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MÉTODO SIMPLEX PARA O PROBLEMA DE TRANSPORTE
PARTE II
SIMPLEX NA FORMA MATRICIAL
• Exemplo 1:
• Min Z = - 5x1 - 2x2
• x1 ≤ 3
• Suj a: x2 ≤ 4
• x1 + 2x2 ≤ 9
• x1, x2 ≥ 0
• Forma Padrão:
• Min Z = - 5x1 - 2x2
• x1 + x3 = 3
• Suj a: x2 + x4 = 4
• x1 + 2x2 + x5 = 9
• x1, x2, x3, x4, x5 ≥ 0
SIMPLEX NA FORMA MATRICIAL
• Tablô Inicial:
• Base x1 x2 x3 x4 x5 b Base x1 x2 x3 x4 x5 b
• x3 1 0 1 0 0 3
• x4 0 1 0 1 0 4 xB A b
• x5 1 2 0 0 1 9
• ----------------------------------------------- -----------------------------------------------
• -5 -2 0 0 0 Z c Z
•
• Base x1 x2 x3 x4 x5 b
• b = (bB1, bB2, bB3);
• xB N B b cN = (c1, c2); cB = (c3, c4, c5);
•
• -----------------------------------------------
• cN cB Z
SIMPLEX NA FORMA MATRICIAL
•
• Dado uma problema de programação linear temos:
• Tablô inicial
• A b B N b O problema está na forma padrão mas não
• --------------- = ------------------- corresponde a uma solução no Simplex,
• c z cN cB Z porque o tablô não está na forma canônica.
•
•
• Pré-multiplicando a matriz referente às restrições por B-1 temos:
•
• I B-1 N B-1 b
• --------------------------------
• cB cN Z
SIMPLEX NA FORMA MATRICIAL
•
• Pré-multiplicando por ( – cB ) e somando com a linha da função objetivo temos:
•
• I B-1 N B-1 b
• ------------------------------------------------------------------- valor da solução atual
• 0 ത
𝒄N = cN - cB B-1 N Z - cBB-1 b
• custos relativos das valor atual da função objetivo
• variáveis não-básicas
• Escrevendo a expressão vetorial dos custos relativos individualmente para cada variável não-básica:
• ҧ
𝑐j = cj - cB B-1 aj para todo j Є NB onde NB é conjunto das variáveis não-básicas atuais.
• onde aj é a coluna da variável xj na matriz A.
MÉTODO U - V
MÉTODO U - V
Dado uma solução viável básica devemos determinar se a solução é ótima ou selecionar uma
variável para entrar na base.
Cálculo do custo relativo ഥ
𝑐ij para cada variável não-básica:
POSTO DA MATRIZ A
Sabemos que Posto (A) = m + n – 1. Ou seja, a matriz A não possui posto completo. Logo, temos
(m+n–1) restrições linearmente independente, para o qual uma base existe.
Para aplicarmos o método Simplex devemos completar o posto de A. Isso é feito pela adição
de uma variável artificial em uma das restrições.
Selecionamos a última restrição e aumentamos a matriz A com uma nova variável artificial ou
arco raiz xa tendo uma coluna em+n. Daqui em diante, A0 = (A, em+n).
Esse arco raiz sempre vai estar na base.
PROBLEMA DE TRANSPORTE
• Origens Destinos
• (centros de produção) (centros consumidores)
•
•
• . .
• . .
• . .
• ]]
• . .
• . .
• . .
• arco
• raiz
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
n
1
1
1
1
m
1
1
1
1
i
1
1
1
1
i
1
1
BASE PARA O PROBLEMA DE TRANSPORTE
Portanto, uma base para o problema de transporte será formada por (m+n) variáveis básicas,
sendo que a variável artificial xa associada ao arco raiz em+n sempre vai estar na base com
fluxo zero (xa = 0). Devido xa = 0 sempre então podemos atribuir qualquer valor para o seu
custo. Atribuímos ca = 0 para facilitar os cálculos.
Seja cB o vetor de custos das variáveis básicas, então
cB = (cB1 , cB2 , ..., cB(m+n)), portanto, com (m+n) elementos.
APLICAÇÃO 1:
• Considere uma companhia distribuidora de bebidas que tem 2 centros de produção – Araraquara e São
José dos Campos e 3 mercados consumidores principais – São Paulo, Belo Horizonte e Rio de Janeiro. O
custo unitário cij de se transportar uma unidade do produto de cada centro de suprimento a cada
mercado consumidor é dado na tabela abaixo. Nessa tabela, também são apresentadas as demandas
bj de cada mercado e a quantidade máxima disponível do produto em cada centro de produção ai no
próximo período.
Centro de
suprimento/Mercado
São Paulo (1) Belo Horizonte (2) Rio de Janeiro (3) Suprimento
disponível (ai )
Araraquara (1) 4 2 5 800
S. J. Campos (2) 11 7 4 1000
Demanda dos
mercados (bj )
500 400 900
FORMULAÇÃO DO PROBLEMA
• Definindo a variável xij como a quantidade do produto a ser enviada do centro de produção i, i = 1
(Araraquara), 2 (São José dos Campos), ao mercado j, j = 1 (São Paulo), 2 (Belo Horizonte, 3 (Rio de
Janeiro), o modelo que representa o problema é dado por:
• Minimizar z = 4x11 + 2x12 + 5x13 + 11x21 + 7x22 + 4x23
• Sujeito a: x11 + x12 + x13 = 800 (1)
• x21 + x22 + x23 = 1000 (2)
• x11 + x21 = 500 (3)
• x12 + x22 = 400 (4)
• x13 + x23 = 900 (5)
x11 ≥ 0, x12 ≥ 0, x13 ≥ 0, x21 ≥ 0, x22 ≥ 0, x23 ≥ 0 (6)
FORMULAÇÃO DO PROBLEMA
• Na matriz de restrição cada coluna está associada a uma variável xij. Dessa forma, reescrevendo a
matriz de restrição A do problema temos:
• Minimizar z = 4x11 + 2x12 + 5x13 + 11x21 + 7x22 + 4x23
• Suj a: x11 + x12 + x13 = 800
• x21 + x22 + x23 = 1000
• x11 + x21 = 500
• x12 + x22 = 400
• x13 + x23 = 900
x11 ≥ 0, x12 ≥ 0, x13 ≥ 0, x21 ≥ 0, x22 ≥ 0, x23 ≥ 0
Observe que as colunas da matriz de restrições A tem dois 1´s e o restante dos elementos são zero. Ou seja,
a coluna de A associada a variável xij tem 1 na i-ésima e j-ésima posições.
Onde i está associado as origens e j associado aos destinos.
PROBLEMA DE TRANSPORTE
Adição do arco raiz
• Origens Destinos
• (centros de produção) (centros consumidores)
•
• c11
• c12
•
• c21
•
• c23
•
•
• c33 arco
• raiz
•
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
3
1
1
1
1
3
1
1
1
1
2
1
1
2
FORMULAÇÃO DO PROBLEMA
• Adicionando na matriz A uma variável artificial (arco raiz) xa tendo como coluna em+n = e5.
• Minimizar z = 4x11 + 2x12 + 5x13 + 11x21 + 7x22 + 4x23
• Suj a: x11 + x12 + x13 = 800
• x21 + x22 + x23 = 1000
• x11 + x21 = 500
• x12 + x22 = 400
• x13 + x23 + xa = 900
• x11 ≥ 0, x12 ≥ 0, x13 ≥ 0, x21 ≥ 0, x22 ≥ 0, x23 ≥ 0, xa ≥ 0.
MATRIZ A DO PROBLEMA
• Cada coluna associada a uma variável xij. Temos a coluna da variável xa associada ao arco raiz e5.
• x11 x12 x13 x21 x22 x23 xa
• 1 1 1 0 0 0 0 i = 1, 2
• 0 0 0 1 1 1 0
• A = 1 0 0 1 0 0 0
• 0 1 0 0 1 0 0 j = 1, 2, 3
• 0 0 1 0 0 1 1
Observe que as colunas da matriz A tem dois 1´s e o restante dos elementos são zero. Ou seja, a coluna de
A associada a variável xij tem 1 na i-ésima e j-ésima posições.
Onde i está associado as origens e j associado aos destinos.
CALCULO DOS CUSTOS RELATIVOS ҧ
𝑐ij
• Escrevendo a expressão vetorial dos custos relativos individualmente para cada variável não-básica:
• ҧ
𝑐j = cj - cB B-1 aj para todo j Є NB onde NB é conjunto das variáveis não-básicas
atuais.
• onde aj é a coluna da variável xj na matriz A.
• Entretanto, as variáveis no problema de transporte tem dois índices. Logo, reescrevendo a expressão
acima, temos:
• ҧ
𝑐ij = cij - cB B-1 aij para todo (i, j) Є NB onde NB é conjunto das variáveis não-básicas
atuais.
• onde aij é a coluna da variável xij na matriz A.
CALCULO DOS CUSTOS RELATIVOS cij
• ҧ
𝑐ij = cij - cB B-1 aij para todo (i, j) Є NB onde NB é conjunto das variáveis não-básicas
atuais.
• onde aij é a coluna da variável xij na matriz A.
• Fazendo w = cB B-1 onde w = (u1, u2 ,... , um, v1, v2 ,..., vn)
• ҧ
𝑐ij = cij - waij
• Temos, para toda variável (i, j) não-básica ҧ
𝑐ij = cij - ( ui + vj ) (1)
CALCULO dos ui´s e vj´s
Para toda variável básica xij, ҧ
𝑐ij = 0. logo,
•
• ҧ
𝑐ij = cij - ( ui + vj ) → cij - ( ui + vj ) = 0
• Ou seja, ui + vj = cij ∀ (i , j) básico. (2)
• Devemos resolver o sistema linear (2), o qual é de ordem (m+n), para encontrar os
valores de ui´s e vj´s.
• Obtido os valores de ui´s e vj´s aplica-se na fórmula (1) para calcular os custos
relativos das variáveis não-básicas.
A resolução do sistema linear (2) é fácil e imediata porque a matriz associada é
formada por 1´s e 0´s e está na forma triangular.
MÉTODO U - V
Exemplo 1:
Considere três armazéns que devem abastecer quatro mercados. A capacidade dos
armazéns são a1 = 3, a2 = 7, a3 = 5. A demanda nos mercados são b1 = 4, b2 = 3, b3 = 4, b4 = 4.
Os custos de transporte são:
σ𝑖=1
3
𝑎𝑖 = σ𝑗=1
4
𝑏𝑗 = 15
M1 M2 M3 M4
A1 2 2 2 1
A2 10 8 5 4
A3 7 6 6 8
SOLUÇÃO VIÁVEL BÁSICA INICIAL OBTIDA PELO REGRA DO CANTO NOROESTE
• x11 = 3; x21 = 1; x22 = 3; x23 = 3; x33 = 1; x34 = 4; z = 93
• A presente solução é ótima?
• Devemos calcular os custo relativos ҧ
𝑐ij para toda variável não-básica.
Armazéns/Mercados M1 M2 M3 M4 Oferta
A1
x11 = 3 x12 x13 x14
3
A2
x21 =1 x22 = 3 x23 = 3 x24
7
A3
x31 x32 x33 = 1 x34 = 4
5
Demanda 4 3 4 4
2 2 2
10 8 5
7 6 6
1
4
8
TEMOS QUE ANTES CALCULAR OS uí´s e vj´s.
• uí + vj = cij para toda variável básica (i, j).
• u1 + v1 = c11
• u2 + v1 = c21
• u2 + v2 = c22
• u2 + v3 = c23
• u3 + v3 = c33
• u3 + v4 = c34
• v4 = ca
Armazéns/Mercados M1 M2 M3 M4 Oferta
A1
x11 = 3 x12 x13 x14
3
A2
x21 =1 x22 = 3 x23 = 3 x24
7
A3
x31 x32 x33 = 1 x34 = 4
5
Demanda 4 3 4 4
2 2 2
10 8 5
7 6 6
1
4
8
TEMOS QUE ANTES CALCULAR os uí´s e vj´s.
• uí + vj = cij para toda variável básica (i, j).
• u1 + v1 = 2
• u2 + v1 = 10
• u2 + v2 = 8
• u2 + v3 = 5
• u3 + v3 = 6
• u3 + v4 = 8
• v4 = 0
• v4 = 0; u3 = 8; v3 = -2; u2 = 7; v2 = 1; u1 = -1; v1 = 3;
Armazéns/Mercados M1 M2 M3 M4 Oferta
A1
x11 = 3 x12 x13 x14
3
A2
x21 =1 x22 = 3 x23 = 3 x24
7
A3
x31 x32 x33 = 1 x34 = 4
5
Demanda 4 3 4 4
2 2 2
10 8 5
7 6 6
1
4
8
CALCULAR OS CUSTO RELATIVOS ҧ
𝑐IJ PARA TODA VARIÁVEL NÃO-BÁSICA.
• ҧ
𝑐ij = cij - ( ui + vj ) para toda variável não-básica (i, j).
•
• u1 = -1
•
• u2 = 7
•
• u3 = 8
•
•
• v1 = 3 v2 = 1 v3 = -2 v4 = 0
• ҧ
𝑐12 = c12 - ( u1 + v2 ); ҧ
𝑐12 = 2 - ( -1 + 1 ) = 2
•
Armazéns/Mercados M1 M2 M3 M4 Oferta
A1
x11 = 3 x12 x13 x14
3
A2
x21 =1 x22 = 3 x23 = 3 x24
7
A3
x31 x32 x33 = 1 x34 = 4
5
Demanda 4 3 4 4
2 2 2
10 8 5
7 6 6
1
4
8
CALCULAR OS CUSTO RELATIVOS ҧ
𝑐IJ PARA TODA VARIÁVEL NÃO-BÁSICA.
• ҧ
𝑐ij = cij - ( ui + vj ) para toda variável não-básica.
•
• u1 = -1
•
• u2 = 7
•
• u3 = 8
•
•
• v1 = 3 v2 = 1 v3 = -2 v4 = 0
• ҧ
𝑐13 = c13 - ( u1 + v3 ); ҧ
𝑐12 = 2 - ( -1 + (-2)) = 2 – (-3) = 5
•
Armazéns/Mercados M1 M2 M3 M4 Oferta
A1
x11 = 3 x12 x13 x14
3
A2
x21 =1 x22 = 3 x23 = 3 x24
7
A3
x31 x32 x33 = 1 x34 = 4
5
Demanda 4 3 4 4
2 2 2
10 8 5
7 6 6
1
4
8
CALCULAR OS CUSTO RELATIVOS ҧ
𝑐IJ PARA TODA VARIÁVEL NÃO-BÁSICA.
• ҧ
𝑐ij = cij - ( ui + vj ) para toda variável não-básica.
•
• u1 = -1
•
• u2 = 7
•
• u3 = 8
•
•
• v1 = 3 v2 = 1 v3 = -2 v4 = 0
• ҧ
𝑐14 = c14 - ( u1 + v4 ); ҧ
𝑐12 = = 1 – (-1+0) = 2
•
Armazéns/Mercados M1 M2 M3 M4 Oferta
A1
x11 = 3 x12 x13 x14
3
A2
x21 =1 x22 = 3 x23 = 3 x24
7
A3
x31 x32 x33 = 1 x34 = 4
5
Demanda 4 3 4 4
2 2 2
10 8 5
7 6 6
1
4
8
CALCULAR OS CUSTO RELATIVOS ҧ
𝑐IJ PARA TODA VARIÁVEL NÃO-BÁSICA.
• ҧ
𝑐ij = cij - ( ui + vj ) para toda variável não-básica.
•
• u1 = -1
•
• u2 = 7
•
• u3 = 8
•
•
• v1 = 3 v2 = 1 v3 = -2 v4 = 0
• ҧ
𝑐24= c24 - ( u2 + v4 ); ҧ
𝑐24 = 4 – (7+0) = -3
•
Armazéns/Mercados M1 M2 M3 M4 Oferta
A1
x11 = 3 x12 x13 x14
3
A2
x21 =1 x22 = 3 x23 = 3 x24
7
A3
x31 x32 x33 = 1 x34 = 4
5
Demanda 4 3 4 4
2 2 2
10 8 5
7 6 6
1
4
8
CALCULAR OS CUSTO RELATIVOS ҧ
𝑐IJ PARA TODA VARIÁVEL NÃO-BÁSICA.
• ҧ
𝑐ij = cij - ( ui + vj ) para toda variável não-básica.
•
• u1 = -1
•
• u2 = 7
•
• u3 = 8
•
•
• v1 = 3 v2 = 1 v3 = -2 v4 = 0
• ҧ
𝑐31= c31 - ( u3 + v1 ); ҧ
𝑐31 = 7 – (8+3) = -4
•
Armazéns/Mercados M1 M2 M3 M4 Oferta
A1
x11 = 3 x12 x13 x14
3
A2
x21 =1 x22 = 3 x23 = 3 x24
7
A3
x31 x32 x33 = 1 x34 = 4
5
Demanda 4 3 4 4
2 2 2
10 8 5
7 6 6
1
4
8
CALCULAR OS CUSTO RELATIVOS ҧ
𝑐IJ PARA TODA VARIÁVEL NÃO-BÁSICA.
• ҧ
𝑐ij = cij - ( ui + vj ) para toda variável não-básica.
•
• u1 = -1
•
• u2 = 7
•
• u3 = 8
•
•
• v1 = 3 v2 = 1 v3 = -2 v4 = 0
• ҧ
𝑐32= c32 - ( u3 + v2 ); ҧ
𝑐32 = 6 – (8+1) = -3
•
Armazéns/Mercados M1 M2 M3 M4 Oferta
A1
x11 = 3 x12 x13 x14
3
A2
x21 =1 x22 = 3 x23 = 3 x24
7
A3
x31 x32 x33 = 1 x34 = 4
5
Demanda 4 3 4 4
2 2 2
10 8 5
7 6 6
1
4
8
• A variável x31 entra na base.
•
• u1 = -1
•
• u2 = 7
•
• u3 = 8
•
•
• v1 = 3 v2 = 1 v3 = -2 v4 = 0
• Precisamos fazer o Teste da Razão para saber que variável deve sair da base.
Armazéns/Mercados M1 M2 M3 M4 Oferta
A1
x11 = 3 x12 x13 x14
3
A2
x21 =1 x22 = 3 x23 = 3 x24
7
A3
x31 x32 x33 = 1 x34 = 4
5
Demanda 4 3 4 4
2 2 2
10 8 5
7 6 6
1
4
8
𝜃 é aumentado o máximo possível de modo que a solução permaneça não-negativa.
O máximo valor de 𝜃 é limitado pelas variáveis básicas que decrescerão de 𝜃.
A variável básica que se tornará zero primeiro, é removida da base.
•
•
•
•
•
•
•
•
• 𝜃 = min {1, 1} = 1 ; Neste caso o valor máximo de 𝜃 é 1, e a variável básica x21 sai da base,
enquanto a variável x31 entra na base.
• Devido ter dado empate no Teste da Razão, temos duas variáveis candidatas a deixar a
base. A escolha é arbitrária. Neste caso a variável x33 permanece na base com valor zero.
Armazéns/Mercado
s
M1 M2 M3 M4 Oferta
A1
x11 = 3 x12 x13 x14
3
A2
x21 =1
1- 𝜽
x22 = 3 x23 = 3
3+ 𝜽
x24
7
A3
x31
+ 𝜽
x32 x33 = 1
1- 𝜽
x34 = 4
5
Demanda 4 3 4 4
PIVOTEAMENTO.
• Consiste em somente ajustar os valores das variáveis básicas.
• 𝜃 = min {1, 1} = 1; a variável básica x21 sai da base, enquanto a variável x31 entra na base.
•
•
•
•
•
•
•
•
• Observação: Temos uma solução viável básica degenerada. Isso acontece frequentemente
em problemas de Fluxo em Redes.
Armazéns/Mercados M1 M2 M3 M4 Oferta
A1
x11 = 3 x12 x13 x14
3
A2
x21 x22 = 3 x23 = 4 x24
7
A3
x31 =1 x32 x33 = 0 x34 = 4
5
Demanda 4 3 4 4
NOVA SOLUÇÃO VIÁVEL BÁSICA
• x11 = 3; x22 = 3; x23 = 4; x31 = 4; x33 = 0; x34 = 4; z = 6 + 24 + 20 + 7 + 32 = 89
•
•
•
•
•
• A presente solução é ótima?
Armazéns/Mercados M1 M2 M3 M4 Oferta
A1
x11 = 3 x12 x13 x14
3
A2
x21 x22 = 3 x23 = 4 x24
7
A3
x31 =1 x32 x33 = 0 x34 = 4
5
Demanda 4 3 4 4
Calcular os ui´s e vj´s
• uí + vj = cij para toda variável básica (i, j).
•
•
• u1 = 3
•
• u2 = 7
• u3 = 8
v1 = -1 v2 = 1 v3 = -2 v4 = 0
Armazéns/Mercados M1 M2 M3 M4 Oferta
A1
x11 = 3 x12 x13 x14
3
A2
x21 x22 = 3 x23 = 4 x24
7
A3
x31 =1 x32 x33 = 0 x34 = 4
5
Demanda 4 3 4 4
2 2 2 1
10 8 5 4
7 6 6 8
Calcular os custo relativos ҧ
𝑐ij para toda variável não-básica.
ҧ
𝑐12 = -2; ҧ
𝑐13 = 1; ҧ
𝑐14 = -2; ҧ
𝑐24 = -3; ҧ
𝑐32 = -3.
•
•
u1 = 3
•
• u2 = 7
•
•
• u3 = 8
•
v1 = -1 v2 = 1 v3 = -2 v4 = 0
• A variável x32 entra na base.
Armazéns/Mercados M1 M2 M3 M4 Oferta
A1
x11 = 3 x12 x13 x14
3
A2
x21 x22 = 3 x23 = 4 x24
7
A3
x31 =1 x32 x33 = 0 x34 = 4
5
Demanda 4 3 4 4
2 2 2 1
10 8 5 4
7 6 6 8
• x32 entra na base; Qual variável deve sair da base?
•
• Teste da razão 𝜽 = min { 0, 3} = 0;
•
•
•
•
•
•
•
• A variável x33 sai da base.
Armazéns/Mercados M1 M2 M3 M4 Oferta
A1
x11 = 3 x12 x13 x14
3
A2
x21 x22 = 3- 𝜽 x23 = 4+ 𝜽 x24
7
A3
x31 =1 x32 + 𝜽 x33 = 0 - 𝜽 x34 = 4
5
Demanda 4 3 4 4
2 2 2 1
10 8 5 4
7 6 6 8
Pivoteamento - Ajuste dos valores das variáveis básicas.
•
•
•
•
•
• Observação: Executamos um pivoteamento degenerado. Ou seja, a variável x33 sai da base
com valor zero. Enquanto, a variável x32 entrou na base com valor zero.
• A atual solução é ótima?
Armazéns/Mercados M1 M2 M3 M4 Oferta
A1
x11 = 3 x12 x13 x14
3
A2
x21 x22 = 3 x23 = 4 x24
7
A3
x31 =1 x32 = 0 x33 x34 = 4
5
Demanda 4 3 4 4
2 2 2 1
10 8 5 4
7 6 6 8
• Cálculo dos ui e vj´s
•
•
•
• u1 =3
•
• u2 = 10
• u3 = 8
•
• v1 = -1 v2 = -2 v3 = -5 v4 = 0
•
Armazéns/Mercados M1 M2 M3 M4 Oferta
A1
x11 = 3 x12 x13 x14
3
A2
x21 x22 = 3 x23 = 4 x24
7
A3
x31 =1 x32 = 0 x33 x34 = 4
5
Demanda 4 3 4 4
2 2 2 1
10 8 5 4
7 6 6 8
Calcular os custo relativos ҧ
𝑐ij para toda variável não-básica
•
• ҧ
𝑐12 = 1; ҧ
𝑐13 = 4; ҧ
𝑐14 = -2; ҧ
𝑐21 = 1; ҧ
𝑐24 = -6; ҧ
𝑐33 = 3
•
•
•
•
• u1 = 3
• u1 =3
• u2 = 10
•
•
u3 = 8
• v1 = -1 v2= -2 v3= -5 v4 = 0
•
Armazéns/Mercados M1 M2 M3 M4 Oferta
A1
x11 = 3 x12 x13 x14
3
A2
x2 x22 = 3 x23 = 4 x24
7
A3
x31 =1 x32 = 0 x33 x34 = 4
5
Demanda 4 3 4 4
2 2 2 1
10 8 5 4
7 6 6 8
•
• x24 entra na base.
• Teste a razão 𝜽 = min {3,4} = 3.
•
•
•
•
•
•
•
•
• x22 sai da base.
Armazéns/Mercados M1 M2 M3 M4 Ofert
a
A1
x11 = 3 x12 x13 x14
3
A2
x21 x22 = 3- 𝜽 x23 = 4 x24 + 𝜽
7
A3
x31 =1 x32 = 0+ 𝜽 x33 x34 = 4- 𝜽
5
Demanda 4 3 4 4
.
• Pivoteamento – Ajuste dos valores das variáveis básicas
• Nova solução viável básica z = 71
•
•
•
•
•
•
•
•
• A atual solução é ótima?
Armazéns/Mercados M1 M2 M3 M4 Oferta
A1
x11 = 3 x12 x13 x14
3
A2
x21 x22 x23 = 4 x24 = 3
7
A3
x31 =1 x32 = 3 x33 x34 = 1
5
Demanda 4 3 4 4
.
• Calcular os ui´s e vj´s
•
•
• u1=3
•
•
• u2 = 4
• u3 = 8
•
v1= -1 v2 = -2 v3 = 1 v4 = 0
•
•
Armazéns/Mercados M1 M2 M3 M4 Oferta
A1
x11 = 3 x12 x13 x14
3
A2
x21 x22 x23 = 4 x24 = 3
7
A3
x31 =1 x32 = 3 x33 x34 = 1
5
Demanda 4 3 4 4
2 2 2 1
10 8 5 4
7 6 6 8
Calcular os custo relativos ҧ
𝑐ij para toda variável não-básica
•
• ҧ
𝑐12 = 1; ҧ
𝑐13 = -2; ҧ
𝑐 14 = -2; ҧ
𝑐21= 7; ҧ
𝑐22 = 6; ҧ
𝑐 33 = -3
•
•
•
• u1 =3
•
• u2 = 4
•
u3 = 8
•
•
v1= -1 v2 = -2 v3 = 1 v4 = 0
•
• A variável x33 entra na base
Armazéns/Mercados M1 M2 M3 M4 Oferta
A1
x11 = 3 x12 x13 x14
3
A2
x21 x22 x23 = 4 x24 = 3
7
A3
x31 =1 x32 = 3 x33 x34 = 1
5
Demanda 4 3 4 4
2 2 2 1
10 8 5 4
7 6 6 8
Teste da Razão:
x33 entra na base;
• 𝜽 = min {1,4} = 1.
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
• A variável x34 sai da base
Armazéns/Mercados M1 M2 M3 M4 Oferta
A1
x11 = 3 x12 x13 x14
3
A2
x21 x22 x23 = 4- 𝜽 x24 = 3+ 𝜽
7
A3
x31 =1 x32 = 3 x33 + 𝜽 x34 = 1- 𝜽
5
Demanda 4 3 4 4
2 2 2 1
10 8 5 4
7 6 6 8
PIVOTEAMENTO
• Nova solução viável básica
•
•
•
•
•
•
•
•
Armazéns/Mercados M1 M2 M3 M4 Oferta
A1
x11 = 3 x12 x13 x14
3
A2
x21 x22 x23 = 3 x24 = 4
7
A3
x32 = 3 x33 = 1 x34
5
Demanda 4 3 4 4
2 2 2 1
10 8 5 4
7 6 6 8
.
• Cálculo dos ui´s e vj´s
•
•
• u1 = 0
•
•
• u2 = 4
• u3 = 5
•
v1= 2 v2 = 1 v3 = 1 v4 = 0
•
•
Armazéns/Mercados M1 M2 M3 M4 Oferta
A1
x11 = 3 x12 x13 x14
3
A2
x21 x22 x23 = 3 x24 = 4
7
A3
x31 =1 x32 = 3 x33 = 1 x34
5
Demanda 4 3 4 4
2 2 2 1
10 8 5 4
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Calcular os custo relativos ҧ
𝑐ij para toda variável não-básica
• ҧ
𝑐12 = 1; ҧ
𝑐13 = 1; ҧ
𝑐14 = 1; ҧ
𝑐21 = 4; ҧ
𝑐22 = 3; ҧ
𝑐34 = 3.
•
•
•
u1=0
•
•
• u2 =4
•
•
• u3 = 5
•
v1= 2 v2 = 1 v3 = 1 v4 = 0
•
• Como todos os custos relativos das variáveis não-básica são não negativos, então a solução
atual é ótima.
Armazéns/Mercados M1 M2 M3 M4 Oferta
A1
x11 = 3 x12 x13 x14
3
A2
x21 x22 x23 = 3 x24 = 4
7
A3
x31 =1 x32 = 3 x33 = 1 x34
5
Demanda 4 3 4 4
2 2 2 1
10 8 5 4
7 6 6 8
SOLUÇÃO ÓTIMA
• x*11 = 3; x*23 = 3; x*24 = 4; x*31 = 1; x*32 = 3; x*33 = 1; z* = 68
•
•
•
•
•
•
•
•
•
• .
Armazéns/Mercados M1 M2 M3 M4 Oferta
A1
x11 = 3 x12 x13 x14
3
A2
x21 x22 x23 = 3 x24 = 4
7
A3
x31 =1 x32 = 3 x33 = 1 x34
5
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  • 1. MÉTODO SIMPLEX PARA O PROBLEMA DE TRANSPORTE PARTE II
  • 2. SIMPLEX NA FORMA MATRICIAL • Exemplo 1: • Min Z = - 5x1 - 2x2 • x1 ≤ 3 • Suj a: x2 ≤ 4 • x1 + 2x2 ≤ 9 • x1, x2 ≥ 0 • Forma Padrão: • Min Z = - 5x1 - 2x2 • x1 + x3 = 3 • Suj a: x2 + x4 = 4 • x1 + 2x2 + x5 = 9 • x1, x2, x3, x4, x5 ≥ 0
  • 3. SIMPLEX NA FORMA MATRICIAL • Tablô Inicial: • Base x1 x2 x3 x4 x5 b Base x1 x2 x3 x4 x5 b • x3 1 0 1 0 0 3 • x4 0 1 0 1 0 4 xB A b • x5 1 2 0 0 1 9 • ----------------------------------------------- ----------------------------------------------- • -5 -2 0 0 0 Z c Z • • Base x1 x2 x3 x4 x5 b • b = (bB1, bB2, bB3); • xB N B b cN = (c1, c2); cB = (c3, c4, c5); • • ----------------------------------------------- • cN cB Z
  • 4. SIMPLEX NA FORMA MATRICIAL • • Dado uma problema de programação linear temos: • Tablô inicial • A b B N b O problema está na forma padrão mas não • --------------- = ------------------- corresponde a uma solução no Simplex, • c z cN cB Z porque o tablô não está na forma canônica. • • • Pré-multiplicando a matriz referente às restrições por B-1 temos: • • I B-1 N B-1 b • -------------------------------- • cB cN Z
  • 5. SIMPLEX NA FORMA MATRICIAL • • Pré-multiplicando por ( – cB ) e somando com a linha da função objetivo temos: • • I B-1 N B-1 b • ------------------------------------------------------------------- valor da solução atual • 0 ത 𝒄N = cN - cB B-1 N Z - cBB-1 b • custos relativos das valor atual da função objetivo • variáveis não-básicas • Escrevendo a expressão vetorial dos custos relativos individualmente para cada variável não-básica: • ҧ 𝑐j = cj - cB B-1 aj para todo j Є NB onde NB é conjunto das variáveis não-básicas atuais. • onde aj é a coluna da variável xj na matriz A.
  • 7. MÉTODO U - V Dado uma solução viável básica devemos determinar se a solução é ótima ou selecionar uma variável para entrar na base. Cálculo do custo relativo ഥ 𝑐ij para cada variável não-básica:
  • 8. POSTO DA MATRIZ A Sabemos que Posto (A) = m + n – 1. Ou seja, a matriz A não possui posto completo. Logo, temos (m+n–1) restrições linearmente independente, para o qual uma base existe. Para aplicarmos o método Simplex devemos completar o posto de A. Isso é feito pela adição de uma variável artificial em uma das restrições. Selecionamos a última restrição e aumentamos a matriz A com uma nova variável artificial ou arco raiz xa tendo uma coluna em+n. Daqui em diante, A0 = (A, em+n). Esse arco raiz sempre vai estar na base.
  • 9. PROBLEMA DE TRANSPORTE • Origens Destinos • (centros de produção) (centros consumidores) • • • . . • . . • . . • ]] • . . • . . • . . • arco • raiz 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 n 1 1 1 1 m 1 1 1 1 i 1 1 1 1 i 1 1
  • 10. BASE PARA O PROBLEMA DE TRANSPORTE Portanto, uma base para o problema de transporte será formada por (m+n) variáveis básicas, sendo que a variável artificial xa associada ao arco raiz em+n sempre vai estar na base com fluxo zero (xa = 0). Devido xa = 0 sempre então podemos atribuir qualquer valor para o seu custo. Atribuímos ca = 0 para facilitar os cálculos. Seja cB o vetor de custos das variáveis básicas, então cB = (cB1 , cB2 , ..., cB(m+n)), portanto, com (m+n) elementos.
  • 11. APLICAÇÃO 1: • Considere uma companhia distribuidora de bebidas que tem 2 centros de produção – Araraquara e São José dos Campos e 3 mercados consumidores principais – São Paulo, Belo Horizonte e Rio de Janeiro. O custo unitário cij de se transportar uma unidade do produto de cada centro de suprimento a cada mercado consumidor é dado na tabela abaixo. Nessa tabela, também são apresentadas as demandas bj de cada mercado e a quantidade máxima disponível do produto em cada centro de produção ai no próximo período. Centro de suprimento/Mercado São Paulo (1) Belo Horizonte (2) Rio de Janeiro (3) Suprimento disponível (ai ) Araraquara (1) 4 2 5 800 S. J. Campos (2) 11 7 4 1000 Demanda dos mercados (bj ) 500 400 900
  • 12. FORMULAÇÃO DO PROBLEMA • Definindo a variável xij como a quantidade do produto a ser enviada do centro de produção i, i = 1 (Araraquara), 2 (São José dos Campos), ao mercado j, j = 1 (São Paulo), 2 (Belo Horizonte, 3 (Rio de Janeiro), o modelo que representa o problema é dado por: • Minimizar z = 4x11 + 2x12 + 5x13 + 11x21 + 7x22 + 4x23 • Sujeito a: x11 + x12 + x13 = 800 (1) • x21 + x22 + x23 = 1000 (2) • x11 + x21 = 500 (3) • x12 + x22 = 400 (4) • x13 + x23 = 900 (5) x11 ≥ 0, x12 ≥ 0, x13 ≥ 0, x21 ≥ 0, x22 ≥ 0, x23 ≥ 0 (6)
  • 13. FORMULAÇÃO DO PROBLEMA • Na matriz de restrição cada coluna está associada a uma variável xij. Dessa forma, reescrevendo a matriz de restrição A do problema temos: • Minimizar z = 4x11 + 2x12 + 5x13 + 11x21 + 7x22 + 4x23 • Suj a: x11 + x12 + x13 = 800 • x21 + x22 + x23 = 1000 • x11 + x21 = 500 • x12 + x22 = 400 • x13 + x23 = 900 x11 ≥ 0, x12 ≥ 0, x13 ≥ 0, x21 ≥ 0, x22 ≥ 0, x23 ≥ 0 Observe que as colunas da matriz de restrições A tem dois 1´s e o restante dos elementos são zero. Ou seja, a coluna de A associada a variável xij tem 1 na i-ésima e j-ésima posições. Onde i está associado as origens e j associado aos destinos.
  • 14. PROBLEMA DE TRANSPORTE Adição do arco raiz • Origens Destinos • (centros de produção) (centros consumidores) • • c11 • c12 • • c21 • • c23 • • • c33 arco • raiz • 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 3 1 1 1 1 3 1 1 1 1 2 1 1 2
  • 15. FORMULAÇÃO DO PROBLEMA • Adicionando na matriz A uma variável artificial (arco raiz) xa tendo como coluna em+n = e5. • Minimizar z = 4x11 + 2x12 + 5x13 + 11x21 + 7x22 + 4x23 • Suj a: x11 + x12 + x13 = 800 • x21 + x22 + x23 = 1000 • x11 + x21 = 500 • x12 + x22 = 400 • x13 + x23 + xa = 900 • x11 ≥ 0, x12 ≥ 0, x13 ≥ 0, x21 ≥ 0, x22 ≥ 0, x23 ≥ 0, xa ≥ 0.
  • 16. MATRIZ A DO PROBLEMA • Cada coluna associada a uma variável xij. Temos a coluna da variável xa associada ao arco raiz e5. • x11 x12 x13 x21 x22 x23 xa • 1 1 1 0 0 0 0 i = 1, 2 • 0 0 0 1 1 1 0 • A = 1 0 0 1 0 0 0 • 0 1 0 0 1 0 0 j = 1, 2, 3 • 0 0 1 0 0 1 1 Observe que as colunas da matriz A tem dois 1´s e o restante dos elementos são zero. Ou seja, a coluna de A associada a variável xij tem 1 na i-ésima e j-ésima posições. Onde i está associado as origens e j associado aos destinos.
  • 17. CALCULO DOS CUSTOS RELATIVOS ҧ 𝑐ij • Escrevendo a expressão vetorial dos custos relativos individualmente para cada variável não-básica: • ҧ 𝑐j = cj - cB B-1 aj para todo j Є NB onde NB é conjunto das variáveis não-básicas atuais. • onde aj é a coluna da variável xj na matriz A. • Entretanto, as variáveis no problema de transporte tem dois índices. Logo, reescrevendo a expressão acima, temos: • ҧ 𝑐ij = cij - cB B-1 aij para todo (i, j) Є NB onde NB é conjunto das variáveis não-básicas atuais. • onde aij é a coluna da variável xij na matriz A.
  • 18. CALCULO DOS CUSTOS RELATIVOS cij • ҧ 𝑐ij = cij - cB B-1 aij para todo (i, j) Є NB onde NB é conjunto das variáveis não-básicas atuais. • onde aij é a coluna da variável xij na matriz A. • Fazendo w = cB B-1 onde w = (u1, u2 ,... , um, v1, v2 ,..., vn) • ҧ 𝑐ij = cij - waij • Temos, para toda variável (i, j) não-básica ҧ 𝑐ij = cij - ( ui + vj ) (1)
  • 19. CALCULO dos ui´s e vj´s Para toda variável básica xij, ҧ 𝑐ij = 0. logo, • • ҧ 𝑐ij = cij - ( ui + vj ) → cij - ( ui + vj ) = 0 • Ou seja, ui + vj = cij ∀ (i , j) básico. (2) • Devemos resolver o sistema linear (2), o qual é de ordem (m+n), para encontrar os valores de ui´s e vj´s. • Obtido os valores de ui´s e vj´s aplica-se na fórmula (1) para calcular os custos relativos das variáveis não-básicas. A resolução do sistema linear (2) é fácil e imediata porque a matriz associada é formada por 1´s e 0´s e está na forma triangular.
  • 20. MÉTODO U - V Exemplo 1: Considere três armazéns que devem abastecer quatro mercados. A capacidade dos armazéns são a1 = 3, a2 = 7, a3 = 5. A demanda nos mercados são b1 = 4, b2 = 3, b3 = 4, b4 = 4. Os custos de transporte são: σ𝑖=1 3 𝑎𝑖 = σ𝑗=1 4 𝑏𝑗 = 15 M1 M2 M3 M4 A1 2 2 2 1 A2 10 8 5 4 A3 7 6 6 8
  • 21. SOLUÇÃO VIÁVEL BÁSICA INICIAL OBTIDA PELO REGRA DO CANTO NOROESTE • x11 = 3; x21 = 1; x22 = 3; x23 = 3; x33 = 1; x34 = 4; z = 93 • A presente solução é ótima? • Devemos calcular os custo relativos ҧ 𝑐ij para toda variável não-básica. Armazéns/Mercados M1 M2 M3 M4 Oferta A1 x11 = 3 x12 x13 x14 3 A2 x21 =1 x22 = 3 x23 = 3 x24 7 A3 x31 x32 x33 = 1 x34 = 4 5 Demanda 4 3 4 4 2 2 2 10 8 5 7 6 6 1 4 8
  • 22. TEMOS QUE ANTES CALCULAR OS uí´s e vj´s. • uí + vj = cij para toda variável básica (i, j). • u1 + v1 = c11 • u2 + v1 = c21 • u2 + v2 = c22 • u2 + v3 = c23 • u3 + v3 = c33 • u3 + v4 = c34 • v4 = ca Armazéns/Mercados M1 M2 M3 M4 Oferta A1 x11 = 3 x12 x13 x14 3 A2 x21 =1 x22 = 3 x23 = 3 x24 7 A3 x31 x32 x33 = 1 x34 = 4 5 Demanda 4 3 4 4 2 2 2 10 8 5 7 6 6 1 4 8
  • 23. TEMOS QUE ANTES CALCULAR os uí´s e vj´s. • uí + vj = cij para toda variável básica (i, j). • u1 + v1 = 2 • u2 + v1 = 10 • u2 + v2 = 8 • u2 + v3 = 5 • u3 + v3 = 6 • u3 + v4 = 8 • v4 = 0 • v4 = 0; u3 = 8; v3 = -2; u2 = 7; v2 = 1; u1 = -1; v1 = 3; Armazéns/Mercados M1 M2 M3 M4 Oferta A1 x11 = 3 x12 x13 x14 3 A2 x21 =1 x22 = 3 x23 = 3 x24 7 A3 x31 x32 x33 = 1 x34 = 4 5 Demanda 4 3 4 4 2 2 2 10 8 5 7 6 6 1 4 8
  • 24. CALCULAR OS CUSTO RELATIVOS ҧ 𝑐IJ PARA TODA VARIÁVEL NÃO-BÁSICA. • ҧ 𝑐ij = cij - ( ui + vj ) para toda variável não-básica (i, j). • • u1 = -1 • • u2 = 7 • • u3 = 8 • • • v1 = 3 v2 = 1 v3 = -2 v4 = 0 • ҧ 𝑐12 = c12 - ( u1 + v2 ); ҧ 𝑐12 = 2 - ( -1 + 1 ) = 2 • Armazéns/Mercados M1 M2 M3 M4 Oferta A1 x11 = 3 x12 x13 x14 3 A2 x21 =1 x22 = 3 x23 = 3 x24 7 A3 x31 x32 x33 = 1 x34 = 4 5 Demanda 4 3 4 4 2 2 2 10 8 5 7 6 6 1 4 8
  • 25. CALCULAR OS CUSTO RELATIVOS ҧ 𝑐IJ PARA TODA VARIÁVEL NÃO-BÁSICA. • ҧ 𝑐ij = cij - ( ui + vj ) para toda variável não-básica. • • u1 = -1 • • u2 = 7 • • u3 = 8 • • • v1 = 3 v2 = 1 v3 = -2 v4 = 0 • ҧ 𝑐13 = c13 - ( u1 + v3 ); ҧ 𝑐12 = 2 - ( -1 + (-2)) = 2 – (-3) = 5 • Armazéns/Mercados M1 M2 M3 M4 Oferta A1 x11 = 3 x12 x13 x14 3 A2 x21 =1 x22 = 3 x23 = 3 x24 7 A3 x31 x32 x33 = 1 x34 = 4 5 Demanda 4 3 4 4 2 2 2 10 8 5 7 6 6 1 4 8
  • 26. CALCULAR OS CUSTO RELATIVOS ҧ 𝑐IJ PARA TODA VARIÁVEL NÃO-BÁSICA. • ҧ 𝑐ij = cij - ( ui + vj ) para toda variável não-básica. • • u1 = -1 • • u2 = 7 • • u3 = 8 • • • v1 = 3 v2 = 1 v3 = -2 v4 = 0 • ҧ 𝑐14 = c14 - ( u1 + v4 ); ҧ 𝑐12 = = 1 – (-1+0) = 2 • Armazéns/Mercados M1 M2 M3 M4 Oferta A1 x11 = 3 x12 x13 x14 3 A2 x21 =1 x22 = 3 x23 = 3 x24 7 A3 x31 x32 x33 = 1 x34 = 4 5 Demanda 4 3 4 4 2 2 2 10 8 5 7 6 6 1 4 8
  • 27. CALCULAR OS CUSTO RELATIVOS ҧ 𝑐IJ PARA TODA VARIÁVEL NÃO-BÁSICA. • ҧ 𝑐ij = cij - ( ui + vj ) para toda variável não-básica. • • u1 = -1 • • u2 = 7 • • u3 = 8 • • • v1 = 3 v2 = 1 v3 = -2 v4 = 0 • ҧ 𝑐24= c24 - ( u2 + v4 ); ҧ 𝑐24 = 4 – (7+0) = -3 • Armazéns/Mercados M1 M2 M3 M4 Oferta A1 x11 = 3 x12 x13 x14 3 A2 x21 =1 x22 = 3 x23 = 3 x24 7 A3 x31 x32 x33 = 1 x34 = 4 5 Demanda 4 3 4 4 2 2 2 10 8 5 7 6 6 1 4 8
  • 28. CALCULAR OS CUSTO RELATIVOS ҧ 𝑐IJ PARA TODA VARIÁVEL NÃO-BÁSICA. • ҧ 𝑐ij = cij - ( ui + vj ) para toda variável não-básica. • • u1 = -1 • • u2 = 7 • • u3 = 8 • • • v1 = 3 v2 = 1 v3 = -2 v4 = 0 • ҧ 𝑐31= c31 - ( u3 + v1 ); ҧ 𝑐31 = 7 – (8+3) = -4 • Armazéns/Mercados M1 M2 M3 M4 Oferta A1 x11 = 3 x12 x13 x14 3 A2 x21 =1 x22 = 3 x23 = 3 x24 7 A3 x31 x32 x33 = 1 x34 = 4 5 Demanda 4 3 4 4 2 2 2 10 8 5 7 6 6 1 4 8
  • 29. CALCULAR OS CUSTO RELATIVOS ҧ 𝑐IJ PARA TODA VARIÁVEL NÃO-BÁSICA. • ҧ 𝑐ij = cij - ( ui + vj ) para toda variável não-básica. • • u1 = -1 • • u2 = 7 • • u3 = 8 • • • v1 = 3 v2 = 1 v3 = -2 v4 = 0 • ҧ 𝑐32= c32 - ( u3 + v2 ); ҧ 𝑐32 = 6 – (8+1) = -3 • Armazéns/Mercados M1 M2 M3 M4 Oferta A1 x11 = 3 x12 x13 x14 3 A2 x21 =1 x22 = 3 x23 = 3 x24 7 A3 x31 x32 x33 = 1 x34 = 4 5 Demanda 4 3 4 4 2 2 2 10 8 5 7 6 6 1 4 8
  • 30. • A variável x31 entra na base. • • u1 = -1 • • u2 = 7 • • u3 = 8 • • • v1 = 3 v2 = 1 v3 = -2 v4 = 0 • Precisamos fazer o Teste da Razão para saber que variável deve sair da base. Armazéns/Mercados M1 M2 M3 M4 Oferta A1 x11 = 3 x12 x13 x14 3 A2 x21 =1 x22 = 3 x23 = 3 x24 7 A3 x31 x32 x33 = 1 x34 = 4 5 Demanda 4 3 4 4 2 2 2 10 8 5 7 6 6 1 4 8
  • 31. 𝜃 é aumentado o máximo possível de modo que a solução permaneça não-negativa. O máximo valor de 𝜃 é limitado pelas variáveis básicas que decrescerão de 𝜃. A variável básica que se tornará zero primeiro, é removida da base. • • • • • • • • • 𝜃 = min {1, 1} = 1 ; Neste caso o valor máximo de 𝜃 é 1, e a variável básica x21 sai da base, enquanto a variável x31 entra na base. • Devido ter dado empate no Teste da Razão, temos duas variáveis candidatas a deixar a base. A escolha é arbitrária. Neste caso a variável x33 permanece na base com valor zero. Armazéns/Mercado s M1 M2 M3 M4 Oferta A1 x11 = 3 x12 x13 x14 3 A2 x21 =1 1- 𝜽 x22 = 3 x23 = 3 3+ 𝜽 x24 7 A3 x31 + 𝜽 x32 x33 = 1 1- 𝜽 x34 = 4 5 Demanda 4 3 4 4
  • 32. PIVOTEAMENTO. • Consiste em somente ajustar os valores das variáveis básicas. • 𝜃 = min {1, 1} = 1; a variável básica x21 sai da base, enquanto a variável x31 entra na base. • • • • • • • • • Observação: Temos uma solução viável básica degenerada. Isso acontece frequentemente em problemas de Fluxo em Redes. Armazéns/Mercados M1 M2 M3 M4 Oferta A1 x11 = 3 x12 x13 x14 3 A2 x21 x22 = 3 x23 = 4 x24 7 A3 x31 =1 x32 x33 = 0 x34 = 4 5 Demanda 4 3 4 4
  • 33. NOVA SOLUÇÃO VIÁVEL BÁSICA • x11 = 3; x22 = 3; x23 = 4; x31 = 4; x33 = 0; x34 = 4; z = 6 + 24 + 20 + 7 + 32 = 89 • • • • • • A presente solução é ótima? Armazéns/Mercados M1 M2 M3 M4 Oferta A1 x11 = 3 x12 x13 x14 3 A2 x21 x22 = 3 x23 = 4 x24 7 A3 x31 =1 x32 x33 = 0 x34 = 4 5 Demanda 4 3 4 4
  • 34. Calcular os ui´s e vj´s • uí + vj = cij para toda variável básica (i, j). • • • u1 = 3 • • u2 = 7 • u3 = 8 v1 = -1 v2 = 1 v3 = -2 v4 = 0 Armazéns/Mercados M1 M2 M3 M4 Oferta A1 x11 = 3 x12 x13 x14 3 A2 x21 x22 = 3 x23 = 4 x24 7 A3 x31 =1 x32 x33 = 0 x34 = 4 5 Demanda 4 3 4 4 2 2 2 1 10 8 5 4 7 6 6 8
  • 35. Calcular os custo relativos ҧ 𝑐ij para toda variável não-básica. ҧ 𝑐12 = -2; ҧ 𝑐13 = 1; ҧ 𝑐14 = -2; ҧ 𝑐24 = -3; ҧ 𝑐32 = -3. • • u1 = 3 • • u2 = 7 • • • u3 = 8 • v1 = -1 v2 = 1 v3 = -2 v4 = 0 • A variável x32 entra na base. Armazéns/Mercados M1 M2 M3 M4 Oferta A1 x11 = 3 x12 x13 x14 3 A2 x21 x22 = 3 x23 = 4 x24 7 A3 x31 =1 x32 x33 = 0 x34 = 4 5 Demanda 4 3 4 4 2 2 2 1 10 8 5 4 7 6 6 8
  • 36. • x32 entra na base; Qual variável deve sair da base? • • Teste da razão 𝜽 = min { 0, 3} = 0; • • • • • • • • A variável x33 sai da base. Armazéns/Mercados M1 M2 M3 M4 Oferta A1 x11 = 3 x12 x13 x14 3 A2 x21 x22 = 3- 𝜽 x23 = 4+ 𝜽 x24 7 A3 x31 =1 x32 + 𝜽 x33 = 0 - 𝜽 x34 = 4 5 Demanda 4 3 4 4 2 2 2 1 10 8 5 4 7 6 6 8
  • 37. Pivoteamento - Ajuste dos valores das variáveis básicas. • • • • • • Observação: Executamos um pivoteamento degenerado. Ou seja, a variável x33 sai da base com valor zero. Enquanto, a variável x32 entrou na base com valor zero. • A atual solução é ótima? Armazéns/Mercados M1 M2 M3 M4 Oferta A1 x11 = 3 x12 x13 x14 3 A2 x21 x22 = 3 x23 = 4 x24 7 A3 x31 =1 x32 = 0 x33 x34 = 4 5 Demanda 4 3 4 4 2 2 2 1 10 8 5 4 7 6 6 8
  • 38. • Cálculo dos ui e vj´s • • • • u1 =3 • • u2 = 10 • u3 = 8 • • v1 = -1 v2 = -2 v3 = -5 v4 = 0 • Armazéns/Mercados M1 M2 M3 M4 Oferta A1 x11 = 3 x12 x13 x14 3 A2 x21 x22 = 3 x23 = 4 x24 7 A3 x31 =1 x32 = 0 x33 x34 = 4 5 Demanda 4 3 4 4 2 2 2 1 10 8 5 4 7 6 6 8
  • 39. Calcular os custo relativos ҧ 𝑐ij para toda variável não-básica • • ҧ 𝑐12 = 1; ҧ 𝑐13 = 4; ҧ 𝑐14 = -2; ҧ 𝑐21 = 1; ҧ 𝑐24 = -6; ҧ 𝑐33 = 3 • • • • • u1 = 3 • u1 =3 • u2 = 10 • • u3 = 8 • v1 = -1 v2= -2 v3= -5 v4 = 0 • Armazéns/Mercados M1 M2 M3 M4 Oferta A1 x11 = 3 x12 x13 x14 3 A2 x2 x22 = 3 x23 = 4 x24 7 A3 x31 =1 x32 = 0 x33 x34 = 4 5 Demanda 4 3 4 4 2 2 2 1 10 8 5 4 7 6 6 8
  • 40. • • x24 entra na base. • Teste a razão 𝜽 = min {3,4} = 3. • • • • • • • • • x22 sai da base. Armazéns/Mercados M1 M2 M3 M4 Ofert a A1 x11 = 3 x12 x13 x14 3 A2 x21 x22 = 3- 𝜽 x23 = 4 x24 + 𝜽 7 A3 x31 =1 x32 = 0+ 𝜽 x33 x34 = 4- 𝜽 5 Demanda 4 3 4 4
  • 41. . • Pivoteamento – Ajuste dos valores das variáveis básicas • Nova solução viável básica z = 71 • • • • • • • • • A atual solução é ótima? Armazéns/Mercados M1 M2 M3 M4 Oferta A1 x11 = 3 x12 x13 x14 3 A2 x21 x22 x23 = 4 x24 = 3 7 A3 x31 =1 x32 = 3 x33 x34 = 1 5 Demanda 4 3 4 4
  • 42. . • Calcular os ui´s e vj´s • • • u1=3 • • • u2 = 4 • u3 = 8 • v1= -1 v2 = -2 v3 = 1 v4 = 0 • • Armazéns/Mercados M1 M2 M3 M4 Oferta A1 x11 = 3 x12 x13 x14 3 A2 x21 x22 x23 = 4 x24 = 3 7 A3 x31 =1 x32 = 3 x33 x34 = 1 5 Demanda 4 3 4 4 2 2 2 1 10 8 5 4 7 6 6 8
  • 43. Calcular os custo relativos ҧ 𝑐ij para toda variável não-básica • • ҧ 𝑐12 = 1; ҧ 𝑐13 = -2; ҧ 𝑐 14 = -2; ҧ 𝑐21= 7; ҧ 𝑐22 = 6; ҧ 𝑐 33 = -3 • • • • u1 =3 • • u2 = 4 • u3 = 8 • • v1= -1 v2 = -2 v3 = 1 v4 = 0 • • A variável x33 entra na base Armazéns/Mercados M1 M2 M3 M4 Oferta A1 x11 = 3 x12 x13 x14 3 A2 x21 x22 x23 = 4 x24 = 3 7 A3 x31 =1 x32 = 3 x33 x34 = 1 5 Demanda 4 3 4 4 2 2 2 1 10 8 5 4 7 6 6 8
  • 44. Teste da Razão: x33 entra na base; • 𝜽 = min {1,4} = 1. • • • • • • • • • • • A variável x34 sai da base Armazéns/Mercados M1 M2 M3 M4 Oferta A1 x11 = 3 x12 x13 x14 3 A2 x21 x22 x23 = 4- 𝜽 x24 = 3+ 𝜽 7 A3 x31 =1 x32 = 3 x33 + 𝜽 x34 = 1- 𝜽 5 Demanda 4 3 4 4 2 2 2 1 10 8 5 4 7 6 6 8
  • 45. PIVOTEAMENTO • Nova solução viável básica • • • • • • • • Armazéns/Mercados M1 M2 M3 M4 Oferta A1 x11 = 3 x12 x13 x14 3 A2 x21 x22 x23 = 3 x24 = 4 7 A3 x32 = 3 x33 = 1 x34 5 Demanda 4 3 4 4 2 2 2 1 10 8 5 4 7 6 6 8
  • 46. . • Cálculo dos ui´s e vj´s • • • u1 = 0 • • • u2 = 4 • u3 = 5 • v1= 2 v2 = 1 v3 = 1 v4 = 0 • • Armazéns/Mercados M1 M2 M3 M4 Oferta A1 x11 = 3 x12 x13 x14 3 A2 x21 x22 x23 = 3 x24 = 4 7 A3 x31 =1 x32 = 3 x33 = 1 x34 5 Demanda 4 3 4 4 2 2 2 1 10 8 5 4 7 6 6 8
  • 47. Calcular os custo relativos ҧ 𝑐ij para toda variável não-básica • ҧ 𝑐12 = 1; ҧ 𝑐13 = 1; ҧ 𝑐14 = 1; ҧ 𝑐21 = 4; ҧ 𝑐22 = 3; ҧ 𝑐34 = 3. • • • u1=0 • • • u2 =4 • • • u3 = 5 • v1= 2 v2 = 1 v3 = 1 v4 = 0 • • Como todos os custos relativos das variáveis não-básica são não negativos, então a solução atual é ótima. Armazéns/Mercados M1 M2 M3 M4 Oferta A1 x11 = 3 x12 x13 x14 3 A2 x21 x22 x23 = 3 x24 = 4 7 A3 x31 =1 x32 = 3 x33 = 1 x34 5 Demanda 4 3 4 4 2 2 2 1 10 8 5 4 7 6 6 8
  • 48. SOLUÇÃO ÓTIMA • x*11 = 3; x*23 = 3; x*24 = 4; x*31 = 1; x*32 = 3; x*33 = 1; z* = 68 • • • • • • • • • • . Armazéns/Mercados M1 M2 M3 M4 Oferta A1 x11 = 3 x12 x13 x14 3 A2 x21 x22 x23 = 3 x24 = 4 7 A3 x31 =1 x32 = 3 x33 = 1 x34 5 Demanda 4 3 4 4 2 2 2 1 10 8 5 4 7 6 6 8