Задания и методические указания к курсовой работе по Системному анализу и исследованию операций для студентов специальности асу icon

Задания и методические указания к курсовой работе по Системному анализу и исследованию операций для студентов специальности асу



НазваниеЗадания и методические указания к курсовой работе по Системному анализу и исследованию операций для студентов специальности асу
страница1/13
А.Л.Гольдштейн
Дата конвертации26.05.2012
Размер1.42 Mb.
ТипМетодические указания
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   13



Пермский государственный технический университет

Кафедра информационных технологий и автоматизированных систем




ЗАДАНИЯ И МЕТОДИЧЕСКИЕ

УКАЗАНИЯ

к курсовой работе

по Системному анализу и исследованию операций

для студентов специальности АСУ


Разработал профессор кафедры ИТАС

А.Л.Гольдштейн


Пермь 2004


ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ КУРСОВОЙ РАБОТЫ

Курсовая работа по дисциплине «Системный анализ и исследование операций» выполня­ется в соответствии с учебным планом специальности «Автоматизированные системы обработки информации и управления». Она посвящена моделированию, анализу и решению оптимизационных задач, схожих по содержанию (но не размерности) с реальными задачами, возникающими в бизнесе, экономике, планировании и управлении сложными системами.

Цель курсовой работы – закрепление и углубление знаний, полученных студентами в процессе изучения кур­сов «Теория принятия решений» и «Системный анализ и исследование операций», развитие навыков само­стоятельной работы при решении конкретных оптимиза­ционных задач, освоение и практическое применение компьютерных программ для задач математического программирования.

Выполнение работы требует от студента творческого подхода, так как заранее не регламентируется ни струк­тура модели, ни метод решения, и не выдаются какие-либо готовые формулы расчета. С этой точки зрения настоящую кур­совую работу можно рас­сматривать как учебно-исследовательскую.


^ ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ КУРСОВОЙ РАБОТЫ

Каждый студент получает индивидуальное задание на курсовую работу – один из вариантов, приведенных в разделе «Задания» настоящих рекомендаций. При вы­даче задания или в процессе выполнения курсовой ра­боты преподаватель может корректировать и/или дополнять исходный вариант задания. Допускается также выполне­ние заданий, связанных с научно-исследовательской ра­ботой студентов, если предлагаемые темы лежат в области исследования операций (принятия решений). В этом случае руководитель научно-исследовательской работы студента должен согласовать индивидуальное задание с преподавателем, ведущим курсовую работу.

Курсовая работа выполняется в одном семестре в со­ответствии с графиком, рекомендуемым преподавателем, и должна быть закончена и сдана на проверку не позд­нее, чем за 2 недели до начала сессии.

Студенту предоставляется большая самостоятель­ность в решении поставленной задачи, однако для ис­ключения возможных грубых ошибок рекомендуется со­гласовывать все принципиальные вопросы с руководите­лем курсовой работы. С этой целью проводятся консультации преподавателя, ведущего курсовую работу.
На консультациях также осуществляется учет фактически проделанной работы, для чего студент должен представлять преподавателю задание и черновые записи.

Выполнение курсовой работы требует в среднем 15–20 часов, включая оформ­ление.

Как правило, задачи решаются с использованием специализированного пакета программ, рекомендуемого преподавателем, однако в отдельных случаях требуется решать как на компьютере, так и «вруч­ную» (если наиболее подходящий метод отсутствует в используемом пакете).

Оформленная курсовая работа сдается на проверку преподавателю. При выявлении принципиальных оши­бок работа возвращается студенту на доработку. После проверки проводится собеседование, во время которого преподаватель знакомит исполнителя со своими замеча­ниями по работе и задает ему вопросы в рамках вы­полненного задания и соответствующих теоретических положений.

При определении оценки (по четырехбалльной систе­ме) принимаются во внимание степень самостоятельно­сти и оригинальность выполнения работы, качество проработки всех во­просов, качество оформления, срок сдачи работы и ре­зультаты собеседования.

Лучшие работы могут представляться на конкурсы курсовых или научно-исследовательских работ студен­тов.


^ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Предлагаемые к проработке варианты заданий каса­ются разных тем изучаемого курса и, следовательно, не являются однотипными. В то же время задания ориентированы на класс задач, для решения которых может быть применен один из пакетов математического программирования, в частности LINDO. Это задачи линейного, дроб­но-линейного, целочислен-ного и квадратичного программирования.

Исходя из методологии исследования операций, мож­но рекомендовать общую процедуру выполнения работы, которая включает следующие этапы:

  1. Осмысливание задачи, проработка литературы.

  2. Преобразование исходных данных.

  3. Построение математической модели.

  4. Выбор метода решения.

  5. Решение.

  6. Интерпретация и анализ полученных результатов.

  7. Оформление.

Выполнение курсовой работы следует начинать с уяс­нения поставленной задачи.

Нужно добиться четкого понимания каждого условия, каждого пункта требований, внимательно просмотреть исходные данные и оценить возможные пути решения. Такой подход позволяет целенаправленно подобрать ли­тературу, необходимую для выполнения работы.

Преобразование исходных данных не обязательно следует за первым этапом. Нередко оно выполняется до и после построения математической модели или только после него. В результате преобразования проясняется структура модели и определяются численные значения всех параметров, входящих в модель.

К третьему этапу должен быть содержательно опре­делен критерий оптимизации. В тех случаях, когда воз­можно ввести несколько критериев, каждый из них надо описать и затем обосновать выбор того критерия, по ко­торому будет отыскиваться оптимальное решение (если не оговорено решение по нескольким критериям).

Важнейшим моментом построения модели является введение искомых переменных. От того, как будут вве­дены переменные, зависит и размерность модели, и ме­тод решения, и удобство использования полученных ре­зультатов.

Если переменные не позволяют записать в математи­ческой форме критерий и все условия задачи, то они вве­дены неверно. Число вводимых переменных должно быть как можно меньше (но не за счет увеличения числа огра­ничений модели), и каждая переменная должна иметь простой физический смысл. Следует подумать также об удобстве использования отыскиваемого решения, так как неудачно введенные переменные требуют дополнительных вычислений для передачи решения на внедрение. Во многих заданиях введение переменных имеет ключевое значение. Обдумывая варианты переменных, полезно за­даваться вопросом «Что нужно найти» или «Что нужно сказать исполнителю, чтобы он мог реализовать предлагаемое решение?» Очень часто «что» определяет пря­мо (иногда косвенно) смысл вводимых переменных.

При построении модели должны быть учтены все ус­ловия и ограничения, вытекающие из задания. Далеко не всегда все ограничения видны сразу. Поэтому необ­ходимо тщательно анализировать выполнимость всех ус­ловий и добиваться непротиворечивости возможных (по модели) и реально допустимых значений переменных и показателей. Первоначально модель записывается в общем виде, а затем с численными значениями всех параметров (коэффициентов).

Если модель дает тривиальное решение, например оптимальное поведение состоит в том, чтобы ничего не делать (производить), то это указывает на неадекват­ность модели.

После того как получена адекватная математическая модель, нужно исследовать возможность ее упрощения. Одним из способов упрощения является выявление и ис­ключение избыточных ограничений.

Иногда удается упростить модель путем эквивалент­ных преобразований. В каждом из предлагаемых за­даний задача может быть приведена (преобразована) к задаче линейного программирования с непрерывными и (или) целочисленными переменными. Окончательно мо­дель представляют в виде, удобном для дальнейшего ис­пользования.

Математическая модель позволяет изучать поведение описываемой ею системы и, что особенно важно, нахо­дить наилучшие решения. Как правило, оптимальное ре­шение может быть получено разными методами. Выбор и обоснование метода оптимизации и составляют содер­жание четвертого этапа. Обоснование должно опирать­ся прежде всего на полную характеристику математиче­ской модели, а также на сравнительный анализ возмож­ных методов решения.

Построение математической модели и выбор метода оптимизации – это этапы, которые в наибольшей степени требуют творческой работы.

На пятом этапе реализуется выбранный метод. Как указывалось выше, часть задания может выполняться вруч­ную.

В целом же задача решается и исследуется на компьютере с помощью пакета программ LINDO. Следует иметь в виду, что выбранный (наиболее эффективный) метод может отсутствовать в LINDO и тогда оговаривается причина применение менее эффективного метода.

На шестом этапе проводится детальный анализ по­лученных результатов. Здесь целесообразно оценить диа­пазон изменения критерия, его чувствительность к изме­нению переменных и параметров, выяснить количество оптимальных решений. Если оптимальное решение не единственное, то нужно показать другие решения и, если возможно, записать все множество оптимальных решений в общем виде. При использовании методов линейного программирования к анализу решения должны привле­каться двойственные переменные. Весьма полезную информацию дает процедура RANGE, ко­торая проводит детальный послеоптимизационный ана­лиз решения. Очень важно и полезно интерпретировать полученные результаты.

Наконец, все результаты должны быть представлены в виде, удобном и понятном неспециалистам по исследо­ванию операций (на практике таковыми обычно явля­ются заказчики работы).

В выводах по работе следует констатировать, что сде­лано и какие получены результаты (на основе оптималь­ного решения и его анализа). В случае несовпадения методов решения сравнить эффективность «ручного» и «машинного» вариантов.

Выполнение курсовой работы завершается оформле­нием всех материалов в виде расчетно-пояснительной записки. Ориентировочный объем записки 15-20 страниц. Текстовый, формульный и графический материал должен соответствовать требова­ниям к оформлению научно-исследовательских отчетов (ГОСТ 7.32-81).

Пояснительная записка печатается на одной стороне листа бумаги формата А4 через 1,5 интервала шрифтом 12 или 14 размера. Все листы сброшюровываются.

Изложение должно быть грамотным, последователь­ным и четким, без повторений.

Все решения необходимо обосновывать, а вводимые обозначения расшифровывать. Если преобразование ис­ходных данных требует большого объема однотипных арифметических действий, то расчет поясняется на од­ном - двух примерах, а все окончательные результаты сво­дятся в таблицу. При выборе алгоритма оптимизации, который детально не рассматривался на занятиях, необ­ходимо приводить его краткое описание или блок-схему. При использовании эвристического алгоритма (по зада­нию) должны быть четко сформулированы правила, на которых он строится.

Материалы в пояснительной записке рекомендуется располагать в следующем порядке:

  1. Титульный лист ( см. Приложение).

  2. Оглавление с указанием страниц.

  3. Задание на курсовую работу.

  4. Расчетно-пояснительная часть, включая отчеты LINDO.

  5. Заключение (выводы).

6. Список литературы.

По всем заданиям обязательно представлять распечатку модели из LINDO. При необходимости пояснительная записка может со­держать приложения, в которые выносится вспомогатель­ный материал, загромождающий основной текст, и объемные рас­печатки с ЭВМ.

Расчетно-пояснительная часть должна иметь рубри­кацию. Деление на параграфы может производиться в соответствии с этапами работы и пунктами задания.


ЗАДАНИЯ

В приводимых ниже заданиях на курсовую работу ус­ловия задачи являются общими для нескольких вариан­тов, а исходные данные конкретизированы для каждого варианта и представлены в большинстве случаев в таб­лицах. Варианты одного задания могут отличаться до­полнительными требованиями, которые должны быть учтены в решении.

В пояснительной записке задание должно приводить­ся только с теми требованиями и исходными данными, которые соответствуют выполняемому варианту.

^ Варианты 1.1–1.3

Условия. Полуфабрикаты поступают в цех в виде m различных партий, содержащих а1, а2, ..., аm единиц полуфабриката одинакового для каждой партии размера d1, d2, ..., dm соответственно. Цех изготавливает комп­лекты деталей, в каждый из которых входит К1 деталей размера t1, K2 деталей размера t2, ..., Кl деталей разме­ра tl, где l - число типов деталей.

Требуется найти оптимальный план раскроя полуфаб­рикатов для l+1 варианта выбора критерия. Результа­ты сравнить.

Показать, как изменяется оптимальное решение при изменении параметров ai в заданном диапазоне (по ос­новному критерию).

Исходные данные представлены в табл. 1.

Таблица 1

Вари-ант

a1

a2

a3

d1

d2

d3

K1

K2

K3

t1

t2

t3

Одновременное изменение

см










см

1.1

50

200

30

650

400

260

4

1

2

300

125

250

a1 до 70

a2 до 150

1.2

60

150

90

700

350

880

3

7

-

335

75

-

a1 до 70

a2 до 100

a3 до 100

1.3

40

25

70

320

180

450

2

1

4

100

80

140

a1 до 32

a2 до 29

^ Варианты 2.1–2.6

Условия. Для выполнения производственной програм­мы, рассчитанной на n последовательных дней, требует­ся к началу каждого дня ri (i=) единиц специально­го инструмента, который к концу рабочего дня полно­стью изнашивается. Поэтому в конце каждого дня часть этого инструмента сдается в обычный ремонт, часть – в срочный, а часть изношенного инструмента или списыва­ется (вар. 2.1–2.3), или остается на складе использо­ванного инструмента (вар. 2.4–2.6).

Обычный ремонт одного инструмента длится Р дней и стоит b руб., а срочный q дней (q
) и стоит С руб. (С>b). Новый инструмент стоит а руб. (а>С).

Требуется найти оптимальный график ремонта и по­купки инструмента.

Показать, как изменится решение при одновременном увеличении r3 и r4 (вар. 2.1–2.3), уменьшении r4 (вар. 2.4–2.5). Вы­годно ли увеличить С на 3 руб. при уменьшении q на 1 день? (вар. 2.2, 2.5); повышение а на 30% при сниже­нии b и С на 20% (вар. 2.1, 2.3, 2.4, 2.6).

Исходные данные приведены в табл. 2.

Таблица 2

Вариант

n,

дн

ri

P,

дн

b,

руб.

q,

дн

С

a

руб.

2.1

9

10 для i=1, 3, 5;

14 для i=2, 4, 6, 7, 8, 9;

2

1

1

5

6

2.2

10

30, i=1,10; 20, i=2, 3, 4, 7,9;

25, i=5, 6, 8;

3

1

2

7

15

2.3

7

30, i=1, 2, 7; 35, i=3, 4, 5, 6;

3

0.5

1

3

4

2.4

9

12, i=1, 3, 7, 8;

18, i=2, 4, 5, 6, 9;

4

1

1

3

7

2.5

8

8, i=2, 3, 4, 5; 16, i=1, 6, 7, 8;

3

2

2

4

10

2.6

7

15, i=1, 3, 7; 30, i=4, 5, 6

4

0,5

1

3

5

Варианты 3.13.6

Условия. Организуется перевозка контейнеров в ус­ловиях транспортной сети, включающей пять пунктов (рис. 1 или 2).


B

С







Предполагается, что сеть закрыта, т. е. все перевозки (отправления и получения) осуществляются только меж­ду пунктами данной сети и, следовательно, для сети в целом количестве отправлений равно количеству получений.

Пропускные способности магистралей не ограничены, но узлы системы (пункты) могут обрабатывать только определенное количество контейнеров. Затраты на обра­ботку контейнеров на практике значительно превосходят все остальные расходы, связанные с перевозками. По­этому при наличии прямых транспортных связей между двумя узлами транзитные перевозки между ними явно невыгодны. Также отпадает необходимость пользоваться путями с двойными перегрузками, если между пунктами возможны перевозки с одной перегрузкой.

Известны количества груженых контейнеров, подле­жащих отправке из пункта А в другие пункты: QAB, QAC, QAD, QAE; из пункта ВQBA, QBC, QBD, QBE, аналогично для пунктов С, D, Е; пропускная способность узлов wi, затраты на обработку одного контейнера в узлах Ci и затраты на перевозки между пунктами Cij, которые не зависят от направления перевозки.

Требуется найти оптимальную схему перевозки кон­тейнеров. Показать потоки контейнеров на схеме транс­портной сети. Оценить возможность декомпозиции за­дачи и в случае таковой записать модели подзадач. Най­ти также решение для случая, когда магистраль BE закрывается на ремонт, a wA и WC возрастают на 10 и 20% соответственно (вар. 3.1–3.3); ограничивается пропускная способность магистралей AD – 16 тыс. шт., СЕ – 20 тыс. шт. (вар. 3.4–3.6).

Исходные данные представлены в табл. 3 и 4.

Таблица 3

Вари-ант

Схема транс. сети

^ Пропускная способность узлов, тыс. шт.

Затраты на обработку, тыс./шт.

WA

WB

WC

WD

WE

CA

CB

CC

CD

CE

3.1

Рис. 1

58

46

54

45

51

5

4

2,5

4,5

3

3.2

Рис. 1

53

47

61

44

54

3

4,3

4

2

2,5

3.3

Рис. 1

55

43

58

49

56

4

3,5

2

3

2,5

3.4

Рис. 2

62

47

66

52

50

1,5

2

3

2,5

3

3.5

Рис. 2

69

50

60

47

56

2

4

3

2,5

3

3.6

Рис. 2

58

46

69

45

54

2,5

3

3,5

4

2

Окончание таблицы 3

Вари-ант

Затраты на перевозки, руб./шт.

CAB

CAE

CAD

CBE

CBC

CCE

CCD

3.1

0,4

0,2

0,3

0,1

0,2

0,3

0,1

3.2

0,2

0,1

0,3

0,4

0,1

0,2

0,1

3.3

0,3

0,1

0,3

0,2

0,1

0,3

0,2

3.4

0,2

0,1

0,3

-

0,2

0,1

0,4

3.5

0,2

0,1

0,3

-

0,2

0,1

0,4

3.6

0,3

0,1

0,2

-

0,4

0,3

0,1


Таблица 4

^ Пункты отправления

Количество отправляемых контейнеров (тыс. шт.) в пункты назначения

A

B

C

D

E
A

-

4

11

4

5

B

3

-

4

4

8

C

9

3

-

5

7

D

8

3

5

-

2

E

4

9

4

5

-



Варианты 4.1–4.8

Условия. Авиалиния Москва – Санкт-Петербург работает в течение всей недели по расписанию, представленному в табл. 5–8.

Оплата экипажей не зависит от того, находятся ли они в полете или ожидают обратного рейса. Но между полетами экипаж должен отдыхать не менее Т часов. Очевидно, что затраты, которые несет авиалиния, зави­сят как от места базирования (жительства) экипажей, так и от распределения их по рейсам.

Требуется найти место, где должны базироваться экипажи, и определить спаренные рейсы, обслуживаемые ими. Предложите также свой эвристический алгоритм и сравните полученное по нему решение с точным (опти­мальным). Показать, как изменится решение при отмене рейсов 113 и 114 (вар. 4.1, 4.2, 4.4); при сдвиге времени вылета рейса 103 на 1 час позднее (вар. 4.3, 4.5); если изменить место базирования первого экипажа (вар. 4.6–4.8).

Исходные данные конкретного варианта определяются с помощью табл. 9.

Таблица 5

Москва – Санкт-Петербург

Санкт-Петербург – Москва

рейса

Отправление

Прибытие

рейса

Отправление

Прибытие

101

6.30

7.30

102

6.30

7.45

103

8.30

9.30

104

8.00

9.15

105

11.00

12.00

106

10.30

11.45

107

15.00

16.00

108

17.15

18.30

109

18.00

19.00

110

18.00

19.15

111

20.30

21.30

112

19.30

20.45

113

22.00

23.00

114

21.15

22.30
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   13




Похожие:

Задания и методические указания к курсовой работе по Системному анализу и исследованию операций для студентов специальности асу iconМетодические указания и контрольные задания по курсу «Бухгалтерская финансовая отчетность» для студентов специальности 080109 «Бухгалтерский учет, анализ и аудит»
Методические указания предназначены для студентов дневной и вечерней форм обучения
Задания и методические указания к курсовой работе по Системному анализу и исследованию операций для студентов специальности асу iconМетодические указания к выполнению курсовой работы для студентов специальности 100110. 65 «Домоведение»
Экономика домашнего хозяйства и окружающего социума: методические указания к выполнению курсовой работы / сост.: к филос н., доцент...
Задания и методические указания к курсовой работе по Системному анализу и исследованию операций для студентов специальности асу iconМетодические указания для студентов специальности Э. 01. 03. 00 «Экономика и управление на предприятии»
Вычислительная техника и программирование. Методические указания для студентов-заочников специальности А. 29. 10. 00 «Строительство...
Задания и методические указания к курсовой работе по Системному анализу и исследованию операций для студентов специальности асу iconМетодические указания для самостоятельной работы студентов по курсу
Методические указания для самостоятельной работы по курсу «Бухгалтерский финансовый учет» тема «Учет операций по налогообложению...
Задания и методические указания к курсовой работе по Системному анализу и исследованию операций для студентов специальности асу iconМетодические указания по подготовке курсовых работ Москва 2002 утверждено
Методические указания подготовлены для студентов, обучающихся по специальности 350 800 "Документоведение и документационное обеспечение...
Задания и методические указания к курсовой работе по Системному анализу и исследованию операций для студентов специальности асу iconЮжно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт) Шахтинский институт (филиал)
Методические указания предназначены для студентов специальности 071900 «Информационные системы в технике и технологии». Методические...
Задания и методические указания к курсовой работе по Системному анализу и исследованию операций для студентов специальности асу iconМолчанов Сергей Валентинович, ст преподаватель каф. «ФиХ»; Волкова Валентина Константиновна, ст преподаватель каф. «ФиХ»; Молчанова Наталья Александровна, врач-биолог муз гбсмп. М 54 методические указания
Методические указания предназначены для студентов дневной формы обучения, изучающих общую химию, в особенности для студентов I курса...
Задания и методические указания к курсовой работе по Системному анализу и исследованию операций для студентов специальности асу iconМетодические указания по курсовой работе по курсу " микропроцессорные системы" для гр. 5Вапп 2007/2008 уч г. общие сведения
В соответствии с учебным планом по данному курсу предусмотрено выпол­нение курсовой работы. Вам выдана уникальная тема курсовой работы....
Задания и методические указания к курсовой работе по Системному анализу и исследованию операций для студентов специальности асу iconМетодические указания к практическим занятиям по дисциплине «бухгалтерский учет» для студентов специальности
Методические указания к практическим занятиям по дисциплине «Бухгалтерский учет» / Сост.: Н. А. Адамов, Г. А. Амучиева; гуу. – М.,...
Задания и методические указания к курсовой работе по Системному анализу и исследованию операций для студентов специальности асу iconФедеральное агентство по образованию Российской Федерации южно-российский государственный технический университет
Методические указания предназначены для студентов Шахтинского института (филиала) юргу (нпи) обучающихся по специальности «Триботехника»...
Разместите кнопку на своём сайте:
Документы


База данных защищена авторским правом ©podelise.ru 2000-2014
При копировании материала обязательно указание активной ссылки открытой для индексации.
обратиться к администрации
Документы

Разработка сайта — Веб студия Адаманов