Ulaştırma Probleminin Modellenmesi

15 soru

Soru 1Soru

Bir ulaştırma probleminde iki kaynak (i=1,2i=1, 2) ve üç varış merkezi (j=1,2,3j=1, 2, 3) bulunmaktadır. Kaynakların arz miktarları s1=50,s2=70s_1=50, s_2=70 birim; varış merkezlerinin talep miktarları ise d1=30,d2=40,d3=30d_1=30, d_2=40, d_3=30 birimdir. Birim taşıma maliyetleri cijc_{ij} ve taşınacak miktarlar xijx_{ij} ile gösterilmektedir.

Bu problemin toplam maliyeti minimize edecek şekilde dengelenmiş (balanced) ulaştırma modeli olarak kurulması durumunda, aşağıdakilerden hangisi doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Toplam 20 birim talebe sahip yapay bir varış merkezi eklenir ve modelde toplam 8 karar değişkeni bulunur.

Cevap

Toplam arzın toplam talepten 20 birim fazla olması nedeniyle, modelin dengelenmesi için 20 birimlik bir yapay varış merkezi eklenmeli ve 2 kaynak ile 4 varış merkezi üzerinden toplam 8 karar değişkeni oluşturulmalıdır.
Verilen problemde toplam arz (120120) toplam talepten (100100) büyüktür. Ulaştırma problemlerinin dengelenmesi için eksik olan tarafa yapay bir merkez eklenir. Burada talep eksik olduğu için 2020 birim kapasiteli yapay bir varış merkezi (j=4j=4) eklenmelidir. Başlangıçta 22 kaynak ve 33 varış merkezi varken, yeni yapıda 22 kaynak ve 44 varış merkezi olacağından karar değişkeni sayısı 2×4=82 \times 4 = 8 olur.

Adım Adım Çözüm

1
Toplam arz ve toplam talebin hesaplanması
Toplam Arz: 50+70=12050 + 70 = 120; Toplam Talep: 30+40+30=10030 + 40 + 30 = 100.
Ulaştırma modelinin dengeli olup olmadığını anlamak için toplam kapasite ve ihtiyaç karşılaştırılmalıdır.
2
Dengesizliğin yönünün ve miktarının belirlenmesi
Arz > Talep ve Fark = 120100=20120 - 100 = 20.
Hangi tarafa (kaynak mı varış mı) yapay bir birim ekleneceğini belirlemek için farkın yönü önemlidir.
3
Yapay merkezin tanımlanması
Talebi 2020 birim olan yapay bir varış merkezi (j=4j=4) eklenir.
Arz fazlasını absorbe etmek için modelleme kuralları gereği yapay bir varış noktası gereklidir.
4
Karar değişkeni sayısının hesaplanması
22 Kaynak ×4\times 4 Varış Merkezi = 88 Karar Değişkeni (xijx_{ij}).
Model dengelendiğinde karar değişkeni sayısı, kaynak sayısı ile (gerçek + yapay) varış merkezi sayısının çarpımına eşittir.

Anahtar Kavram

Dengesiz Ulaştırma Problemlerinde Yapay Değişken Kullanımı
Soru 2Soru

Üç üretim fabrikasından (i=1,2,3i=1, 2, 3) üç farklı dağıtım merkezine (j=1,2,3j=1, 2, 3) ürün sevkiyatı yapılan bir ulaştırma probleminde, fabrikaların kapasiteleri sırasıyla 60,8060, 80 ve 100100 birim; dağıtım merkezlerinin talepleri ise sırasıyla 90,7090, 70 ve 110110 birimdir. Birim taşıma maliyetleri cijc_{ij} ve gönderim miktarları xijx_{ij} ile temsil edilmektedir.

Bu problemin dengelenmiş (balanced) bir doğrusal programlama modeli olarak kurulmasıyla ilgili aşağıdakilerden hangisi doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Dengelenmiş modelde toplam 1212 adet karar değişkeni (xijx_{ij}) ve 77 adet kısıt denklemi (arz ve talep kısıtları toplamı) bulunmalıdır.

Cevap

Dengelenmiş modelde toplam 12 karar değişkeni ve 7 kısıt denklemi bulunmalıdır.
Dengelenmiş modelde 1212 karar değişkeni ve 77 kısıt denklemi olduğu ifadesi doğrudur. Problemde 33 orijinal kaynak ve 33 varış noktası vardır. Toplam talep (270270), toplam arzdan (240240) daha fazla olduğu için 3030 birimlik bir yapay kaynak (S4S_4) eklenerek kaynak sayısı 44'e çıkarılır. Bu durumda ulaştırma tablosu 4×34 \times 3 boyutuna ulaşır; yani 1212 hücre (değişken) ve 44 satır + 33 sütun olmak üzere toplam 77 kısıt denklemi oluşur.

Adım Adım Çözüm

1
Toplam arz ve toplam talebin hesaplanması
Toplam Arz = 60+80+100=24060 + 80 + 100 = 240; Toplam Talep = 90+70+110=27090 + 70 + 110 = 270.
Problemin dengeli olup olmadığını belirlemek için kapasite ve ihtiyaç toplamları karşılaştırılmalıdır.
2
Denge durumunun ve eksik birimin belirlenmesi
Toplam Talep (270270) > Toplam Arz (240240). Fark = 3030 birim.
Arzın talebi karşılamadığı durumlarda sisteme yapay (kukla) bir kaynak eklenmesi gerekir.
3
Yapay merkez türünün seçilmesi
3030 birim kapasiteli S4S_4 yapay kaynağı eklenir.
Talebi karşılayacak hayali bir üretim kapasitesi oluşturularak model matematiksel olarak dengelenir.
4
Model boyutlarının hesaplanması
Kaynak sayısı (mm) = 3+1=43+1=4; Varış sayısı (nn) = 33. Değişkenler = 4×3=124 \times 3 = 12; Kısıtlar = 4+3=74 + 3 = 7.
Her bir hücre bir değişkeni, her bir satır ve sütun ise bir kısıt denklemini temsil eder.

Anahtar Kavram

Ulaştırma modelinin dengelenmesi için toplam talep arzdan büyükse yapay kaynak (kukla satır), toplam arz talepten büyükse yapay varış (kukla sütun) eklenir.

İpuçları

1
Önce toplam arz ve toplam talebi toplayarak modelin dengeli olup olmadığını kontrol edin.
2
Talep arzdan fazlaysa, dengeyi sağlamak için kaçıncı bir kaynak (satır) eklemeniz gerektiğini düşünün.
3
Dengelenmiş modelde toplam kaynak sayısı mm ve varış sayısı nn ise, kısıt sayısının m+nm+n olduğunu hatırlayın.

Daha Fazla Pratik

Yapay kaynak kullanıldığında, bu kaynağa atanan miktarların fiziksel olarak 'karşılanamayan talep' anlamına geldiğini unutmayın.
Tahmini Süre:1m 30s
Soru 3Soru

Dört farklı üretim tesisinden (i=1,2,3,4i=1, 2, 3, 4) üç farklı bölge deposuna (j=1,2,3j=1, 2, 3) ürün sevkiyatı planlanan bir ulaştırma problemine ilişkin veriler şu şekildedir:

Tesis (Kaynak)Arz KapasitesiDepo (Varış)Talep Miktarı
K1K_130V1V_160
K2K_240V2V_260
K3K_350V3V_360
K4K_430
Toplam150Toplam180

Bu ulaştırma probleminin ulaştırma algoritmalarıyla çözülebilmesi amacıyla dengelenmiş bir doğrusal programlama modeli kurulacaktır.

Buna göre, kurulan dengelenmiş modeldeki toplam karar değişkeni sayısı ve kısıtlayıcı denklem sayısı (işaret kısıtlayıcıları hariç) aşağıdakilerden hangisidir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 15 karar değişkeni ve 8 kısıtlayıcı denklem

Cevap

Dengelenmiş model 15 karar değişkeni ve 8 kısıtlayıcı denklemden oluşmaktadır.
Verilen problemde toplam arz (150) toplam talepten (180) küçüktür. Modeli dengelemek için 30 birimlik bir yapay kaynak (dummy source) eklenmelidir. Bu durumda model 5 kaynak ve 3 varış merkezine sahip olur. Toplam karar değişkeni sayısı m×n=5×3=15m \times n = 5 \times 3 = 15 olurken, her kaynak için bir ve her varış merkezi için bir olmak üzere toplam m+n=5+3=8m+n = 5+3 = 8 kısıtlayıcı denklem oluşur.

Adım Adım Çözüm

1
Arz ve talep dengesinin kontrol edilmesi
Toplam Arz = 150, Toplam Talep = 180. Arz < Talep durumu mevcuttur.
Ulaştırma modelinin standart çözüm algoritmalarına uygun olması için toplam arzın toplam talebe eşit olması gerekir.
2
Problemin dengelenmesi (Yapay merkez ekleme)
30 birimlik kapasiteye sahip 1 adet yapay kaynak (K5K_5) eklenir.
Talep fazlası olduğu durumlarda eksik arzı karşılamak üzere maliyeti sıfır olan yapay bir kaynak modele dahil edilir.
3
Karar değişkeni sayısının hesaplanması
Yeni kaynak sayısı (mm) = 5, Varış merkezi sayısı (nn) = 3. Değişken sayısı = 5×3=155 \times 3 = 15.
Karar değişkenleri, her bir kaynak ile varış merkezi arasındaki sevkiyat miktarını temsil eden xijx_{ij} değerleridir.
4
Kısıtlayıcı denklem sayısının belirlenmesi
Arz kısıtları (5 adet) + Talep kısıtları (3 adet) = 8 kısıt.
Dengelenmiş modelde her kaynak için bir arz eşitliği ve her varış merkezi için bir talep eşitliği yazılır.

Anahtar Kavram

Ulaştırma probleminde dengesizlik durumunda (Arz ≠ Talep), model yapay bir kaynak veya varış merkezi eklenerek dengelenir; bu işlem hem değişken hem de kısıt sayısını değiştirir.
Tahmini Süre:1m 30s
Soru 4Soru

Üç farklı üretim merkezinden (i=1,2,3i=1, 2, 3) dört farklı satış noktasına (j=1,2,3,4j=1, 2, 3, 4) ürün sevkiyatı planlanan bir ulaştırma probleminde, merkezlerin arz kapasiteleri sırasıyla 400, 600 ve 500 birimdir. Satış noktalarının talepleri ise sırasıyla 300, 500, 400 ve 600 birim olarak belirlenmiştir.

Buna göre, bu problemin toplam maliyeti minimize eden dengelenmiş (balanced) matematiksel modeline ilişkin aşağıdakilerden hangisi doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Dengelenmiş model toplam 16 karar değişkeni ve 8 kısıt denkleminden oluşur.

Cevap

Dengelenmiş modelin 16 karar değişkeni ve 8 kısıt denkleminden oluştuğu ifadesi doğrudur.
Verilen problemde toplam talep (1800 birim), toplam arzdan (1500 birim) 300 birim daha fazladır. Ulaştırma modelinin çözülebilmesi için toplam arzın toplam talebe eşit olması gerekir. Bu nedenle modele 300 birim kapasiteye sahip dördüncü bir yapay kaynak (i=4i=4) eklenir. Bu işlem sonucunda model 4 kaynak ve 4 varış noktasına sahip olur. Toplam karar değişkeni sayısı 4×4=164 \times 4 = 16, toplam kısıt sayısı ise 4+4=84 + 4 = 8 (4 arz kısıtı + 4 talep kısıtı) olur.

Adım Adım Çözüm

1
Toplam arz miktarını hesapla.
si=400+600+500=1500\sum s_i = 400 + 600 + 500 = 1500 birim.
Sistemin toplam kapasitesini belirlemek için.
2
Toplam talep miktarını hesapla.
dj=300+500+400+600=1800\sum d_j = 300 + 500 + 400 + 600 = 1800 birim.
Sistemin karşılaması gereken toplam ihtiyacı belirlemek için.
3
Arz ve talebi karşılaştırarak denge durumunu kontrol et.
Toplam Talep (1800) > Toplam Arz (1500). Problem dengesizdir.
Modele yapay bir birim eklenip eklenmeyeceğine karar vermek için.
4
Dengeleyici yapay birimi ve kapasitesini belirle.
18001500=3001800 - 1500 = 300 birim kapasiteli bir yapay kaynak (i=4i=4) eklenmelidir.
Eksik arzı tamamlayarak modeli matematiksel olarak dengeli hale getirmek için.
5
Yeni model boyutlarını ve parametrelerini belirle.
Kaynak sayısı (mm) = 4, Varış noktası sayısı (nn) = 4. Karar değişkeni = m×n=16m \times n = 16. Kısıt sayısı = m+n=8m + n = 8.
Dengelenmiş ulaştırma modelinin standart yapısını tanımlamak için.

Anahtar Kavram

Ulaştırma problemlerinde toplam arz ve toplam talebin eşit olmadığı durumlarda (dengesiz model), farkı kapatacak şekilde maliyeti sıfır olan yapay bir kaynak veya varış merkezi eklenerek model dengelenir.

İpuçları

1
Önce mevcut toplam arz ve toplam talep miktarlarını hesaplayarak aradaki farkı bulun.
2
Talep miktarı arzdan fazlaysa, bu farkı kapatmak için modele yeni bir kaynak (satır) mı yoksa varış noktası (sütun) mu eklenmelidir?
3
Modele eklenen yapay birimle birlikte toplam kaynak ve varış noktası sayılarını çarpın; bu size toplam karar değişkeni sayısını verecektir.

Daha Fazla Pratik

Arzın talepten fazla olduğu bir senaryo kurgulayarak yapay varış merkezi eklenen bir model oluşturun.
Tahmini Süre:1m 30s
Soru 5Soru

Bir ulaştırma probleminde iki farklı üretim fabrikası (i=1,2i=1, 2) ve iki farklı bölge deposu (j=1,2j=1, 2) bulunmaktadır. Fabrikaların ve depoların kapasite/talep bilgileri aşağıdaki tabloda verilmiştir:

Merkez TipiBirinci Merkez (s1s_1 / d1d_1)İkinci Merkez (s2s_2 / d2d_2)
Üretim Fabrikası (Arz)450450 Birim550550 Birim
Bölge Deposu (Talep)600600 Birim700700 Birim

Bu problemin dengelenmiş (balanced) bir ulaştırma modeline dönüştürülmesi için eklenen yapay (dummy) kaynağa (i=3i=3) ait kısıt denklemi aşağıdakilerden hangisidir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: x31+x32=300x_{31} + x_{32} = 300

Cevap

Eklenen yapay kaynağa ait kısıt denklemi x31+x32=300x_{31} + x_{32} = 300 olmalıdır.
Problemin verilerine göre toplam talep (1300), toplam arzdan (1000) büyüktür. Bu durumda ulaştırma tablosuna 300 birim kapasiteli üçüncü bir kaynak (satır) eklenmesi gerekir. Bu yapay kaynağın (i=3i=3) mevcut iki depoya (j=1,2j=1, 2) dağıtacağı toplam miktar olan x31+x32x_{31} + x_{32} toplamının, kaynağın kapasitesi olan 300'e eşit olması modelin denge koşuludur.

Adım Adım Çözüm

1
Toplam arz ve toplam talep miktarlarını hesaplayınız.
Toplam Arz = 450+550=1000450 + 550 = 1000 birim; Toplam Talep = 600+700=1300600 + 700 = 1300 birim.
Modelin dengeli olup olmadığını anlamak için toplam kapasiteler karşılaştırılmalıdır.
2
Arz ve talep arasındaki farkı (dengesizliği) belirleyiniz.
13001000=3001300 - 1000 = 300 birim talep fazlası bulunmaktadır.
Dengelemeyi sağlamak için eksik olan tarafa bu fark kadar kapasiteye sahip bir yapay merkez eklenmelidir.
3
Yapay merkezin türünü ve kısıt denklemini oluşturunuz.
Talep fazlası olduğu için i=3i=3 indisli bir yapay kaynak eklenir. Bu kaynaktan mevcut iki depoya yapılacak gönderimlerin toplamı kapasitesine eşit olmalıdır: x31+x32=300x_{31} + x_{32} = 300.
Ulaştırma modelinin standart matematiksel formunda her kaynağın arz kısıtı, o kaynaktan çıkan toplam miktarın kapasiteye eşitliğini ifade eder.

Anahtar Kavram

Dengesiz ulaştırma modellerinde, talep arzdan fazla ise modele yapay bir kaynak (satır) eklenerek toplam talep ve arz eşitlenir.
Tahmini Süre:1m 30s
Soru 6Soru

Bir işletmenin iki farklı üretim merkezi (i=1,2i=1, 2) ve iki farklı satış noktası (j=1,2j=1, 2) bulunmaktadır. Merkezlerin arz miktarları s1=60s_1 = 60, s2=90s_2 = 90 birim; satış noktalarının talep miktarları ise d1=50d_1 = 50, d2=70d_2 = 70 birimdir.

Bu ulaştırma probleminin dengelenmiş bir doğrusal programlama modeli olarak kurulması aşamasında, toplam talebi toplam arza eşitlemek için eklenen yapay (dummy) varış merkezine (j=3j=3) ilişkin talep kısıtı aşağıdakilerden hangisidir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: x13+x23=30x_{13} + x_{23} = 30

Cevap

Arz fazlasını dengelemek için eklenen yapay varış merkezinin talep kısıtı x13+x23=30x_{13} + x_{23} = 30 şeklinde ifade edilir.
Verilen problemde toplam arz 150 birim, toplam talep ise 120 birimdir. Arzın talepten 30 birim fazla olması nedeniyle, modelin dengelenmesi için 30 birim kapasiteli yapay bir varış merkezi (j=3j=3) eklenir. Bu merkeze kaynak 1'den (x13x_{13}) ve kaynak 2'den (x23x_{23}) yapılacak sevkiyatların toplamının 30 birime eşit olması gerektiğini ifade eden x13+x23=30x_{13} + x_{23} = 30 kısıtı doğru modelleme adımıdır.

Adım Adım Çözüm

1
Toplam arz ve toplam talebi hesaplayınız.
Toplam Arz: 60+90=15060 + 90 = 150. Toplam Talep: 50+70=12050 + 70 = 120.
Ulaştırma modelinin dengeli olup olmadığını belirlemek için kapasitelerin kıyaslanması gerekir.
2
Dengeleme için gereken yapay merkez türünü ve kapasitesini belirleyiniz.
Arz > Talep olduğu için 150120=30150 - 120 = 30 birim kapasiteli bir yapay varış merkezi (j=3j=3) eklenmelidir.
Arz fazlasını soğuracak bir sanal talep noktası oluşturulması gerekir.
3
Yapay merkeze ilişkin talep kısıtını yazınız.
x13+x23=30x_{13} + x_{23} = 30.
Tüm kaynaklardan (1 ve 2) bu yapay merkeze (3) giden toplam miktarın, merkezin talep kapasitesine eşit olması zorunludur.

Anahtar Kavram

Dengesiz ulaştırma problemlerinde toplam arz toplam talepten büyükse (si>dj \sum s_i > \sum d_j ), aradaki fark kadar kapasiteye sahip bir yapay varış merkezi eklenerek model dengelenir.

Daha Fazla Pratik

Eğer maliyetler de verilseydi, yapay merkeze yapılan sevkiyatların birim maliyetlerinin objektif fonksiyonda 0 olarak alınacağını unutmayınız.
Tahmini Süre:1m 30s
Soru 7Soru

Bir üretim işletmesinin üç farklı fabrikası (i=1,2,3i=1, 2, 3) ve üretilen ürünlerin sevkiyatının yapıldığı iki ana bölge deposu (j=1,2j=1, 2) bulunmaktadır. Fabrikaların arz kapasiteleri sırasıyla 100100, 150150 ve 200200 birim; depoların toplam talep miktarları ise sırasıyla 200200 ve 200200 birimdir. Toplam arzın toplam talepten fazla olduğu bu problemin standart ulaştırma modeli biçiminde dengelenebilmesi için modele eklenecek olan yapay (kukla) varış merkezi (j=3j=3) ile ilgili talep kısıtı denklemi aşağıdakilerden hangisidir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: x13+x23+x33=50x_{13} + x_{23} + x_{33} = 50

Cevap

Dengelenmiş ulaştırma modelinde yapay varış merkezi kısıtı x13+x23+x33=50x_{13} + x_{23} + x_{33} = 50 şeklinde olmalıdır.
Verilen problemde toplam arz 450450 birim, toplam talep ise 400400 birimdir. Aradaki 5050 birimlik arz fazlasını absorbe etmek için modele 5050 birim talebi olan üçüncü bir varış merkezi (j=3j=3) eklenir. Bu merkeze üç farklı fabrikadan (i=1,2,3i=1, 2, 3) gönderilecek miktarların toplamını gösteren kısıt denklemi x13+x23+x33=50x_{13} + x_{23} + x_{33} = 50 olmalıdır.

Adım Adım Çözüm

1
Toplam arz miktarını hesapla
100+150+200=450100 + 150 + 200 = 450 birim
Sistemin dengeli olup olmadığını belirlemek için toplam kapasiteyi bilmek gerekir.
2
Toplam talep miktarını hesapla
200+200=400200 + 200 = 400 birim
Arz ve talep arasındaki farkın yönünü ve miktarını bulmak için gereklidir.
3
Yapay merkez ihtiyacını belirle
Toplam Arz (450450) > Toplam Talep (400400)
Arz fazlası olduğu durumlarda modeli dengelemek için fark kadar (5050 birim) talep kapasitesine sahip bir yapay varış merkezi (j=3j=3) eklenir.
4
Kısıt denklemini kur
x13+x23+x33=50x_{13} + x_{23} + x_{33} = 50
Yapay varış merkezine (j=3j=3) tüm fabrikalardan (i=1,2,3i=1, 2, 3) gelecek sevkiyatların toplamı, bu merkezin hayali talebine (5050) eşitlenmelidir.

Anahtar Kavram

Dengelenmiş Ulaştırma Modeli ve Yapay Değişkenler

İpuçları

1
Öncelikle toplam arz ve toplam talep değerlerini karşılaştırarak farkı bulun.
2
Arz talepten büyükse bir yapay varış merkezi (sütun), talep arzdan büyükse bir yapay arz merkezi (satır) eklenir.

Daha Fazla Pratik

Toplam talebin toplam arzdan fazla olduğu bir durumda modele eklenecek olan yapay arz merkezi kısıtının nasıl yazılacağını düşününüz.
Tahmini Süre:1m 30s
Soru 8Soru

Üç farklı üretim kaynağından (i=1,2,3i=1, 2, 3) üç farklı varış merkezine (j=1,2,3j=1, 2, 3) ürün sevkiyatı planlanan bir ulaştırma probleminde; toplam arz miktarı 600 birim, toplam talep miktarı ise 550 birim olarak belirlenmiştir. Bu problem, ulaştırma algoritması ile çözülmek üzere dengelenmiş (balanced) bir modele dönüştürüldüğünde, modele eklenen kukla varış merkezine (j=4j=4) ait kısıt denklemi aşağıdakilerden hangisidir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: i=13xi4=50\sum_{i=1}^{3} x_{i4} = 50

Cevap

Toplam arz ve talep arasındaki farkı (50 birim) temsil eden ve tüm kaynaklardan gelen sevkiyatların toplamının bu farka eşitlendiği i=13xi4=50\sum_{i=1}^{3} x_{i4} = 50 ifadesi doğrudur.
Verilen problemde toplam arz (600), toplam talepten (550) daha büyüktür. Bu durumu dengelemek için ulaştırma tablosuna 4. bir sütun olarak 'kukla varış merkezi' eklenir. Bu merkezin talep miktarı, aradaki fark olan 50 birimdir. Matematiksel olarak, 1, 2 ve 3 numaralı kaynaklardan bu 4 numaralı merkeze giden toplam miktar (x14+x24+x34x_{14} + x_{24} + x_{34}) tam olarak 50'ye eşit olmalıdır.

Adım Adım Çözüm

1
Toplam arz ve toplam talep miktarlarını karşılaştırın.
Toplam Arz = 600, Toplam Talep = 550. Arz > Talep durumu mevcuttur.
Problemin dengeli olup olmadığını anlamak için toplam kapasiteler kontrol edilmelidir.
2
Modeli dengelemek için gereken kukla merkez tipini ve kapasitesini belirleyin.
Arz fazlası 50 birim olduğu için 50 birim kapasiteli bir 'Kukla Varış Merkezi' (j=4j=4) eklenmelidir.
Ulaştırma algoritması toplam arzın toplam talebe eşit olmasını gerektirir.
3
Kukla varış merkezine ait matematiksel kısıt denklemini oluşturun.
x14+x24+x34=50x_{14} + x_{24} + x_{34} = 50 veya kapalı formda i=13xi4=50\sum_{i=1}^{3} x_{i4} = 50.
Bir varış merkezine giden toplam ürün miktarı, o merkezin talebine eşit olmalıdır.

Anahtar Kavram

Dengesiz ulaştırma problemlerinde, arzın talepten fazla olması durumunda (Si>Dj\sum S_i > \sum D_j), farkı karşılamak için maliyeti sıfır olan bir kukla varış merkezi modele dahil edilir.

Daha Fazla Pratik

Talep miktarının arz miktarından fazla olduğu (talep > arz) bir senaryoda modele nasıl bir ekleme yapılması gerektiğini ve bunun amaç fonksiyonuna etkisini inceleyiniz.
Tahmini Süre:1m 30s
Soru 9Soru

İki farklı üretim merkezi (i=1,2i=1, 2) ve iki farklı dağıtım noktasının (j=1,2j=1, 2) bulunduğu dengeli bir ulaştırma probleminde, karar değişkeni xijx_{ij} ilgili merkezden ilgili noktaya gönderilen ürün miktarını temsil etmektedir. Birinci dağıtım noktasının (j=1j=1) toplam talebi D1D_1 birim olduğuna göre, bu noktaya ait talep kısıtını ifade eden matematiksel model aşağıdakilerden hangisidir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: x11+x21=D1x_{11} + x_{21} = D_1

Cevap

Birinci dağıtım noktasına (j=1j=1) tüm kaynaklardan (i=1i=1 ve i=2i=2) gelen toplam sevkiyatın talebe eşit olduğunu gösteren x11+x21=D1x_{11} + x_{21} = D_1 ifadesidir.
Doğru olan ifadede, birinci varış noktasına (j=1j=1) hem birinci üretim merkezinden (x11x_{11}) hem de ikinci üretim merkezinden (x21x_{21}) gelen miktarlar toplanmış ve bu noktadaki toplam talep miktarına (D1D_1) eşitlenmiştir. Bu, ulaştırma modelindeki standart talep kısıtı yapısıdır.

Adım Adım Çözüm

1
Karar değişkeninin indis yapısını tanımlayın.
xijx_{ij} ifadesinde ii kaynağı (satır), jj ise varış noktasını (sütun) temsil eder.
Kısıtın hangi yönde (arz veya talep) yazılacağını belirlemek için indislerin anlamı bilinmelidir.
2
Birinci dağıtım noktasına (j=1j=1) yapılan sevkiyatları belirleyin.
Birinci kaynaktan gelen miktar x11x_{11} ve ikinci kaynaktan gelen miktar x21x_{21}'dir.
Talep kısıtı, ilgili sütundaki tüm değişkenlerin toplamıdır.
3
Dengeli model şartına göre kısıt denklemini oluşturun.
x11+x21=D1x_{11} + x_{21} = D_1 denklemi elde edilir.
Model dengeli olduğunda toplam arz toplam talebe eşittir ve kısıtlar tam eşitlik halindedir.

Anahtar Kavram

Ulaştırma modelinde talep kısıtları, her bir varış noktasına (sütun) gelen toplam akışın ilgili talep miktarına eşitlenmesiyle kurulur.
Tahmini Süre:45s
Soru 10Soru

Ulusal bir enerji dağıtım şebekesinde 3 farklı rüzgâr enerjisi santralinden (i=1,2,3i=1, 2, 3), 4 farklı sanayi bölgesine (j=1,2,3,4j=1, 2, 3, 4) günlük elektrik aktarımı yapılması planlanmaktadır.

MerkezlerKapasite (Birim)
1. Santral (i=1i=1)120
2. Santral (i=2i=2)150
3. Santral (i=3i=3)80
Toplam Arz350
BölgelerTalep (Birim)
1. Bölge (j=1j=1)100
2. Bölge (j=2j=2)90
3. Bölge (j=3j=3)110
4. Bölge (j=4j=4)70
Toplam Talep370

Sistemde toplam talep toplam arzı aştığı için, ulaştırma probleminin standart algoritma ile çözülebilmesi amacıyla sisteme bir yapay (dummy) kaynak eklenerek problem dengeli hale getirilmiştir. xijx_{ij}, ii. kaynaktan jj. bölgeye aktarılan enerji miktarını ve i=4i=4 indeksi sonradan eklenen yapay kaynağı temsil etmektedir.

Buna göre, dengeli hale getirilmiş standart ulaştırma modelinde yapay kaynağa ait arz (kapasite) kısıtı aşağıdakilerden hangisidir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: x41+x42+x43+x44=20x_{41} + x_{42} + x_{43} + x_{44} = 20

Cevap

Modeli dengelemek için gereken 20 birimlik kapasiteye sahip yapay kaynağın, 4 farklı talep noktasına gönderimini ifade eden x41+x42+x43+x44=20x_{41} + x_{42} + x_{43} + x_{44} = 20 denklemidir.
Problemde toplam talep (370), toplam arzdan (350) 20 birim fazladır. Ulaştırma problemini çözmek için sistemi dengelemek şarttır. Bu denge, sisteme kapasitesi 20 birim olan hayali bir kaynak (yapay arz merkezi) eklenerek sağlanır. Bu kaynak 4. santral (i=4i=4) olarak tanımlanmıştır ve sistemdeki 4 farklı sanayi bölgesine gönderim yapacaktır. Dolayısıyla bu yapay kaynağın arz kısıtı, kaynaktan çıkan yüklerin toplamının kaynağın kapasitesine eşit olduğunu gösteren denklemle tanımlanır ve x41+x42+x43+x44=20x_{41} + x_{42} + x_{43} + x_{44} = 20 şeklinde yazılır.

Adım Adım Çözüm

1
Toplam arz ve toplam talep miktarlarını hesapla.
Toplam Arz = 120 + 150 + 80 = 350 birim. Toplam Talep = 100 + 90 + 110 + 70 = 370 birim.
Sistemin dengeli olup olmadığını kontrol etmek ve eklenecek yapay merkezin türünü tespit etmek için.
2
Eklenecek yapay merkezin kapasitesini ve indeksini belirle.
Talep arzdan 20 birim büyük olduğu için (370 - 350 = 20), sisteme kapasitesi 20 olan bir yapay kaynak eklenir. Soru metninde bu kaynağın i=4i=4 olduğu belirtilmiştir.
Ulaştırma modelinin çözülebilmesi için toplam arzın toplam talebe matematiksel olarak eşitlenmesi gerekir.
3
Yapay kaynak için arz kısıtını oluştur.
4. kaynaktan sistemdeki 4 varış noktasına (j=1,2,3,4j=1, 2, 3, 4) gidecek toplam akış 20 birime eşitlenir: x41+x42+x43+x44=20x_{41} + x_{42} + x_{43} + x_{44} = 20.
Dengeli ulaştırma modellerinde arz ve talep kısıtları daima tam eşitlik (==) formunda oluşturulur.

Anahtar Kavram

Dengesiz Ulaştırma Problemlerinde Yapay Merkez Ekleme ve Model Kurulumu
Soru 11Soru

Bir afet koordinasyon merkezi, 3 farklı lojistik deposundan (i=1,2,3i=1, 2, 3) 4 farklı afet bölgesine (j=1,2,3,4j=1, 2, 3, 4) acil durum çadırı sevk edecektir. Depoların kapasiteleri sırasıyla 400, 500 ve 300 adettir. Bölgelerin çadır talepleri ise sırasıyla 350, 450, 600 ve 200 adettir.

Toplam arzın toplam talebi karşılamaması nedeniyle dengesiz olan bu ulaştırma probleminin, standart ulaştırma algoritması (tablosu) ile çözülebilmesi için dengeli (kapalı) modele dönüştürülmesi ve i=4i=4 indisiyle bir yapay (kukla) kaynak eklenmesi kararlaştırılmıştır.

Buna göre, oluşturulacak yeni dengeli doğrusal programlama modelinde; 3. afet bölgesi (j=3j=3) için yazılması gereken talep kısıtı ile modele eklenen yapay kaynağa ait kapasite (arz) kısıtı aşağıdakilerin hangisinde sırasıyla doğru verilmiştir?

(Not: xijx_{ij}, ii. depodan jj. bölgeye gönderilen çadır miktarını göstermektedir.)

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Talep Kısıtı: x13+x23+x33+x43=600x_{13} + x_{23} + x_{33} + x_{43} = 600
Yapay Kaynak Kısıtı: x41+x42+x43+x44=400x_{41} + x_{42} + x_{43} + x_{44} = 400

Cevap

Talep Kısıtı: x13+x23+x33+x43=600x_{13} + x_{23} + x_{33} + x_{43} = 600 ve Yapay Kaynak Kısıtı: x41+x42+x43+x44=400x_{41} + x_{42} + x_{43} + x_{44} = 400 eşitliklerini içeren seçenektir.
Dengesiz ulaştırma problemlerinde, arz ve talep toplamını eşitlemek amacıyla eksik olan tarafa yapay bir merkez eklenir. Toplam talep (1600), toplam arzdan (1200) 400 birim fazla olduğundan, 400 birim kapasiteli bir yapay kaynak (i=4) eklenmesi şarttır. Bu yapay kaynağın arz kısıtı tüm bölgelere gidecek toplam sanal miktarı belirten x41+x42+x43+x44=400x_{41} + x_{42} + x_{43} + x_{44} = 400 olmalıdır. Problemin kapalı modele dönüştürülmesiyle birlikte tüm eşitsizlikler denkleme dönüşür; dolayısıyla 3. bölgenin 600 olan talebi, mevcut 3 gerçek depodan ve 4. yapay depodan gelen miktarların toplamına eşitlenerek x13+x23+x33+x43=600x_{13} + x_{23} + x_{33} + x_{43} = 600 şeklinde modellenmelidir.

Adım Adım Çözüm

1
Toplam arz ve toplam talep miktarlarını hesaplayarak dengesizlik durumunu tespit et.
Toplam Arz = 400 + 500 + 300 = 1200 adet. Toplam Talep = 350 + 450 + 600 + 200 = 1600 adet. Talep > Arz.
Ulaştırma problemine hangi tür yapay merkez (kaynak veya varış) ekleneceğini ve kapasitesinin ne olacağını belirlemek için.
2
Eklenecek yapay merkezin türünü ve kapasitesini belirle.
Talep arzdan 400 birim fazla olduğu için, modele 400 birim arz kapasitesine sahip bir yapay kaynak (i=4i=4) eklenmelidir.
Problemi kapalı (dengeli) hale getirerek standart ulaştırma algoritmasıyla çözülebilir formata sokmak için.
3
Modele eklenen yapay kaynağın (i=4i=4) arz (kapasite) kısıtını matematiksel olarak ifade et.
Yapay kaynaktan 4 farklı afet bölgesine gönderilecek toplam miktar kendi kapasitesine eşit olmalıdır: x41+x42+x43+x44=400x_{41} + x_{42} + x_{43} + x_{44} = 400.
Dengeli modellerde her bir kaynağın arz ettiği miktar, o kaynaktan çıkan miktarların toplamına tam eşit olmalıdır.
4
3. afet bölgesi (j=3j=3) için talep kısıtını, yapay kaynağı da içerecek şekilde eşitlik olarak yaz.
3. bölgeye; gerçek depolardan (i=1,2,3i=1,2,3) ve yapay depodan (i=4i=4) gelen toplam çadır miktarı 600'e eşit olmalıdır: x13+x23+x33+x43=600x_{13} + x_{23} + x_{33} + x_{43} = 600.
Dengeli bir modelde her varış noktasının talebi, gerçek ve yapay tüm kaynaklardan gelen akışların toplamıyla tam olarak karşılanmalıdır.

Anahtar Kavram

Dengesiz Ulaştırma Problemleri ve Yapay Değişkenler
Soru 12Soru

Bir otomotiv yedek parça üreticisinin üç farklı fabrikası (F1,F2,F3F_1, F_2, F_3) ve iki ana montaj tesisi (M1,M2M_1, M_2) bulunmaktadır. Fabrikaların günlük üretim kapasiteleri sırasıyla 400, 350 ve 250 birimdir. Montaj tesislerinin günlük parça talepleri ise sırasıyla 600 ve 550 birimdir.

F2F_2 fabrikasında üretilen parçalar teknik uyumsuzluk nedeniyle M1M_1 tesisinde kullanılamamaktadır (bu rotada sevkiyat yapılamaz). Talebin karşılanamaması durumunda, eksik kalan her birim parça için M1M_1 tesisinde 100 TL, M2M_2 tesisinde ise 150 TL üretim kaybı maliyeti (ceza) oluşmaktadır.

Bu problem, toplam maliyeti en küçükleyecek şekilde dengeli bir ulaştırma modeli olarak formüle edilmek istenmektedir. Karar değişkeni xijx_{ij}, ii. fabrikadan (i=1,2,3i=1, 2, 3) jj. tesise (j=1,2j=1, 2) gönderilen miktarı ve xyjx_{yj}, modelin dengelenmesi için eklenen yapay kaynaktan jj. tesise gönderilen miktarı göstermektedir.

Buna göre, kurulan doğrusal programlama modelinde yapay değişkenlerin amaç fonksiyonundaki katsayıları ve montaj tesislerinin talep kısıtları aşağıdakilerin hangisinde doğru ve eksiksiz verilmiştir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Amaç Fonksiyonu Ek Terimleri: 100xy1+150xy2100x_{y1} + 150x_{y2}
Talep Kısıtları:
x11+x31+xy1=600x_{11} + x_{31} + x_{y1} = 600
x12+x22+x32+xy2=550x_{12} + x_{22} + x_{32} + x_{y2} = 550

Cevap

Modelin doğru formüle edildiği seçenekte amaç fonksiyonuna 100xy1+150xy2100x_{y1} + 150x_{y2} eklenmiş, yasaklı x21x_{21} rotası çıkarılmış ve kısıtlar eşitlik (==) olarak ifade edilmiştir.
Problemde toplam arz (1000), toplam talepten (1150) küçüktür. Modeli dengelemek için 150 birim kapasiteli 'Yapay Kaynak' eklenmelidir. Yapay kaynaktan montaj tesislerine yapılan sevkiyatlar gerçekte var olmayan sevkiyatlardır ve doğrudan karşılanamayan (eksik kalan) talebi simgeler. Bu nedenle, eksik kalan her birim için verilen üretim kaybı cezaları (sırasıyla 100 TL ve 150 TL), yapay kaynağın taşıma maliyetleri olarak amaç fonksiyonuna doğrudan eklenir (100xy1+150xy2100x_{y1} + 150x_{y2}). Dengeli ulaştırma modellerinde kısıtlar daima 'eşitlik' formunda yazılır. Ayrıca, F2F_2'den M1M_1'e parça gönderilemediği için x21x_{21} değişkeni talep kısıtından tamamen çıkarılır. Tüm bu şartları eksiksiz sağlayan seçenek doğru matematiksel modellemeyi yansıtır.

Adım Adım Çözüm

1
Toplam arz ve toplam talebi hesaplayarak problemin denge durumunu kontrol etme.
Toplam Arz = 400 + 350 + 250 = 1000. Toplam Talep = 600 + 550 = 1150. Talep > Arz olduğu belirlenir.
Ulaştırma modelinin standart yapıda (dengeli) çözülebilmesi için yapay arz veya yapay talep noktası eklenip eklenmeyeceğini belirlemek.
2
Dengeyi sağlamak için gereken yapay merkez türünü ve kapasitesini belirleme.
Talep daha fazla olduğu için aradaki 150 birimlik farkı kapatacak bir 'Yapay Kaynak (Y)' eklenmelidir. Bu kaynaktan yapılacak sevkiyatlar karar değişkeni olarak xyjx_{yj} ile gösterilir.
Eksik olan miktar arz tarafında olduğu için sisteme sanal bir üretim merkezi eklenir.
3
Yapay merkezin gönderim maliyetlerini belirleme ve amaç fonksiyonuna ekleme.
Yapay kaynaktan M1M_1'e gönderim maliyeti 100 TL, M2M_2'ye gönderim maliyeti 150 TL olarak belirlenir. Amaç fonksiyonuna 100xy1+150xy2100x_{y1} + 150x_{y2} eklenir.
Sanal (yapay) kaynaktan gelen parçalar gerçekte üretilmeyen parçalardır ve eksik talebi ifade eder. Soruda belirtilen eksiklik cezaları, yapay kaynağın taşıma maliyeti olarak modele girilir.
4
Yasak rotayı dikkate alarak talep kısıtlarını oluşturma.
F2F_2'den M1M_1'e gönderim yapılamadığı için x21x_{21} rotası kısıtlara dâhil edilmez. Dengeli modellerde eşitlik kullanıldığı için M1M_1 Kısıtı: x11+x31+xy1=600x_{11} + x_{31} + x_{y1} = 600 ve M2M_2 Kısıtı: x12+x22+x32+xy2=550x_{12} + x_{22} + x_{32} + x_{y2} = 550 olarak yazılır.
Dengeli modellerde tüm talep tam olarak karşılanmış varsayılır (eşitlik) ve yasaklı rotalar (teknik uyumsuzluk) karar değişkeni havuzundan tamamen çıkarılır.

Anahtar Kavram

Dengesiz Ulaştırma Modelleri ve Ceza Maliyetleri

Alternatif Yöntem

Problemin tablosal gösterimi üzerinden düşünmek kısıtları yazmayı kolaylaştırır. Aşağıdaki dengelenmiş matriste her sütunun toplamı ilgili talep kısıtını, her satırın toplamı ise arz kısıtını verir:

MerkezlerM1M_1 (Talep: 600)M2M_2 (Talep: 550)Arz Kapasitesi
**F1F_1**x11x_{11}x12x_{12}400
**F2F_2**Yasak Rotax22x_{22}350
**F3F_3**x31x_{31}x32x_{32}250
Y (Yapay)xy1x_{y1} (Ceza: 100)xy2x_{y2} (Ceza: 150)150
Sütun toplamlarına bakıldığında M1M_1 kısıtının x11+x31+xy1=600x_{11} + x_{31} + x_{y1} = 600 olduğu açıkça görülmektedir.
Soru 13Soru

Bir tıbbi malzeme üreticisi, 3 farklı üretim tesisinde (i=1,2,3i=1, 2, 3) ürettiği diyaliz solüsyonlarını 4 farklı bölgedeki (j=1,2,3,4j=1, 2, 3, 4) hastanelere sevk etmektedir.

Aşağıdaki tabloda tesislerin haftalık kapasiteleri, bölgelerin haftalık talepleri ve talebin karşılanamaması durumunda katlanılacak birim ceza maliyetleri (hasta mağduriyeti vb. alternatif tedarik bedelleri) verilmiştir:

TesisKapasite (Ton)BölgeTalep (Ton)Ceza Maliyeti (TL/Ton)
T1 (i=1i=1)120B1 (j=1j=1)100500
T2 (i=2i=2)180B2 (j=2j=2)140400
T3 (i=3i=3)150B3 (j=3j=3)160600
--B4 (j=4j=4)130450

Ayrıca, birinci tesis (T1) ile üçüncü bölge (B3) arasındaki taşıma güzergahı, özel taşıma izni gerektirdiği ve bu izin alınamadığı için kesinlikle kullanılamamaktadır.

Karar değişkeni xijx_{ij} (ii. tesisten jj. bölgeye gönderilen tonaj) ve MM çok büyük bir pozitif sayıyı ifade etmek üzere; bu problemin minimum maliyetli standart dengeli ulaştırma modeli olarak kurgulanmış halinde aşağıdakilerden hangisi doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Modele 80 ton kapasiteli yapay bir kaynak (üretim tesisi, i=4i=4) eklenir; amaç fonksiyonunda +500x41+400x42+600x43+450x44+500x_{41} + 400x_{42} + 600x_{43} + 450x_{44} terimleri yer alır ve yapay kaynağa ait kapasite kısıtı j=14x4j=80\sum_{j=1}^{4} x_{4j} = 80 şeklinde eşitlik olarak kurulur.

Cevap

Dengeli model kurulurken eksik arzı telafi etmek üzere 80 birimlik yapay bir kaynak eklenmesi ve karşılanamayan talebin yarattığı ceza maliyetlerinin, yapay kaynağın ulaştırma maliyetleri olarak amaç fonksiyonunda yer alması gerekir.
Verilen problemde talep (530), arzdan (450) büyüktür. Ulaştırma algoritmasının çalışabilmesi için aradaki 80 birimlik farkı kapatacak bir yapay kaynağa (i=4i=4) ihtiyaç vardır. Yapay kaynaktan bölgelere gönderilen miktar (x4jx_{4j}), gerçekte o bölgeye ulaştırılamayan ve ceza maliyeti oluşturan miktarı temsil eder. Dolayısıyla amaç fonksiyonunda yapay kaynağa ait değişkenlerin katsayıları, sıfır yerine problemde verilen ceza maliyetleri (500,400,600,450500, 400, 600, 450) olmalıdır. Tüm denge kısıtları eşitlik (=) ile ifade edildiğinden dördüncü kaynak kısıtı da eşittir 80 olarak tanımlanır.

Adım Adım Çözüm

1
Toplam arz ve toplam talep miktarının hesaplanması ve dengenin kontrol edilmesi.
Toplam Arz = 120 + 180 + 150 = 450 ton. Toplam Talep = 100 + 140 + 160 + 130 = 530 ton. Talep > Arz durumu tespit edilir.
Ulaştırma modelinin standart formda (dengeli) çözülebilmesi için arz ve talebin birbirine eşit olması zorunludur.
2
Sistemi dengelemek için gereken yapay merkezin türünün ve kapasitesinin belirlenmesi.
Arz yetersizliği olduğundan, modele 80 ton kapasiteli bir 'Yapay Kaynak' (Yapay Üretim Tesisi, i=4) eklenir. Yapay kaynağın kapasite kısıtı j=14x4j=80\sum_{j=1}^{4} x_{4j} = 80 olur.
Eksik olan kısım üretim (arz) tarafındadır. Bu yüzden hayali bir tesis sistemi dengelemek için gereklidir.
3
Yapay kaynak ile varış noktaları arasındaki birim maliyetlerin (amaç fonksiyonu katsayılarının) tanımlanması.
Yapay kaynaktan bir bölgeye gönderilmiş gibi görünen her 1 ton, gerçekte o bölgenin talebinin 1 ton eksik karşılanması demektir. Bu nedenle amaç fonksiyonu katsayıları ceza maliyetlerine eşitlenir: c41=500,c42=400,c43=600,c44=450c_{41}=500, c_{42}=400, c_{43}=600, c_{44}=450.
Sistem, maliyetleri minimize etmeye çalışırken, en yüksek cezaya sahip bölgenin talebini gerçek fabrikalardan karşılamaya öncelik vermelidir.
4
Kullanılamayan (yasaklı) T1-B3 rotasının matematiksel kısıtının belirlenmesi.
Minimum maliyetli fonksiyonda, algoritmanın bu rotayı seçmemesi için x13x_{13} değişkeninin maliyet katsayısı +M+M (çok büyük pozitif değer) olarak belirlenir.
M-M atanması durumunda model bu rotayı seçmek isteyecektir, bu nedenle +M+M yöntemi (Büyük-M) kullanılır.

Anahtar Kavram

Dengesiz Ulaştırma Problemleri ve Ceza Maliyetlerinin Modellenmesi
Soru 14Soru

Bir tarım kooperatifi, hasat sonrasında iki farklı bölgesindeki depolardan (S1S_1 ve S2S_2), üç farklı un fabrikasına (F1,F2,F3F_1, F_2, F_3) buğday sevkiyatı yapacaktır.

Depoların mevcut kapasiteleri sırasıyla 800 ton ve 600 tondur. Fabrikaların talepleri ise sırasıyla 500 ton, 400 ton ve 300 tondur. Toplam arz, toplam talepten fazla olduğu için fabrikalara gönderilemeyen buğdaylar depolarda kalacaktır. Depolarda bekletilen buğdaylar için katlanılması gereken aylık stoklama maliyeti S1S_1 deposu için ton başına 40 TL, S2S_2 deposu için ton başına 65 TL olarak belirlenmiştir.

Sevkiyat ve stoklama maliyetleri toplamını en küçükleyecek dengelenmiş standart ulaştırma modelini kurmak için bir yapay varış merkezi (kukla fabrika - FYF_Y) tanımlanmıştır.

Buna göre, kurulan doğrusal programlama modelinde yapay varış merkezi ile ilgili karar değişkenlerinin (x1Yx_{1Y} ve x2Yx_{2Y}) amaç fonksiyonundaki konumu ve bu merkeze ait talep kısıtı aşağıdakilerden hangisinde doğru olarak verilmiştir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Amaç fonksiyonu ek terimleri: +40x1Y+65x2Y+ 40x_{1Y} + 65x_{2Y}
Kısıt denklemi: x1Y+x2Y=200x_{1Y} + x_{2Y} = 200

Cevap

Modelde yapay varış merkezine ait katsayıların +40 ve +65 olduğu, kısıt denkleminin ise kesin eşitlik formuyla 200'e eşitlendiği seçenektir.
Toplam 1400 ton arza karşılık 1200 ton talep vardır. Sistemdeki 200 tonluk arz fazlasını dengelemek için 200 ton talepli bir yapay varış merkezi (kukla fabrika) açılır. Dengelenmiş bir ulaştırma probleminde tüm arz ve talep kısıtları kesin eşitlik (=) ile ifade edilir, bu nedenle kısıt x1Y+x2Y=200x_{1Y} + x_{2Y} = 200 olmalıdır. Birinci depodan yapay merkeze yapılan atama (x1Yx_{1Y}), gerçekte ürünün birinci depoda kaldığını ve ton başına 40 TL stoklama maliyeti yarattığını gösterir. Aynı şekilde ikinci depo için bu maliyet 65 TL'dir. Amaç fonksiyonu maliyet minimizasyonu olduğundan, bu birim maliyetler denkleme pozitif katsayılar (+40x1Y+65x2Y+40x_{1Y} + 65x_{2Y}) olarak eklenir.

Adım Adım Çözüm

1
Toplam arz ve toplam talep miktarlarını hesaplayarak dengesizlik durumunu tespit et.
Toplam Arz = 800 + 600 = 1400 ton. Toplam Talep = 500 + 400 + 300 = 1200 ton. Arz > Talep (1400 > 1200).
Ulaştırma probleminde standart model kurulabilmesi için arz ve talebin dengede olup olmadığının bilinmesi gerekir.
2
Dengeyi sağlamak için eklenecek yapay merkezin türünü ve miktarını belirle.
Arz fazlası olduğu için 1400 - 1200 = 200 ton talebi olan bir Yapay Varış Merkezi (FYF_Y) eklenmelidir.
Dengelenmiş modelde Toplam Arz = Toplam Talep şartı sağlanmalıdır.
3
Yapay varış merkezi için talep kısıtını doğrusal programlama formatında yaz.
Dengelenmiş modellerde kısıtlar her zaman tam eşitliktir: x1Y+x2Y=200x_{1Y} + x_{2Y} = 200.
Standart ulaştırma algoritmasının (simpleks tabanlı) çalışabilmesi için eşitsizliklerin eşitliğe dönüştürülmesi şarttır.
4
Amaç fonksiyonunda yapay merkeze atanacak birim maliyetleri metinden çıkararak yaz.
S1S_1 deposunda kalan miktar (x1Yx_{1Y}) için 40 TL, S2S_2 deposunda kalan miktar (x2Yx_{2Y}) için 65 TL stoklama maliyeti olduğundan amaç fonksiyonu ek terimleri +40x1Y+65x2Y+ 40x_{1Y} + 65x_{2Y} olur.
Genellikle yapay merkezlerin maliyetleri sıfır kabul edilse de, soruda fiziksel stoklama maliyeti verildiği için bu değerler doğrudan maliyet katsayısı (CijC_{ij}) olarak kullanılır.

Anahtar Kavram

Dengesiz ulaştırma problemlerinde stoklama/bekletme maliyeti içeren yapay merkez modellemesi
Soru 15Soru

Bir e-ticaret şirketinin lojistik ağı, üç farklı ana depodan (D1,D2,D3D_1, D_2, D_3) üç farklı şehirdeki dağıtım merkezlerine (M1,M2,M3M_1, M_2, M_3) sevkiyat planlamaktadır.

Depoların günlük ürün tedarik kapasiteleri sırasıyla 120, 150 ve 180 birimdir. Şehirlerdeki dağıtım merkezlerinin günlük sipariş talepleri ise sırasıyla 200, 250 ve 150 birimdir.

Talebin eksiksiz karşılanamaması durumunda, teslimat gecikmesi ve müşteri memnuniyetsizliği nedeniyle M1,M2M_1, M_2 ve M3M_3 merkezleri için karşılanmayan her birim ürün başına sırasıyla 40 TL, 50 TL ve 60 TL fırsat maliyeti (ceza) hesaplanmaktadır. Ayrıca, D2D_2 deposundan M1M_1 merkezine giden transit yolda onarım çalışması bulunduğu için bu güzergâhtan sevkiyat yapılması lojistik olarak imkânsızdır.

Bu problemin dengelenmiş standart bir doğrusal ulaştırma modeli olarak formüle edilmesi istenmektedir. Modeldeki karar değişkenleri xijx_{ij} (ii. düğümden jj. merkeze gönderilen miktar) ve yasaklı güzergâhı engelleyecek ceza katsayısı yeterince büyük pozitif bir MM sayısı olarak tanımlanmıştır. Gerçek depolar i=1,2,3i=1,2,3 ve eklenecek yapay düğüm duruma göre i=4i=4 veya j=4j=4 olarak numaralandırılacaktır.

Buna göre, modeli dengelemek için eklenecek yapay düğüme ait kısıt denklemi ile amaç fonksiyonunda yer alacak yapay değişken ve yasaklı güzergâh maliyet katsayıları (cijc_{ij}) aşağıdakilerden hangisinde birlikte doğru verilmiştir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Yapay Kısıt: x41+x42+x43=150x_{41} + x_{42} + x_{43} = 150 ; Katsayılar: c41=40,c42=50,c43=60,c21=Mc_{41}=40, c_{42}=50, c_{43}=60, c_{21}=M

Cevap

Modeli dengelemek için yapay kısıtın 'x41+x42+x43=150x_{41} + x_{42} + x_{43} = 150' ve katsayıların 'c41=40,c42=50,c43=60,c21=Mc_{41}=40, c_{42}=50, c_{43}=60, c_{21}=M' olduğu seçenektir.
Verilen problemde toplam talep (600), toplam arzdan (450) büyüktür. Bu durumda dengeyi sağlamak için kapasitesi 150 birim olan bir yapay kaynak (i=4) eklenmelidir. Standart bir ulaştırma modelinde tüm kısıtlar kapalı eşitlik formundadır, bu nedenle yapay kaynak kısıtı 'x41+x42+x43=150x_{41} + x_{42} + x_{43} = 150' şeklinde yazılmalıdır. Yapay kaynaktan gönderilen miktarlar, gerçekte ilgili dağıtım merkezlerinin 'karşılanamayan taleplerini' ifade eder. Problem metninde karşılanamayan talep için sırasıyla 40, 50 ve 60 TL fırsat maliyeti oluştuğu belirtildiğinden, yapay merkezin maliyet katsayıları c41=40,c42=50,c43=60c_{41}=40, c_{42}=50, c_{43}=60 olur. Son olarak D2D_2'den M1M_1'e giden güzergâh yasaklı olduğundan, bu hücrenin maliyeti c21=Mc_{21}=M olarak modele yansıtılır.

Adım Adım Çözüm

1
Toplam arz ve toplam talebi hesaplayarak dengesizliğin yönünü ve miktarını belirle.
Toplam Arz = 120 + 150 + 180 = 450. Toplam Talep = 200 + 250 + 150 = 600. Talep, arzdan 150 birim fazladır.
Ulaştırma modellerinin standart formda çözülebilmesi için toplam arzın toplam talebe eşit olması (dengelenmesi) gerekir.
2
Dengeyi sağlamak için eklenecek yapay düğüm türünü ve kısıt denklemini oluştur.
Eksik olan arz olduğundan sisteme 150 kapasiteli bir Yapay Kaynak (i=4) eklenmelidir. Standart modelde kısıtlar eşitlik formundadır: x41+x42+x43=150x_{41} + x_{42} + x_{43} = 150.
Arz eksikliği durumunda teorik olarak ürünü sağlayacak sanal bir merkeze (yapay depo) ihtiyaç vardır ve standart form denklemleri '=' işareti gerektirir.
3
Yapay değişkenler için amaç fonksiyonu maliyet katsayılarını (cijc_{ij}) belirle.
Yapay kaynaktan dağıtım merkezlerine giden ürünler aslında 'karşılanamayan talebi' temsil eder. Ceza maliyetleri 40, 50 ve 60 TL olduğundan katsayılar c41=40,c42=50,c43=60c_{41}=40, c_{42}=50, c_{43}=60 olur.
Normalde yapay değişkenlerin maliyeti 0 kabul edilse de, problemde karşılanmayan talebe özel bir fırsat maliyeti tanımlanmıştır.
4
Yasaklı güzergâh için karar değişkenini ve maliyet katsayısını tanımla.
D2 deposundan (i=2) M1 merkezine (j=1) gidiş yasaklıdır. Bu nedenle karar değişkeni x21x_{21} olur ve modele atanacak ceza maliyeti c21=Mc_{21}=M olarak belirlenir.
Modelin çözümünde yasaklı bir hücreye atama yapılmasını engellemek için amaç fonksiyonunda bu güzergâhın birim maliyeti sonsuz (Büyük-M) kabul edilir.

Anahtar Kavram

Dengesiz Ulaştırma Problemlerinin Modellenmesi, Ceza Maliyetleri ve Yasaklı Güzergâhlar
Ulaştırma Probleminin Modellenmesi Alıştırma Soruları — KPSS İstatistik | Examkin