Анализ чувствительности в линейном программировании

Решение практической задачи нельзя считать законченным, если найдено оптимальное решение. Дело в том, что некоторые параметры задачи ЛП (финансы, запасы сырья, производственные мощности) можно регулировать, что, в свою очередь, может изменить найденное оптимальное решение. Эта информация получается в результате выполнения анализа чувствительности. Анализ чувствительности позволяет оценить влияние этих параметров на оптимальное решение. Если обнаруживается, что оптимальное решение можно значительно улучшить за счет небольших изменений заданных параметров, то целесообразно реализовать эти изменения. Кроме того, во многих случаях оценки параметров получаются путем статистической обработки ретроспективных данных (например, ожидаемый сбыт, прогнозы цен и затрат). Оценки, как правило, не могут быть точными. Если удается определить, какие параметры в наибольшей степени влияют на значение целевой функции, то целесообразно увеличить точность оценок именно этих параметров, что позволяет повысить надежность рассматриваемой модели и получаемого решения.

Таким образом, после математического решения задачи линейного программирования, расчета ее оптимального плана и оптимума, необходимо проанализировать полученные результаты.

Общая задача такого анализа - определить устойчивость полученного решения к тому или иному изменению ситуации, к изменению условий задачи, а также оценить чувствительность решения к изменению конкретных численных значений тех или иных параметров ситуации.

Обычно результаты анализа охватывают несколько разделов. Важность тех или иных разделов зависит от конкретной экономической ситуации, описываемой в задаче.

Во-первых, необходимо выявить, какие ограничения выполняются как равенства (связанные, или активные ограничения), какие - как строгие неравенства (несвязанные, неактивные ограничения). Это важная информация.

Для задачи производственного планирования ограничения соответствуют ресурсам. Равенство левой и правой частей ограничения, его активность означает полное использование данного ресурса. Строгое неравенство - неполное использование ресурса.

Говорили об этом выше.

В нашем примере связанными являются ограничения по I и III видам ресурсов. Эти два ресурса используются полностью. Остальные избыточны.

Знание того, какие ресурсы как используются, определяет узкие места в обеспечении производственного процесса и возможность маневра. Можно, например, продать излишки ресурсов для получения дополнительного дохода. Можно, наоборот, докупить дополнительные объемы тех ресурсов, которые используются полностью. Эти новые объемы вместе с оставшимися излишками других ресурсов позволят выпустить дополнительную продукцию и получить дополнительный доход. Для того, чтобы оценить выгодность такого решения, следует оценить величину такого дополнительного дохода, то есть величину предельной эффективности ресурсов. Величина предельной эффективности называется также теневой ценой (или двойственной оценкой) ресурса.

Отметим, что теневая цена является внутренней характеристикой ресурса в сложившейся производственной ситуации и не отражает ценность данного ресурса во внешней среде, его рыночную цену. Теневая цена определяет оценку чувствительности оптимума к изменению правых частей ограничений.

Сопоставление теневой и рыночной цены может служить основанием для принятия решения о закупке дополнительных объемов данного ресурса (если теневая цена больше рыночной) или о продаже части ресурса (если теневая цена меньше рыночной).

В нашем примере есть смысл докупать сырье I вида, если рыночная цена на него ниже 5,25 руб. за единицу, а сырье III вида, если рыночная цена на него ниже 1, 25 руб. за единицу. Сырье II вида докупать не имеет смысл, т.к. по нему и так остается запас 80 единиц.

В решениях такого рода важным является вопрос о границах действия теневой цены, а тем самым и о разумных объемах купли-продажи ресурса.