Vista previa del material en texto
Certamen Recuperativo INVESTIGACION OPERATIVA I Ingeniería Civil Industrial Profesores: Iván Santelices M. – Carlos Obreque N. Fecha: miércoles 27 de diciembre de 2006 Problema 1. La compañía Safari fabrica casas rodantes para el mercado de vehículos recreativos. Safari manufactura dos tipos de productos: Brave y Chief. La empresa está desarrollando un plan de producción para el próximo año y necesita saber cuánto de cada producto deberá producir. Esta decisión será afectada por 1) la rentabilidad de cada producto, 2) la cantidad que demandará el mercado de cada línea de producto. Después de estudiar la decisión, el analista explicó: “Deseamos producir la mezcla de productos que maximice las utilidades para el periodo dentro de las restricciones de la capacidad de producción y del mercado”. La contribución promedio por producto es de 9000 dólares por cada Brave y de 15000 dólares por cada Chief. La capacidad de producción está limitada por dos factores: la mano de obra y la capacidad de las máquinas. En razón a convenios con la fuerza de trabajo, se dispondrá de un máximo de 240000 horas de mano de obra el año que viene para manufacturar las dos líneas de productos. Cada Brave requiere de un promedio de 80 horas de mano de obra para su manufactura, y cada Chief requiere de un promedio de 100 horas de mano de obra. Existe un máximo de 95000 horas de máquina disponibles el siguiente año en el proceso de moldeo de carrocería, que es la operación de manufactura que determina el máximo número de productos que se pueden fabricar. Cada Brave requiere de un promedio de 25 horas de tiempo de máquina y cada Chief de un promedio de 50 horas de máquina. El departamento de marketing estima que existirá una demanda máxima en el mercado de 2500 casas rodantes para la combinación de los productos Brave y Chief el próximo año. Defina las variables de decisión apropiadas y formule un modelo de programación lineal para resolver este problema. Problema 2. Una compañía produce artículos en dos plantas de producción en Bonn y Colonia con producciones máximas de 600 y 400 unidades respectivamente. Los componentes que se fabrican se envían a cualquiera de los dos almacenes regionales de la compañía desde los que se abastece los pedidos de las ciudades de Mónaco, Roma, Salzburgo y Munich en unidades de 200, 150, 350 y 300 respectivamente. En las tablas que siguen aparecen los costos unitarios de transporte para cada ruta de distribución. Almacén1 Almacén 2 Mónaco Roma Salzburgo Munich Bonn 2 3 Almacén 1 2 6 3 6 Colonia 3 1 Almacén 2 4 4 6 5 Determine las rutas de distribución para que el costo de transporte sea mínimo. Problema 3. Dado su calidad de alumno de la asignatura de Investigación de Operaciones, se le plantea a Ud. la siguiente situación: Una fábrica, que produce artículos electrónicos altamente sofisticados, dispone de dos centros de producción, Alfa y Beta, cuyas disponibilidades son 2 y 4 unidades semanales, respectivamente. Dichos productos deben ser entregados en 3 almacenes (I, II y III) los cuales deben recibir, en caso de ser posible, respectivamente 1, 2 y 1 unidades semanalmente. La siguiente matriz indica los costos unitarios de producción, en función del centro: Centro de Producción Costo (en miles de dólares) Alfa 2.5 Beta 3.5 y los costos de transporte asociados serían (en miles de dólares): Almacén I Almacén II Almacén III Centro Alfa 2.5 4.5 0.5 Centro Beta 4.5 6.5 8.5 Dado lo anterior: a) Formule el modelo de Programacion Lineal Entera que permita resolver el problema en cuestión. b) Resolver, utilizando el Método de Aproximación de la Esquina NorOeste (NO se evaluará otro) determinando claramente la(s) soluciones óptimas. c) Resuelva el mismo problema, pero utilizando un modelo de asignación (Metodo Húngaro). d) Comente sus respuestas anteriores (Recuerde que los problemas de transporte son un caso especial de PL, y los problemas de asignación, a su vez, son un caso especial de los problemas de transporte). Problema 4. La Georgia Outdoors Company fabrica tres tipos de combinaciones energéticas de semillas que se venden a mayoristas los cuales a su vez los venden a expendios al menudeo. Los tres tipos son normal, especial y extra y se venden en $1.50, $2.50 y $5.50 por libra, respectivamente. Cada mezcla requiere los mismos ingredientes; maní, pasas y algarrobo. Los costos de estos ingredientes son: Maní $ 0.90 por libra Pasas $1.60 por libra Algarrobos $1.50 por libra Los requerimientos de las mezclas son: Normal: Cuando menos 5% de cada ingrediente. Especial: Cuando menos 20% de cada ingrediente y no más de 50% de cualquiera de ellos. Extra: Cuando menos 25% de pasas y no más de 25% de maní. Las instalaciones de producción hacen que haya disponibles por semana como máximo 1000 libras de maní, 2000 de pasas y 3000 de algarrobo. Existe un costo fijo de $2000 para la fabricación de las mezclas. Existe también la condición de que la mezcla normal debe limitares al 20 de la producción total. Plantee un modelo de programación lineal para maximizar las utilidades. Tiempo: 120 Minutos PAUTA Problema 1. =1x Cantidad de casas rodantes del tipo Brave a producir =2x Cantidad de casas rodantes del tipo Chief a producir Maximizar s.a. 21 150009000 xxZ += 24000010080 21 ≤+ xx 950005025 21 ≤+ xx 250021 ≤+ xx 1x , 2x 0≥ 1200*1 =x , , 1300 * 2 =x 30300 * =Z Problema 2. Red de transporte Roma Mónaco Salzburgo Munich Almacén 1 Almacén 2 Oferta M M M M 2 3 B o n n 600 6 0 0 M M M M 3 1 C o l o n i a 400 0 4 0 0 6 2 3 6 0 M Almacén 1 150 200 350 300 0 1 0 0 0 4 4 6 5 M 0 Almacén 2 1000 1 0 0 0 Demanda 150 200 350 300 1000 1000 Roma Mónaco Salzburgo Munich Almacén 1 Almacén 2 Oferta iu M M M M 2 3 B o n n M-8 M-4 M-5 M-8 600 3 6 0 0 2 M M M M 3 1 C o l o n i a M-9 M-5 M-6 M-9 400 - 0 + 4 0 0 3 6 2 3 6 0 M Almacén 1 150 - 200 350 300 0 + M+2 1 0 0 0 0 4 4 6 5 M 0 Almacén 2 -4 + 0 1 -2 M-2 1000 - 1 0 0 0 2 Demanda 150 200 350 300 1000 1000 jv 6 2 3 6 0 -2 Roma Mónaco Salzburgo Munich Almacén 1 Almacén 2 Oferta iu M M M M 2 3 B o n n 6 0 0 M M M M 3 1 C o l o n i a 4 0 0 6 2 3 6 0 M Almacén 1 1 0 0 0 4 4 6 5 M 0 Almacén 2 1 0 0 0 Demanda 150 200 350 300 1000 1000 jv Problema 3. a) Modelo de programación lineal: =ijx Unidades transportadas desde el centro i al almacén j . Minimizar s.a. 232221131211 12108375 xxxxxxZ +++++= 2131211 ≤++ xxx 4232221 ≤++ xxx 12111 ≥+ xx 22212 ≥+ xx 12313 ≥+ xx 0,,,,, 232221131211 ≥xxxxxx a) Tabla de transporte: Solución método esquina Nor-Neste Almacén I Almacén II Almacén III Ficticio Oferta 5 7 3 0 Alfa 1 1 2 8 10 12 0 Beta 1 1 2 4 Demanda 1 2 1 2 6 Almacén I Almacén II Almacén III Ficticio Oferta iu 5 7 3 0 Alfa 1 1 – -6 + 3 2 -3 8 10 12 0 Beta 0 1 + 1 – 2 4 0 Demanda 1 2 1 2 6 jv 8 10 12 0 Almacén I Almacén II Almacén III Ficticio Oferta iu 5 7 3 0 Alfa 1 – 0 + 1 3 2 0 8 10 12 0 Beta 0 2 – 6 2 4 3 Demanda 1 2 1 2 6 jv 5 7 3 -3 Puesto que el costo reducido es cero; es decir: 05381221 =−−=−− vuc se tiene que el problema tiene soluciones múltiples. Otra solución es: Almacén I Almacén II Almacén III Ficticio Oferta iu 5 7 3 0 Alfa 0 1 1 3 2 -3 8 10 12 0 Beta 1 1 6 2 4 0 Demanda 1 2 1 2 6 jv 8 10 6 0 b) Para aplicar el método Húngaro debemos duplicar 2 veces el centro alfa, 4 veces el centro beta, 2 veces el almacén2 e introducir dos nodos ficticios con demanda 1. Almacén I Almacén II1 Almacén II2 Almacén III Ficticio1 Ficticio2 Alfa1 5 7 7 3 0 0 Alfa2 5 7 7 3 0 0 Beta1 8 10 10 12 0 0 Beta2 8 10 10 12 0 0 Beta3 8 10 10 12 0 0 Beta4 8 10 10 12 0 0 Almacén I Almacén II1 Almacén II2 Almacén III Ficticio1 Ficticio2 Alfa1 0 0 0 0 0 0 Alfa2 0 0 0 0 0 0 Beta1 3 3 3 9 0 0 Beta2 3 3 3 9 0 0 Beta3 3 3 3 9 0 0 Beta4 3 3 3 9 0 0 Almacén I Almacén II1 Almacén II2 Almacén III Ficticio1 Ficticio2 Alfa1 0 0 0 0 3 3 Alfa2 0 0 0 0 3 3 Beta1 0 0 0 6 0 0 Beta2 0 0 0 6 0 0 Beta3 0 0 0 6 0 0 Beta4 0 0 0 6 0 0 Alfa1 Almacén III = 3 Alfa2 Almacén I = 5 Beta1 Almacén II1 = 10 Beta2 Almacén II2 = 10 Costo total = 28 d) Siempre que sea posible conviene resolver el problema utilizando un modelo de asignación. Centro Alfa