACIONES 10. EL ALGORITMO DEL SIMPLEX 11. EJERCICIOS 12. BIBLIOGRAFÍA

Luis Barrios Calmaestra

  Ministerio de Educación, Cultura y Deporte. Año 2005
 

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