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Centro Universitario Hidalguense




                 Licenciatura en Contaduría y
                       Sistemas Fiscales

                    Investigación de Operaciones

                           UNIDAD III
                      “Redes de Distribución”



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         3.1 Transportación

                 3.1.1 Concepto
                 3.1.2 Cuadro de Transportación
                 3.1.3 Propiedades de un Plan de Embarque Optimo

         3.2 Planteamiento de Matrices

         3.3 Método de la esquina Nor occidental

         3.4 Método de Voguel

         3.5 Algoritmo de Escalón


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         3.6 Método mutuamente Preferido

         3.7 Variaciones del modelo de Transportación

         3.8 Modelos de asignación


                 3.8.1 Representación de red y matemática de un
                 problema de asignación


         3.9 Algoritmo de asignación




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        3.1 Transportación

        Existen problemas que se distinguen en la estructura especial
        de sus restricciones cuando se formulan con programación
        lineal. Aquellos relacionados con la distribución de bienes, los
        cuales deben enviarse desde lugares de suministro: ciudades,
        fábricas o plantas, conocidos como nodos origen hasta lugares
        de demanda: ciudades, estaciones, tiendas, llamados nodos
        destino; es posible que se haga a través de lugares
        intermedios: ciudades, estaciones, almacenes, llamados
        transbordos.
        :



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3.1 Transportación                        Centro Universitario Hidalguense


        El objetivo general consiste en hallar el mejor plan de
        distribución de unidades por cada una de las rutas, desde
        los orígenes hasta los lugares de demanda con el menor
        esfuerzo (costo) o bien con el mayor beneficio (utilidad).
        El problema de red de distribución se sujeta a las
        necesarias restricciones de:

        1.   Disponibilidad u oferta (=<) de unidades a suministrar en los
             nodos de origen.
        2.   Los envíos se sujetan al uso de rutas especificadas.
        3.   Cumplir o exceder (=>) la demanda de bienes en nodos destino y
             transbordo




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3.1 Transportación                   Centro Universitario Hidalguense


        Una red de distribución se construye con tantos nodos ( i )
        como lugares de oferta se tengan y tantos nodos ( j ) como
        lugares de demanda. También debe conectarse con ramas, con
        o sin flecha, entre los pares de nodos que convenga para las
        rutas válidas. Cada uno de los nodos y ramas deben tener los
        valores que informan (oferta, demanda, capacidad, costo),
        sobre el estado de la red estudiada.




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3.1 Transportación                   Centro Universitario Hidalguense


        La red de distribución más aplicada se conoce como problema
        de transporte simple en que se busca el costo mínimo de
        transporte directo al llevar mercancías desde lugares origen
        hasta lugares destino (sin transbordos); pero el modelo se
        puede extender de manera que se aplique en situaciones en
        que no hay flujos, como el control de inventario en áreas de
        producción; también en programación del empleo y asignación
        de personal a funciones y tareas.




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3.1 Transportación                      Centro Universitario Hidalguense


        Problema de Transporte simple
        El problema de transporte simple es un caso especial de la
        programación lineal, pues la estructura matemática que lo
        representa, resulta en un modelo cuyas restricciones tienen
        términos de coeficientes 1, lo cual ha permitido el desarrollo
        del algoritmo de solución basado en el simplex pero
        simplificado, logrando así mayor eficiencia en labor de cálculo.




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3.1 Transportación                     Centro Universitario Hidalguense


        Problema de Transporte simple
        Es aplicable en la distribución de bienes de consumo, de
        servicios eléctrico y de agua, en la asignación de equipo a la
        producción; también tiene aplicaciones de otra naturaleza
        como es, el inventario industrial o la asignación uno a uno, de
        ahí la importancia del modelo




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3.1 Transportación                     Centro Universitario Hidalguense


        Pero antes . . .
        3.1.1 Concepto
        Modelación de transporte: La modelación de transporte
        permite planificar situaciones futuras y actuales. El concepto
        de “modelo” debe ser entendido como una representación,
        necesariamente simplificada, de cualquier fenómeno, proceso,
        institución y, en general, de cualquier “sistema”.




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3.1 Transportación                   Centro Universitario Hidalguense


        Pero antes . . .
        Es una herramienta de gran importancia para el planificador,
        pues permite simular escenarios de actuación y temporales
        diversos que ayudan a evaluar alternativas y realizar el
        diagnóstico de futuro




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3.1 Transportación         Centro Universitario Hidalguense


        Dicho de otra manera . . .




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3.1 Transportación                            Centro Universitario Hidalguense


        3.1.2 Cuadro de Transportación (modelo de transporte)

        Es un caso especial de problema de programación Lineal, en el
        que todos los coeficientes de las variables en las restricciones
        tienen coeficiente uno (1), esto es:

                 ai j = 1 ; para todo i , para todo j




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3.1 Transportación   Centro Universitario Hidalguense




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3.1 Transportación   Centro Universitario Hidalguense




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3.1 Transportación          Centro Universitario Hidalguense


        De donde:


                 Disponibilidad = Requerimiento
                       Oferta = Demanda




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3.2 Planteamiento de Matrices   Centro Universitario Hidalguense


        3.2 Planteamiento de matrices




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3.2 Planteamiento de Matrices   Centro Universitario Hidalguense




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3.2 Planteamiento de Matrices   Centro Universitario Hidalguense




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3.2 Planteamiento de Matrices   Centro Universitario Hidalguense




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3.2 Planteamiento de Matrices   Centro Universitario Hidalguense




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3.2 Planteamiento de Matrices   Centro Universitario Hidalguense




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3.2 Planteamiento de Matrices           Centro Universitario Hidalguense


        3.3 Método de la esquina Nor Occidental

        Características:
                Sencillo y fácil de hacer
                No tiene en cuenta costos para hacer las asignaciones
                Generalmente nos deja lejos del optimo




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3.3 Método de la esquina Nor occidental   Centro Universitario Hidalguense


        Algoritmo:

        1. Construya una tabla de ofertas (disponibilidades) y demandas
        (requerimientos).
        2. Empiece por la esquina noroeste.
        3. Asigne lo máximo posible (Lo menor entre la oferta y la
        demanda, respectivamente)
        4. Actualice la oferta y la demanda y rellene con ceros el resto
        de casillas (Filas ó
        Columnas) en donde la oferta ó la demanda halla quedado
        satisfecha




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3.3 Método de la esquina Nor occidental   Centro Universitario Hidalguense


        Algoritmo:

        5. Muévase a la derecha o hacia abajo, según halla quedado
        disponibilidad para asignar.
        6. Repita los pasos del 3 al 5 sucesivamente hasta llegar a la
        esquina inferior derecha en la
        que se elimina fila y columna al mismo tiempo.




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3.3 Método de la esquina Nor occidental   Centro Universitario Hidalguense


        La regla:

        No elimine fila y columna al mismo tiempo, a no ser que sea la
        última casilla. El romper ésta regla ocasionará una solución en
        donde el número de variables básicas es menor a m+n-1,
        produciendo una solución básica factible degenerada




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3.3 Método de la esquina Nor occidental   Centro Universitario Hidalguense




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3.3 Método de la esquina Nor occidental                      Centro Universitario Hidalguense



                       PASO 1                                 PASO 2


             30                           40   10   30                           40   10
              0                           60         0                           60
              0                           70         0                           70
              0                           50         0                           50
             30   40     50     40   60             30   40     50     40   60




                       PASO 3                                 PASO 4

             30   10     0      0    0    40   10   30   10     0      0    0    40   10
              0                           60         0   30                      60
              0                           70         0    0                      70
              0                           50         0    0                      50
             30   40     50     40   60             30   40     50     40   60
                                                         30




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3.3 Método de la esquina Nor occidental                  Centro Universitario Hidalguense



                           PASO 5                                 PASO 6

                 30   10     0      0    0    40   10   30   10      0     0    0    40   10
                  0   30                      60   30    0   30     30     0    0    60   30
                  0    0                      70         0    0                      70
                  0    0                      50         0    0                      50
                 30   40     50     40   60             30   40     50     40   60
                      30                                     30



                           PASO 7                                 PASO 8

                 30   10      0     0    0    40   10   30   10      0     0    0    40   10
                  0   30     30     0    0    60   30    0   30     30     0    0    60   30
                  0    0     20               70         0    0     20               70   50
                  0    0      0               50         0    0      0               50
                 30   40     50     40   60             30   40     50     40   60
                      30     20                              30     20




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3.3 Método de la esquina Nor occidental                           Centro Universitario Hidalguense



                           PASO 9                                                PASO 10

                 30   10      0      0   0    40   10             30        10         0         0        0         40        10
                  0   30     30      0   0    60   30              0        30        30         0        0         60        30
                  0    0     20     40        70   50              0         0        20        40                  70        50        10
                  0    0      0      0        50                   0         0         0         0                  50
                 30   40     50     40   60                       30        40        50        40        60
                      30     20      0                                      30        20         0




                           PASO 11                                          PASO 12

                 30   10      0      0    0   40   10        30        10         0         0         0        40        10
                  0   30     30      0    0   60   30         0        30        30         0         0        60        30
                  0    0     20     40   10   70   50   10    0         0        20        40        10        70        50        10
                  0    0      0      0        50              0         0         0         0                  50
                 30   40     50     40   60                  30        40        50        40        60
                      30     20      0                                 30        20         0




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3.3 Método de la esquina Nor occidental                       Centro Universitario Hidalguense


                                             PASO 13

                                   30   10      0    0    0   40   10
                                    0   30     30    0    0   60   30
                                    0    0     20   40   10   70   50    10
                                    0    0      0    0   50   50
                                   30   40     50   40   60
                                        30     20    0




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3.3 Método de la esquina Nor occidental   Centro Universitario Hidalguense


        Caso Especial . . . .




Agosto de 2012
3.3 Método de la esquina Nor occidental   Centro Universitario Hidalguense


        Caso Especial . . . .




Agosto de 2012
3.3 Método de la esquina Nor occidental   Centro Universitario Hidalguense


        Caso Especial . . . .




Agosto de 2012
3.3 Método de la esquina Nor occidental   Centro Universitario Hidalguense


        Tarea . . . . .
        La empresa “Químicos del Caribe S.A.” posee cuatro depósitos de
        azufre que deben ser usados para fabricar 4 tipos de productos
        diferentes (A, B, C, D) , además por cada litro que se haga de los
        productos A, B, C, D se utiliza un litro de azufre, se sabe que las
        capacidades de cada deposito son de 100l , 120l, 80l, 95l
        respectivamente. La empresa tiene un pedido de 125l de la
        sustancia A, 50l de la sustancia B, 130l de la sustancia C y 90l de
        la sustancia D. los costos que relacionan la producción de cada
        químico con cada deposito se presenta a continuación:




Agosto de 2012
3.3 Método de la esquina Nor occidental   Centro Universitario Hidalguense


        Tarea . . . . .




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3.3 Método de la esquina Nor occidental   Centro Universitario Hidalguense


        Segundo ejemplo . . . . .

        Una compañía tiene 3 almacenes con 15, 35 y 5 artículos
        disponibles respectivamente. Con estos productos disponibles,
        desea satisfacer la demanda de cuatro clientes que quieren 5,
        15, 15 y 10 unidades respectivamente. Elabore el diagrama de
        transporte que satisfaga la demanda a mínimo costo de
        transporte




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3.3 Método de la esquina Nor occidental   Centro Universitario Hidalguense


        Tercer ejemplo . . . . .

        Una empresa energética colombiana dispone de cuatro plantas
        de generación para satisfacer la demanda diaria eléctrica en
        cuatro ciudades, Cali, Bogotá, Medellín y Barranquilla. Las
        plantas 1,2,3 y 4 pueden satisfacer 80, 30, 60 y 45 millones de
        KW al día respectivamente. Las necesidades de las ciudades de
        Cali, Bogotá, Medellín y Barranquilla son de 70, 40, 70 y 35
        millones de Kw al día respectivamente

        Formule un modelo de programación lineal que permita
        satisfacer las necesidades de todas las ciudades al tiempo que
        minimice los costos asociados al transporte (método de esquina
        nor occidental)



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3.3 Método de la esquina Nor occidental   Centro Universitario Hidalguense


        Cuarto ejemplo . . . . .

        4 agencias ordenan autos nuevos que deben llegar desde 3
        plazas, la agencia A necesita 6 autos, la agencia B requiere de 5,
        la agencia C 4 y la D requiere 4.

        La planta 1 tiene 7 autos en stock, la planta 2 tiene 13 y la planta
        3 tiene 3
        Elabore un diagrama de transporte de tal manera que sea
        posible satisfacer todos los requerimientos a mínimo costo




Agosto de 2012
3.4 Método de Voguel                    Centro Universitario Hidalguense


        3.4 Método de Voguel

        Características
        •Es más elaborado que los anteriores, más técnico.

        •Tiene en cuenta los costos, las ofertas y las demandas
        para hacer las asignaciones

        •Generalmente nos deja cerca al óptimo




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3.4 Método de Voguel                 Centro Universitario Hidalguense


        Algoritmo

        1. Construir una tabla de disponibilidades (ofertas),
        requerimientos (demanda) y costos

        2. Calcular la diferencia entre el costo mas pequeño y el
        segundo costo más pequeño, para cada fila y para cada
        columna

        3. Escoger entre las filas y columnas, la que tenga la mayor
        diferencia (en caso de empate, decida arbitrariamente)



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3.4 Método de Voguel                    Centro Universitario Hidalguense


        Algoritmo

        4. Asigne lo máximo posible en la casilla con menor costo
        en la fila o columna escogida en el punto 3

        5. asigne cero (0) a las otras casillas de la fila o columna
        donde la disponibilidad ó el requerimiento quede
        satisfecho

        6. Repita los pasos del 2 al 5, sin tener en cuenta la(s) fila(s)
        y/o columna(s) satisfechas, hasta que todas las casillas
        queden asignadas


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3.4 Método de Voguel               Centro Universitario Hidalguense


        Nota:
        Recuerde que no debe satisfacer filas y columnas al mismo
        tiempo; caso en que la disponibilidad sea igual al
        requerimiento; en tal caso use el ε (épsilon)




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3.4 Método de Voguel                Centro Universitario Hidalguense


        Retomemos nuestro primer ejemplo:




        Paso 1. Construcción de una tabla de requerimientos,
        disponibilidades y costos (en este caso se encuentra hecha)

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3.4 Método de Voguel                                          Centro Universitario Hidalguense


        Paso 2. Calcular la diferencia entre el costo mas pequeño y el
        segundo costo mas pequeño, para cada fila y para cada columna
                                               PASO 1
                                                                  ai   Di
                                     20   19     14     21   16   40   2
                                     15   20     13     19   16   60   2
                                     18   15     18     20   M    70   3
                                      0    0      0      0    0   50   0
                                bj   30   40     50     40   60
                                DJ   15   15     13     19   16



                 Fila 1 16 – 14 = 2                   Columna 1             15 – 0 = 15
                 Fila 2 15- 13 = 2                    Columna 2             15 – 0 = 15
                 Fila 3 18 – 15 = 3                   Columna 3             13 – 0 = 13
                 Fila 4 0                             Columna 4             19 – 0 = 19
                                                      Columna 5             16 – 0 = 16

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3.4 Método de Voguel                   Centro Universitario Hidalguense


        Paso 3. Escoger entre las filas y las columnas la que tenga la
        mayor diferencia, en caso de empate decidir arbitrariamente

                                Columna 2   19 – 0 = 19

        Paso 4. Asigne lo máximo posible con menor costo en la fila o
        columna escogida en el punto 3

        En este ejemplo lo máximo posible a asignar en la casilla del
        menor costo es 40, ósea . . .




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3.4 Método de Voguel                                                                Centro Universitario Hidalguense


                                         20            19            14            21            16
                                                                                                       40
                                         15            20            13            19            16
                                                                                                       60
                                         18            15            18            20            M
                                                                                                       70
                                         0             0             0              0            0
                                                                              40
                                                                                                       50
                                 30            40            50            40            60

         5. asigne cero (0) a las otras casillas de la fila o columna donde la
         disponibilidad ó el requerimiento quede satisfecho

                                 20            19            14                21        16
                                                                          0
                                                                                                      40
                                 15            20            13                19        16
                                                                          0
                                                                                                      60
                                 18            15            18                20            M
                                                                          0
                                                                                                      70
                                     0             0             0             0             0
                                                                          40
                                                                                                      50    10

                                30            40            50            40            60


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3.4 Método de Voguel                                          Centro Universitario Hidalguense



         6. Repita los pasos del 2 al 5, sin tener en cuenta la(s) fila(s)
         y/o columna(s) satisfechas, hasta que todas las casillas queden
         asignadas



                               20        19        14        21        16
                                                                            40
                                                        0
                               15        20        13        19        16
                                                                            60
                                                        0
                               18        15        18        20        M
                                                                            70
                                                        0
                               0         0         0         0         0
                                                                            50   10
                                                        40
                          30        40        50        40        60
                     D    15        15        13                  16




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3.4 Método de Voguel                                           Centro Universitario Hidalguense




                                                                               D
                      20        19        14        21        16
                                                                   40
                                               0                                   2
                      15        20        13        19        16
                                                                   60
                                               0                                   2
                      18        15        18        20        M
                                                                   70
                                               0                                   3
                      0         0         0         0         0
                                                                   50     10
                 0         0         0         40        10                        0
                 30        40        50        40        60
                                                         50
            D    15        15        13                  16




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                                                                        D
                     20       19       14        21        16
                                            0
                                                                  40        2

                     15       20       13        19        16
                                            0
                                                                  60        2

                     18       15       18        20        M
                                            0
                                                                  70        3

                      0        0        0        0         0
                 0        0        0        40        10
                                                                  50
                 30       40       50       40        60
                                                      50
           D     3        4        1                  0




Agosto de 2012
3.4 Método de Voguel                                      Centro Universitario Hidalguense




                                                                                 D
                       20        19       14        21        16
                                                                      40             2
                            0                  0
                       15        20       13        19        16
                                                                      60             2
                            0                  0
                       18        15       18        20        M
                                                                      70    30       3
                            40                 0
                       0         0         0        0         0
                                                                      50    10
                   0        0         0        40        10
                  30        40        50       40        60
                                                         50
             D     3                  1                  0



Agosto de 2012
3.4 Método de Voguel                                      Centro Universitario Hidalguense




                                                                                 D
                       20        19       14        21        16
                                                                      40             2
                            0                  0
                       15        20       13        19        16
                                                                      60             2
                            0                  0
                       18        15       18        20        M
                                                                      70    30       0
                            40                 0
                       0         0         0        0         0
                                                                      50    10
                   0        0         0        40        10
                  30        40        50       40        60
                                                         50
             D     3                  1                  0



Agosto de 2012
3.4 Método de Voguel                                      Centro Universitario Hidalguense




                                                                                 D
                       20        19       14        21        16
                                                                      40             2
                   0        0                  0
                       15        20       13        19        16
                                                                      60    30       2
                  30        0                  0
                       18        15       18        20        M
                                                                      70    30       3
                   0        40                 0
                       0         0         0        0         0
                                                                      50    10
                   0        0         0        40        10
                  30        40        50       40        60
                                                         50
             D                        1                  0



Agosto de 2012
3.4 Método de Voguel                                      Centro Universitario Hidalguense




                                                                                 D
                       20        19       14        21        16
                                                                      40             2
                   0        0                  0
                       15        20       13        19        16
                                                                      60    30       3
                  30        0                  0
                       18        15       18        20        M
                                                                      70    30 M -18
                   0        40                 0
                       0         0         0        0         0
                                                                      50    10
                   0        0         0        40        10
                  30        40        50       40        60
                                                         50
             D                        1                  0



Agosto de 2012
3.4 Método de Voguel                                        Centro Universitario Hidalguense




                                                                                   D
                       20        19        14        21         16
                                                                        40             2
                   0        0                   0
                       15        20        13        19         16
                                                                        60    30
                  30        0         30        0           0
                       18        15        18        20         M
                                                                        70    30 M -18
                   0        40                  0
                       0         0         0         0          0
                                                                        50
                   0        0         0         40         10
                  30        40        50        40         60
                                      20                   50
             D                        1                   M - 16




Agosto de 2012
3.4 Método de Voguel                                        Centro Universitario Hidalguense




                                                                                   D
                       20        19        14        21         16
                                                                        40             2
                   0        0                   0
                       15        20        13        19         16
                                                                        60    30
                  30        0         30        0           0
                       18        15        18        20         M
                                                                        70    30 M -18
                   0        40                  0
                       0         0         0         0          0
                                                                        50
                   0        0         0         40         10
                  30        40        50        40         60
                                      20                   50
             D                        4                   M - 16




Agosto de 2012
3.4 Método de Voguel                                        Centro Universitario Hidalguense




                                                                                   D
                       20        19        14        21         16
                                                                        40    20       2
                   0        0         20        0
                       15        20        13        19         16
                                                                        60    30
                  30        0         30        0           0
                       18        15        18        20         M
                                                                        70    30 M -18
                   0        40        0         0
                       0         0         0         0          0
                                                                        50
                   0        0         0         40         10
                  30        40        50        40         60
                                      20                   50
             D                        4                   M - 16




Agosto de 2012
3.4 Método de Voguel                                        Centro Universitario Hidalguense




                                                                                   D
                       20        19        14        21         16
                                                                        40    20       0
                   0        0         20        0
                       15        20        13        19         16
                                                                        60    30
                  30        0         30        0           0
                       18        15        18        20         M
                                                                        70    30   M
                   0        40        0         0
                       0         0         0         0          0
                                                                        50
                   0        0         0         40         10
                  30        40        50        40         60
                                      20                   50
             D                        4                   M - 16




Agosto de 2012
3.4 Método de Voguel                                        Centro Universitario Hidalguense




                                                                                   D
                       20        19        14        21         16
                                                                        40    20       0
                   0        0         20        0
                       15        20        13        19         16
                                                                        60    30
                  30        0         30        0           0
                       18        15        18        20         M
                                                                        70    30   M
                   0        40        0         0          30
                       0         0         0         0          0
                                                                        50
                   0        0         0         40         10
                  30        40        50        40         60
                                      20                   50
                                                           20
             D                        4                   M - 16


Agosto de 2012
3.4 Método de Voguel                                        Centro Universitario Hidalguense




                                                                                   D
                       20        19        14        21         16
                                                                        40    20       0
                   0        0         20        0          20
                       15        20        13        19         16
                                                                        60    30
                  30        0         30        0           0
                       18        15        18        20         M
                                                                        70    30   M
                   0        40        0         0          30
                       0         0         0         0          0
                                                                        50
                   0        0         0         40         10
                  30        40        50        40         60
                                      20                   50
                                                           20
             D                        4                   M - 16


Agosto de 2012
3.4 Método de Voguel                         Centro Universitario Hidalguense




           Nuestra solución
           X11 = 0 X12 = 0      X13 = 20   X14 = 0     X15 = 20
           X21 = 30 X22 = 0     X23 = 30   X24 = 0     X25 = 0
           X31 = 0 X32 = 40     X33 = 0    X34 = 0     X35 = 30
           X41 = 0 X42 = 0      X43 = 20   X44 = 40    X15 = 10




Agosto de 2012
3.4 Método de Voguel        Centro Universitario Hidalguense


                 f1                           d1



                 f2
                                              d1



                 f3                           d1


                                X44 = 40
                 f4                           d1




                                              d1

Agosto de 2012
3.4 Método de Voguel   Centro Universitario Hidalguense




Agosto de 2012
3.4 Método de Voguel                                Centro Universitario Hidalguense



                                            MERCADO
                   PLANTA                                             CAPACIDAD
                                  1        2       3         4
                                       9        6        4        7
                      A                                                   35
                                       2        4        6        3
                      B                                                   20
                                       8        1        8        6
                      C                                                   45

                 REQUERIMIENTOS   30       40       10       20




Agosto de 2012
3.4 Método de Voguel   Centro Universitario Hidalguense




Agosto de 2012
3.4 Método de Voguel   Centro Universitario Hidalguense




Agosto de 2012
3.4 Método de Voguel                Centro Universitario Hidalguense




        3.6 Método Mutuamente preferido
        Este método se considera mejor que los anteriores, pues
        selecciona las casilla de menor costo bajo el criterio de
        que sean a la vez la mas baja del renglón y columna a la
        que pertenecen, con esto la aproximación inicial que se
        obtiene es mejor, consiste en los siguientes pasos:




Agosto de 2012
3.6 Método mutuamente preferido     Centro Universitario Hidalguense



        1. Identificar aquellas casillas que tienen el costo mínimo
           tanto del renglón como de la columna a la que
           pertenecen
        2. Asignar en estas casillas la cantidad máxima posible,
           con lo cual se satisfará por lo menos una de las
           cantidades de la oferta y/o de la demanda
        3. El resto de la tabla que permanece sin asignar se ira
           llenando siguiendo los pasos anteriores hasta terminar




Agosto de 2012
3.6 Método mutuamente preferido                     Centro Universitario Hidalguense



        1. Ejemplo:


                             1        2         3         4         OFERTAS
                                 20       19        14        21
                    A                                                 510

                                 15       20        13        19
                    B                                                 475

                                 18       15        18        20
                    C                                                 390

                                  0         0         0         0
                    D                                                 225

                 DEMANDA    600       500       310       200         1600




Agosto de 2012
3.6 Método mutuamente preferido                   Centro Universitario Hidalguense



        Localizando las celdas con el mínimo costo tanto en fila como
        en columna:

                             1        2        3        4        OFERTAS
                                 25       18       21       23
                    A                                              510

                                 19       23       22       26
                    B                                              475

                                 22       25       26       17
                    C                                              390

                                 24       21       20       22
                    D                                              225

                 DEMANDA    600       500      310      200        1600




Agosto de 2012
3.6 Método mutuamente preferido                    Centro Universitario Hidalguense



        Asignándole a estas casillas lo máximo posible:


                             1        2         3        4        OFERTAS
                                 25       18        21       23
                    A                                               510
                                      500
                                 19       23        22       26
                    B                                               475
                            475
                                 22       25        26       17
                    C                                               390
                                                         200
                                 24       21      20         22
                    D                                               225
                                               225
                 DEMANDA    600       500      310       200        1600




Agosto de 2012
3.6 Método mutuamente preferido                    Centro Universitario Hidalguense



        Asignándole a estas casillas lo máximo posible:


                             1        2         3        4        OFERTAS
                                 25       18        21       23
                    A                                               510
                                      500
                                 19       23        22       26
                    B                                               475
                            475
                                 22       25        26       17
                    C                                               390
                                                         200
                                 24       21      20         22
                    D                                               225
                                               225
                 DEMANDA    600       500      310       200        1600




Agosto de 2012
3.6 Método mutuamente preferido                    Centro Universitario Hidalguense



        Asignándole a estas casillas lo máximo posible:


                             1        2         3        4        OFERTAS
                                 25       18        21       23
                    A                                               510
                                      500                x
                                 19       23        22       26
                    B                                               475
                            475       x         x        x
                                 22       25        26       17
                    C                                               390
                                      x                  200
                                 24       21      20         22
                    D                                               225
                             x         x       225        x
                 DEMANDA    600       500      310       200        1600




Agosto de 2012
3.6 Método mutuamente preferido                   Centro Universitario Hidalguense



        Asignándole a estas casillas lo máximo posible:


                            1        2         3        4        OFERTAS
                                25       18        21       23
                    A                                              510
                                     500                x
                                19       23        22       26
                    B                                              475
                           475       x         x        x
                                22       25        26       17
                    C                                              390
                                     x                  200
                                24       21      20         22
                   D                                               225
                            x         x       225        x
                 DEMANDA   600       500      310       200        1600




Agosto de 2012
3.6 Método mutuamente preferido                    Centro Universitario Hidalguense



        Asignándole a estas casillas lo máximo posible:


                                                                            Por diferencia
                             1        2         3        4        OFERTAS
                                 25       18        21       23
                    A                                               510
                                      500      10        x
                                 19       23        22       26
                    B                                               475
                            475       x         x        x
                                 22       25        26       17
                    C                                               390
                            125       x        75        200
                                 24       21      20         22
                    D                                               225
                             x         x       225        x
                 DEMANDA    600       500      310       200        1600




Agosto de 2012
3.8 Modelo de Asignación                   Centro Universitario Hidalguense



        Ejercicios
        Una compañía tiene 4 enlatadoras que abastecen a 4 almacenes y la
        gerencia quiere determinar la programación de envío de costo
        mínimo para su producción mensual de latas de tomate. La oferta en
        las enlatadoras, las demandas de los almacenes y los costos de envío
        por caja de latas de tomate se muestran en la tabla




        Obtener la mejor ruta de productos a mínimo costo (método de
        esquina nor-occidental, vogel y mutuamente preferido
Agosto de 2012
3.8 Modelo de Asignación                   Centro Universitario Hidalguense



        Ejercicios
        Una compañía tiene 4 enlatadoras que abastecen a 4 almacenes y la
        gerencia quiere determinar la programación de envío de costo
        mínimo para su producción mensual de latas de tomate. La oferta en
        las enlatadoras, las demandas de los almacenes y los costos de envío
        por caja de latas de tomate se muestran en la tabla




        Obtener la mejor ruta de productos a mínimo costo (método de
        esquina nor-occidental, vogel y mutuamente preferido
Agosto de 2012
3.8 Modelo de Asignación               Centro Universitario Hidalguense



        3.8 Modelo de Asignación

        Los problemas de asignación presentan una estructura similar a
        los de transporte, pero con dos diferencias:

            •Asocian igual número de orígenes con igual número de
            demandas

            •Las ofertas en cada origen es de valor uno, como lo es la
            demanda en cada destino




Agosto de 2012
3.8 Modelo de Asignación                 Centro Universitario Hidalguense



        El problema de asignación debe su nombre a la aplicación
        particular de asignar hombres a trabajos (o trabajos a
        máquinas), con la condición de que cada hombre puede ser
        asignado a un trabajo y que cada trabajo tendrá asignada una
        persona

        La condición necesaria y suficiente para que este tipo de
        problemas tenga solución, es que se encuentre balanceado, es
        decir, que los recursos totales sean iguales a las demandas
        totales.

        El modelo de asignación tiene sus principales aplicaciones en:
        Trabajadores, Oficinas al personal, Vehículos a rutas, Máquinas,
        Vendedores a regiones, productos a fabricar, etc.


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3.8 Modelo de Asignación                  Centro Universitario Hidalguense



        Algoritmo del Modelo de Asignación

        1. Reste el valor más pequeño de la fila en cada una de las
            filas
        2. Reste el valor mas pequeño en la columna de cada una de las
        columnas
        3. TRAZAR SEGMENTOS: este es el criterio de decisión de
        asignación, es decir

        A) Sí el número de segmentos es = m, entonces podemos asignar,
        recuerda que m=n asignaciones. Un segmento es una línea vertical u
        horizontal que se va a trazar a lo largo de toda la fila o toda la
        columna, no se pueden trazar segmentos en forma diagonal.




Agosto de 2012
3.8 Modelo de Asignación                  Centro Universitario Hidalguense



        B) Contrario ir al paso 4

        4. Atender los siguientes incisos

        A) Seleccione la posición del dato menor de los no segmentados y
           réstelo a los no segmentados, (esto hará que se generen nuevos
           ceros)

        B) Localizar los datos en donde se INTERSECTAN los segmentos, y
        sumar el dato menor seleccionado

        C) El resto de los datos segmentados quedan EXACTAMENTE igual.

        5. Repita el paso 3



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3.8 Modelo de Asignación                          Centro Universitario Hidalguense



        Casos especiales del Modelo de Asignación

        Oferta y demanda desiguales.

        Cuando la oferta y la demanda son desiguales, se asigna una
        actividad ficticia con un costo de cero para mantener la
        condición de método que deben ser igual número de ofertas y
        demanda

                 OFERTA               (DIFERENTE DE)        DEMANDA

                                    (ACTIVIDAD FICTICIA)




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        Casos especiales del Modelo de Asignación

        Problemas de maximización.

        Considere un problema de asignación en el que la respuesta a
        cada asignación es una utilidad en vez de un costo. Considere la
        matriz de utilidades del problema como la característica nueva
        la cual consiste en que el número que aparece en cada celdilla
        representa un beneficio en lugar de un costo


                     AHORA LOS COSTOS SON BENEFICIOS

                           GASTO AHORA ES UTILIDAD


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        Casos especiales del Modelo de Asignación

        Problemas con asignación inaceptable.

        Supóngase que se está resolviendo un problema de asignación
        y que se sabe que ciertas asignaciones son inaceptables. Para
        alcanzar esta meta, simplemente asigna un costo
        arbitrariamente grande representado mediante la letra M . M
        es un número tan grande que si se le resta un número finito
        cualquiera, queda todavía un valor mayor que los demás




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3.8 Modelo de Asignación                Centro Universitario Hidalguense



        Ejercicio:

        Una agencia de publicidad trata cual de entre 4 ejecutivos de
        contabilidad debe asignarse a cada uno de los clientes mayores.

        Use el método conveniente para encontrar la solución optima,
        a continuación se presentan los costos estimados de la
        asignación de cada ejecutivo:




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        Nuestra tabla:

                                    CONTABILIDAD (ejecutivos)

                                      1     2      3      4
                         C
                         L     A     15    19     20     18
                         I
                         E
                               B     14    15     17     14
                         N
                         T
                               C     11    15     15     14
                         E     D     21    24     26     24
                         S




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          Solución: Restamos el valor mas pequeño de la fila de cada una
          de las filas
              1       2      3         4        1        2       3      4
      A      15      19     20        18   A    0        4       5      3
      B      14      15     17        14   B    0        1       3      0
      C      11      15     15        14   C    0        4       4      3
      D      21      24     26        24   D    0        3       5      3




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        Paso siguiente , se hace el mismo procedimiento con las
        columnas

            1     2       3         4       1        2       3      4
    A       0     4       5         3   A   0        3       2      3
    B       0     1       3         0   B   0        0       0      0
    C       0     4       4         3   C   0        3       1      3
    D       0     3       5         3   D   0        2       2      3




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        Se trazan el mínimo numero de líneas que cubran los ceros
        obtenidos

                               1    2   3    4
                       A       0    3   2    3
                       B       0    0   0    0
                       C       0    3   1    3
                       D       0    2   2    3

        Nota. Si el numero de líneas es igual al numero de filas,
        estamos en la solución optima, en caso contrario . . . .
Agosto de 2012
3.8 Modelo de Asignación               Centro Universitario Hidalguense



         Se selecciona el numero menor entre los números que no están
         anulados (por líneas) y se resta a los valores no anulados

             1      2      3         4          1       2       3       4
     A       0      3      2         3    A     0       2       1       2
     B       0      0      0         0    B     1       0       0       0
     C       0      3      1         3    C     0       2       0       2
     D       0      2      2         3    D     0       1       1       2

         Nota. El valor que restamos a los números que no son cero, lo
         sumamos a la intersección de ceros
Agosto de 2012
3.8 Modelo de Asignación                   Centro Universitario Hidalguense



        Nuestra tabla resultante es la siguiente,


                                1     2      3      4
                        A       0     2      1      2
                        B       1     0      1      0
                        C       0     2      0      2
                        D       0     1      1      2

        Aun nuestro numero de líneas no es igual a nuestro numero de
        filas, por lo tanto, nuevamente procedemos al paso anterior:


Agosto de 2012
3.8 Modelo de Asignación             Centro Universitario Hidalguense



        EL valor menor de los números restantes es 1, este valor lo
        restamos a los valores no eliminados de la tabla:

          1      2      3       4            1      2      3       4
   A      0      2      1       2      A     0      1      1       1
   B      1      0      1       0      B     1      0      1       0
   C      0      2      0       2      C     0      1      0       1
   D      0      1      1       2      D     0      0      1       2

        Nuestra tabla resultante es:


Agosto de 2012
3.8 Modelo de Asignación                 Centro Universitario Hidalguense



        Una vez que trazamos nuevamente líneas que cubran los
        valores ceros obtenidos
                              1     2     3     4
                      A       0     1     1     1
                      B       1     0     1     0
                      C       0     1     0     1
                      D       1     0     2     2
        Ahora contamos con el mismo numero de filas y columnas, por
        lo tanto, hemos llegado a la solución optima, la cual se traduce
        de la siguiente forma:


Agosto de 2012
3.8 Modelo de Asignación                   Centro Universitario Hidalguense



        Se toman los valores originales en las ubicaciones de ceros por
        fila, para seleccionar la solución observamos con respecto a los
        números originales los menores si existe mas de un cero por fila
        y ese tomamos
           1      2      3          4           1       2       3       4
    A      0      1      1          1    A     15      19      20      18
    B      1      0      1          0    B     14      15      17      14
    C      0      1      0          1    C     11      15      15      14
    D      1      0      2          2    D     21      24      26      24

        Se toman los valores originales en las ubicaciones elegidas , p


Agosto de 2012

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Redes de Distribucion

  • 1. Centro Universitario Hidalguense Licenciatura en Contaduría y Sistemas Fiscales Investigación de Operaciones UNIDAD III “Redes de Distribución” Agosto de 2012
  • 2. Centro Universitario Hidalguense 3.1 Transportación 3.1.1 Concepto 3.1.2 Cuadro de Transportación 3.1.3 Propiedades de un Plan de Embarque Optimo 3.2 Planteamiento de Matrices 3.3 Método de la esquina Nor occidental 3.4 Método de Voguel 3.5 Algoritmo de Escalón Agosto de 2012
  • 3. Centro Universitario Hidalguense 3.6 Método mutuamente Preferido 3.7 Variaciones del modelo de Transportación 3.8 Modelos de asignación 3.8.1 Representación de red y matemática de un problema de asignación 3.9 Algoritmo de asignación Agosto de 2012
  • 4. Centro Universitario Hidalguense 3.1 Transportación Existen problemas que se distinguen en la estructura especial de sus restricciones cuando se formulan con programación lineal. Aquellos relacionados con la distribución de bienes, los cuales deben enviarse desde lugares de suministro: ciudades, fábricas o plantas, conocidos como nodos origen hasta lugares de demanda: ciudades, estaciones, tiendas, llamados nodos destino; es posible que se haga a través de lugares intermedios: ciudades, estaciones, almacenes, llamados transbordos. : Agosto de 2012
  • 5. 3.1 Transportación Centro Universitario Hidalguense El objetivo general consiste en hallar el mejor plan de distribución de unidades por cada una de las rutas, desde los orígenes hasta los lugares de demanda con el menor esfuerzo (costo) o bien con el mayor beneficio (utilidad). El problema de red de distribución se sujeta a las necesarias restricciones de: 1. Disponibilidad u oferta (=<) de unidades a suministrar en los nodos de origen. 2. Los envíos se sujetan al uso de rutas especificadas. 3. Cumplir o exceder (=>) la demanda de bienes en nodos destino y transbordo Agosto de 2012
  • 6. 3.1 Transportación Centro Universitario Hidalguense Una red de distribución se construye con tantos nodos ( i ) como lugares de oferta se tengan y tantos nodos ( j ) como lugares de demanda. También debe conectarse con ramas, con o sin flecha, entre los pares de nodos que convenga para las rutas válidas. Cada uno de los nodos y ramas deben tener los valores que informan (oferta, demanda, capacidad, costo), sobre el estado de la red estudiada. Agosto de 2012
  • 7. 3.1 Transportación Centro Universitario Hidalguense La red de distribución más aplicada se conoce como problema de transporte simple en que se busca el costo mínimo de transporte directo al llevar mercancías desde lugares origen hasta lugares destino (sin transbordos); pero el modelo se puede extender de manera que se aplique en situaciones en que no hay flujos, como el control de inventario en áreas de producción; también en programación del empleo y asignación de personal a funciones y tareas. Agosto de 2012
  • 8. 3.1 Transportación Centro Universitario Hidalguense Problema de Transporte simple El problema de transporte simple es un caso especial de la programación lineal, pues la estructura matemática que lo representa, resulta en un modelo cuyas restricciones tienen términos de coeficientes 1, lo cual ha permitido el desarrollo del algoritmo de solución basado en el simplex pero simplificado, logrando así mayor eficiencia en labor de cálculo. Agosto de 2012
  • 9. 3.1 Transportación Centro Universitario Hidalguense Problema de Transporte simple Es aplicable en la distribución de bienes de consumo, de servicios eléctrico y de agua, en la asignación de equipo a la producción; también tiene aplicaciones de otra naturaleza como es, el inventario industrial o la asignación uno a uno, de ahí la importancia del modelo Agosto de 2012
  • 10. 3.1 Transportación Centro Universitario Hidalguense Pero antes . . . 3.1.1 Concepto Modelación de transporte: La modelación de transporte permite planificar situaciones futuras y actuales. El concepto de “modelo” debe ser entendido como una representación, necesariamente simplificada, de cualquier fenómeno, proceso, institución y, en general, de cualquier “sistema”. Agosto de 2012
  • 11. 3.1 Transportación Centro Universitario Hidalguense Pero antes . . . Es una herramienta de gran importancia para el planificador, pues permite simular escenarios de actuación y temporales diversos que ayudan a evaluar alternativas y realizar el diagnóstico de futuro Agosto de 2012
  • 12. 3.1 Transportación Centro Universitario Hidalguense Dicho de otra manera . . . Agosto de 2012
  • 13. 3.1 Transportación Centro Universitario Hidalguense 3.1.2 Cuadro de Transportación (modelo de transporte) Es un caso especial de problema de programación Lineal, en el que todos los coeficientes de las variables en las restricciones tienen coeficiente uno (1), esto es: ai j = 1 ; para todo i , para todo j Agosto de 2012
  • 14. 3.1 Transportación Centro Universitario Hidalguense Agosto de 2012
  • 15. 3.1 Transportación Centro Universitario Hidalguense Agosto de 2012
  • 16. 3.1 Transportación Centro Universitario Hidalguense De donde: Disponibilidad = Requerimiento Oferta = Demanda Agosto de 2012
  • 17. 3.2 Planteamiento de Matrices Centro Universitario Hidalguense 3.2 Planteamiento de matrices Agosto de 2012
  • 18. 3.2 Planteamiento de Matrices Centro Universitario Hidalguense Agosto de 2012
  • 19. 3.2 Planteamiento de Matrices Centro Universitario Hidalguense Agosto de 2012
  • 20. 3.2 Planteamiento de Matrices Centro Universitario Hidalguense Agosto de 2012
  • 21. 3.2 Planteamiento de Matrices Centro Universitario Hidalguense Agosto de 2012
  • 22. 3.2 Planteamiento de Matrices Centro Universitario Hidalguense Agosto de 2012
  • 23. 3.2 Planteamiento de Matrices Centro Universitario Hidalguense Agosto de 2012
  • 24. 3.2 Planteamiento de Matrices Centro Universitario Hidalguense 3.3 Método de la esquina Nor Occidental Características: Sencillo y fácil de hacer No tiene en cuenta costos para hacer las asignaciones Generalmente nos deja lejos del optimo Agosto de 2012
  • 25. 3.3 Método de la esquina Nor occidental Centro Universitario Hidalguense Algoritmo: 1. Construya una tabla de ofertas (disponibilidades) y demandas (requerimientos). 2. Empiece por la esquina noroeste. 3. Asigne lo máximo posible (Lo menor entre la oferta y la demanda, respectivamente) 4. Actualice la oferta y la demanda y rellene con ceros el resto de casillas (Filas ó Columnas) en donde la oferta ó la demanda halla quedado satisfecha Agosto de 2012
  • 26. 3.3 Método de la esquina Nor occidental Centro Universitario Hidalguense Algoritmo: 5. Muévase a la derecha o hacia abajo, según halla quedado disponibilidad para asignar. 6. Repita los pasos del 3 al 5 sucesivamente hasta llegar a la esquina inferior derecha en la que se elimina fila y columna al mismo tiempo. Agosto de 2012
  • 27. 3.3 Método de la esquina Nor occidental Centro Universitario Hidalguense La regla: No elimine fila y columna al mismo tiempo, a no ser que sea la última casilla. El romper ésta regla ocasionará una solución en donde el número de variables básicas es menor a m+n-1, produciendo una solución básica factible degenerada Agosto de 2012
  • 28. 3.3 Método de la esquina Nor occidental Centro Universitario Hidalguense Agosto de 2012
  • 29. 3.3 Método de la esquina Nor occidental Centro Universitario Hidalguense PASO 1 PASO 2 30 40 10 30 40 10 0 60 0 60 0 70 0 70 0 50 0 50 30 40 50 40 60 30 40 50 40 60 PASO 3 PASO 4 30 10 0 0 0 40 10 30 10 0 0 0 40 10 0 60 0 30 60 0 70 0 0 70 0 50 0 0 50 30 40 50 40 60 30 40 50 40 60 30 Agosto de 2012
  • 30. 3.3 Método de la esquina Nor occidental Centro Universitario Hidalguense PASO 5 PASO 6 30 10 0 0 0 40 10 30 10 0 0 0 40 10 0 30 60 30 0 30 30 0 0 60 30 0 0 70 0 0 70 0 0 50 0 0 50 30 40 50 40 60 30 40 50 40 60 30 30 PASO 7 PASO 8 30 10 0 0 0 40 10 30 10 0 0 0 40 10 0 30 30 0 0 60 30 0 30 30 0 0 60 30 0 0 20 70 0 0 20 70 50 0 0 0 50 0 0 0 50 30 40 50 40 60 30 40 50 40 60 30 20 30 20 Agosto de 2012
  • 31. 3.3 Método de la esquina Nor occidental Centro Universitario Hidalguense PASO 9 PASO 10 30 10 0 0 0 40 10 30 10 0 0 0 40 10 0 30 30 0 0 60 30 0 30 30 0 0 60 30 0 0 20 40 70 50 0 0 20 40 70 50 10 0 0 0 0 50 0 0 0 0 50 30 40 50 40 60 30 40 50 40 60 30 20 0 30 20 0 PASO 11 PASO 12 30 10 0 0 0 40 10 30 10 0 0 0 40 10 0 30 30 0 0 60 30 0 30 30 0 0 60 30 0 0 20 40 10 70 50 10 0 0 20 40 10 70 50 10 0 0 0 0 50 0 0 0 0 50 30 40 50 40 60 30 40 50 40 60 30 20 0 30 20 0 Agosto de 2012
  • 32. 3.3 Método de la esquina Nor occidental Centro Universitario Hidalguense PASO 13 30 10 0 0 0 40 10 0 30 30 0 0 60 30 0 0 20 40 10 70 50 10 0 0 0 0 50 50 30 40 50 40 60 30 20 0 Agosto de 2012
  • 33. 3.3 Método de la esquina Nor occidental Centro Universitario Hidalguense Caso Especial . . . . Agosto de 2012
  • 34. 3.3 Método de la esquina Nor occidental Centro Universitario Hidalguense Caso Especial . . . . Agosto de 2012
  • 35. 3.3 Método de la esquina Nor occidental Centro Universitario Hidalguense Caso Especial . . . . Agosto de 2012
  • 36. 3.3 Método de la esquina Nor occidental Centro Universitario Hidalguense Tarea . . . . . La empresa “Químicos del Caribe S.A.” posee cuatro depósitos de azufre que deben ser usados para fabricar 4 tipos de productos diferentes (A, B, C, D) , además por cada litro que se haga de los productos A, B, C, D se utiliza un litro de azufre, se sabe que las capacidades de cada deposito son de 100l , 120l, 80l, 95l respectivamente. La empresa tiene un pedido de 125l de la sustancia A, 50l de la sustancia B, 130l de la sustancia C y 90l de la sustancia D. los costos que relacionan la producción de cada químico con cada deposito se presenta a continuación: Agosto de 2012
  • 37. 3.3 Método de la esquina Nor occidental Centro Universitario Hidalguense Tarea . . . . . Agosto de 2012
  • 38. 3.3 Método de la esquina Nor occidental Centro Universitario Hidalguense Segundo ejemplo . . . . . Una compañía tiene 3 almacenes con 15, 35 y 5 artículos disponibles respectivamente. Con estos productos disponibles, desea satisfacer la demanda de cuatro clientes que quieren 5, 15, 15 y 10 unidades respectivamente. Elabore el diagrama de transporte que satisfaga la demanda a mínimo costo de transporte Agosto de 2012
  • 39. 3.3 Método de la esquina Nor occidental Centro Universitario Hidalguense Tercer ejemplo . . . . . Una empresa energética colombiana dispone de cuatro plantas de generación para satisfacer la demanda diaria eléctrica en cuatro ciudades, Cali, Bogotá, Medellín y Barranquilla. Las plantas 1,2,3 y 4 pueden satisfacer 80, 30, 60 y 45 millones de KW al día respectivamente. Las necesidades de las ciudades de Cali, Bogotá, Medellín y Barranquilla son de 70, 40, 70 y 35 millones de Kw al día respectivamente Formule un modelo de programación lineal que permita satisfacer las necesidades de todas las ciudades al tiempo que minimice los costos asociados al transporte (método de esquina nor occidental) Agosto de 2012
  • 40. 3.3 Método de la esquina Nor occidental Centro Universitario Hidalguense Cuarto ejemplo . . . . . 4 agencias ordenan autos nuevos que deben llegar desde 3 plazas, la agencia A necesita 6 autos, la agencia B requiere de 5, la agencia C 4 y la D requiere 4. La planta 1 tiene 7 autos en stock, la planta 2 tiene 13 y la planta 3 tiene 3 Elabore un diagrama de transporte de tal manera que sea posible satisfacer todos los requerimientos a mínimo costo Agosto de 2012
  • 41. 3.4 Método de Voguel Centro Universitario Hidalguense 3.4 Método de Voguel Características •Es más elaborado que los anteriores, más técnico. •Tiene en cuenta los costos, las ofertas y las demandas para hacer las asignaciones •Generalmente nos deja cerca al óptimo Agosto de 2012
  • 42. 3.4 Método de Voguel Centro Universitario Hidalguense Algoritmo 1. Construir una tabla de disponibilidades (ofertas), requerimientos (demanda) y costos 2. Calcular la diferencia entre el costo mas pequeño y el segundo costo más pequeño, para cada fila y para cada columna 3. Escoger entre las filas y columnas, la que tenga la mayor diferencia (en caso de empate, decida arbitrariamente) Agosto de 2012
  • 43. 3.4 Método de Voguel Centro Universitario Hidalguense Algoritmo 4. Asigne lo máximo posible en la casilla con menor costo en la fila o columna escogida en el punto 3 5. asigne cero (0) a las otras casillas de la fila o columna donde la disponibilidad ó el requerimiento quede satisfecho 6. Repita los pasos del 2 al 5, sin tener en cuenta la(s) fila(s) y/o columna(s) satisfechas, hasta que todas las casillas queden asignadas Agosto de 2012
  • 44. 3.4 Método de Voguel Centro Universitario Hidalguense Nota: Recuerde que no debe satisfacer filas y columnas al mismo tiempo; caso en que la disponibilidad sea igual al requerimiento; en tal caso use el ε (épsilon) Agosto de 2012
  • 45. 3.4 Método de Voguel Centro Universitario Hidalguense Retomemos nuestro primer ejemplo: Paso 1. Construcción de una tabla de requerimientos, disponibilidades y costos (en este caso se encuentra hecha) Agosto de 2012
  • 46. 3.4 Método de Voguel Centro Universitario Hidalguense Paso 2. Calcular la diferencia entre el costo mas pequeño y el segundo costo mas pequeño, para cada fila y para cada columna PASO 1 ai Di 20 19 14 21 16 40 2 15 20 13 19 16 60 2 18 15 18 20 M 70 3 0 0 0 0 0 50 0 bj 30 40 50 40 60 DJ 15 15 13 19 16 Fila 1 16 – 14 = 2 Columna 1 15 – 0 = 15 Fila 2 15- 13 = 2 Columna 2 15 – 0 = 15 Fila 3 18 – 15 = 3 Columna 3 13 – 0 = 13 Fila 4 0 Columna 4 19 – 0 = 19 Columna 5 16 – 0 = 16 Agosto de 2012
  • 47. 3.4 Método de Voguel Centro Universitario Hidalguense Paso 3. Escoger entre las filas y las columnas la que tenga la mayor diferencia, en caso de empate decidir arbitrariamente Columna 2 19 – 0 = 19 Paso 4. Asigne lo máximo posible con menor costo en la fila o columna escogida en el punto 3 En este ejemplo lo máximo posible a asignar en la casilla del menor costo es 40, ósea . . . Agosto de 2012
  • 48. 3.4 Método de Voguel Centro Universitario Hidalguense 20 19 14 21 16 40 15 20 13 19 16 60 18 15 18 20 M 70 0 0 0 0 0 40 50 30 40 50 40 60 5. asigne cero (0) a las otras casillas de la fila o columna donde la disponibilidad ó el requerimiento quede satisfecho 20 19 14 21 16 0 40 15 20 13 19 16 0 60 18 15 18 20 M 0 70 0 0 0 0 0 40 50 10 30 40 50 40 60 Agosto de 2012
  • 49. 3.4 Método de Voguel Centro Universitario Hidalguense 6. Repita los pasos del 2 al 5, sin tener en cuenta la(s) fila(s) y/o columna(s) satisfechas, hasta que todas las casillas queden asignadas 20 19 14 21 16 40 0 15 20 13 19 16 60 0 18 15 18 20 M 70 0 0 0 0 0 0 50 10 40 30 40 50 40 60 D 15 15 13 16 Agosto de 2012
  • 50. 3.4 Método de Voguel Centro Universitario Hidalguense D 20 19 14 21 16 40 0 2 15 20 13 19 16 60 0 2 18 15 18 20 M 70 0 3 0 0 0 0 0 50 10 0 0 0 40 10 0 30 40 50 40 60 50 D 15 15 13 16 Agosto de 2012
  • 51. 3.4 Método de Voguel Centro Universitario Hidalguense D 20 19 14 21 16 0 40 2 15 20 13 19 16 0 60 2 18 15 18 20 M 0 70 3 0 0 0 0 0 0 0 0 40 10 50 30 40 50 40 60 50 D 3 4 1 0 Agosto de 2012
  • 52. 3.4 Método de Voguel Centro Universitario Hidalguense D 20 19 14 21 16 40 2 0 0 15 20 13 19 16 60 2 0 0 18 15 18 20 M 70 30 3 40 0 0 0 0 0 0 50 10 0 0 0 40 10 30 40 50 40 60 50 D 3 1 0 Agosto de 2012
  • 53. 3.4 Método de Voguel Centro Universitario Hidalguense D 20 19 14 21 16 40 2 0 0 15 20 13 19 16 60 2 0 0 18 15 18 20 M 70 30 0 40 0 0 0 0 0 0 50 10 0 0 0 40 10 30 40 50 40 60 50 D 3 1 0 Agosto de 2012
  • 54. 3.4 Método de Voguel Centro Universitario Hidalguense D 20 19 14 21 16 40 2 0 0 0 15 20 13 19 16 60 30 2 30 0 0 18 15 18 20 M 70 30 3 0 40 0 0 0 0 0 0 50 10 0 0 0 40 10 30 40 50 40 60 50 D 1 0 Agosto de 2012
  • 55. 3.4 Método de Voguel Centro Universitario Hidalguense D 20 19 14 21 16 40 2 0 0 0 15 20 13 19 16 60 30 3 30 0 0 18 15 18 20 M 70 30 M -18 0 40 0 0 0 0 0 0 50 10 0 0 0 40 10 30 40 50 40 60 50 D 1 0 Agosto de 2012
  • 56. 3.4 Método de Voguel Centro Universitario Hidalguense D 20 19 14 21 16 40 2 0 0 0 15 20 13 19 16 60 30 30 0 30 0 0 18 15 18 20 M 70 30 M -18 0 40 0 0 0 0 0 0 50 0 0 0 40 10 30 40 50 40 60 20 50 D 1 M - 16 Agosto de 2012
  • 57. 3.4 Método de Voguel Centro Universitario Hidalguense D 20 19 14 21 16 40 2 0 0 0 15 20 13 19 16 60 30 30 0 30 0 0 18 15 18 20 M 70 30 M -18 0 40 0 0 0 0 0 0 50 0 0 0 40 10 30 40 50 40 60 20 50 D 4 M - 16 Agosto de 2012
  • 58. 3.4 Método de Voguel Centro Universitario Hidalguense D 20 19 14 21 16 40 20 2 0 0 20 0 15 20 13 19 16 60 30 30 0 30 0 0 18 15 18 20 M 70 30 M -18 0 40 0 0 0 0 0 0 0 50 0 0 0 40 10 30 40 50 40 60 20 50 D 4 M - 16 Agosto de 2012
  • 59. 3.4 Método de Voguel Centro Universitario Hidalguense D 20 19 14 21 16 40 20 0 0 0 20 0 15 20 13 19 16 60 30 30 0 30 0 0 18 15 18 20 M 70 30 M 0 40 0 0 0 0 0 0 0 50 0 0 0 40 10 30 40 50 40 60 20 50 D 4 M - 16 Agosto de 2012
  • 60. 3.4 Método de Voguel Centro Universitario Hidalguense D 20 19 14 21 16 40 20 0 0 0 20 0 15 20 13 19 16 60 30 30 0 30 0 0 18 15 18 20 M 70 30 M 0 40 0 0 30 0 0 0 0 0 50 0 0 0 40 10 30 40 50 40 60 20 50 20 D 4 M - 16 Agosto de 2012
  • 61. 3.4 Método de Voguel Centro Universitario Hidalguense D 20 19 14 21 16 40 20 0 0 0 20 0 20 15 20 13 19 16 60 30 30 0 30 0 0 18 15 18 20 M 70 30 M 0 40 0 0 30 0 0 0 0 0 50 0 0 0 40 10 30 40 50 40 60 20 50 20 D 4 M - 16 Agosto de 2012
  • 62. 3.4 Método de Voguel Centro Universitario Hidalguense Nuestra solución X11 = 0 X12 = 0 X13 = 20 X14 = 0 X15 = 20 X21 = 30 X22 = 0 X23 = 30 X24 = 0 X25 = 0 X31 = 0 X32 = 40 X33 = 0 X34 = 0 X35 = 30 X41 = 0 X42 = 0 X43 = 20 X44 = 40 X15 = 10 Agosto de 2012
  • 63. 3.4 Método de Voguel Centro Universitario Hidalguense f1 d1 f2 d1 f3 d1 X44 = 40 f4 d1 d1 Agosto de 2012
  • 64. 3.4 Método de Voguel Centro Universitario Hidalguense Agosto de 2012
  • 65. 3.4 Método de Voguel Centro Universitario Hidalguense MERCADO PLANTA CAPACIDAD 1 2 3 4 9 6 4 7 A 35 2 4 6 3 B 20 8 1 8 6 C 45 REQUERIMIENTOS 30 40 10 20 Agosto de 2012
  • 66. 3.4 Método de Voguel Centro Universitario Hidalguense Agosto de 2012
  • 67. 3.4 Método de Voguel Centro Universitario Hidalguense Agosto de 2012
  • 68. 3.4 Método de Voguel Centro Universitario Hidalguense 3.6 Método Mutuamente preferido Este método se considera mejor que los anteriores, pues selecciona las casilla de menor costo bajo el criterio de que sean a la vez la mas baja del renglón y columna a la que pertenecen, con esto la aproximación inicial que se obtiene es mejor, consiste en los siguientes pasos: Agosto de 2012
  • 69. 3.6 Método mutuamente preferido Centro Universitario Hidalguense 1. Identificar aquellas casillas que tienen el costo mínimo tanto del renglón como de la columna a la que pertenecen 2. Asignar en estas casillas la cantidad máxima posible, con lo cual se satisfará por lo menos una de las cantidades de la oferta y/o de la demanda 3. El resto de la tabla que permanece sin asignar se ira llenando siguiendo los pasos anteriores hasta terminar Agosto de 2012
  • 70. 3.6 Método mutuamente preferido Centro Universitario Hidalguense 1. Ejemplo: 1 2 3 4 OFERTAS 20 19 14 21 A 510 15 20 13 19 B 475 18 15 18 20 C 390 0 0 0 0 D 225 DEMANDA 600 500 310 200 1600 Agosto de 2012
  • 71. 3.6 Método mutuamente preferido Centro Universitario Hidalguense Localizando las celdas con el mínimo costo tanto en fila como en columna: 1 2 3 4 OFERTAS 25 18 21 23 A 510 19 23 22 26 B 475 22 25 26 17 C 390 24 21 20 22 D 225 DEMANDA 600 500 310 200 1600 Agosto de 2012
  • 72. 3.6 Método mutuamente preferido Centro Universitario Hidalguense Asignándole a estas casillas lo máximo posible: 1 2 3 4 OFERTAS 25 18 21 23 A 510 500 19 23 22 26 B 475 475 22 25 26 17 C 390 200 24 21 20 22 D 225 225 DEMANDA 600 500 310 200 1600 Agosto de 2012
  • 73. 3.6 Método mutuamente preferido Centro Universitario Hidalguense Asignándole a estas casillas lo máximo posible: 1 2 3 4 OFERTAS 25 18 21 23 A 510 500 19 23 22 26 B 475 475 22 25 26 17 C 390 200 24 21 20 22 D 225 225 DEMANDA 600 500 310 200 1600 Agosto de 2012
  • 74. 3.6 Método mutuamente preferido Centro Universitario Hidalguense Asignándole a estas casillas lo máximo posible: 1 2 3 4 OFERTAS 25 18 21 23 A 510 500 x 19 23 22 26 B 475 475 x x x 22 25 26 17 C 390 x 200 24 21 20 22 D 225 x x 225 x DEMANDA 600 500 310 200 1600 Agosto de 2012
  • 75. 3.6 Método mutuamente preferido Centro Universitario Hidalguense Asignándole a estas casillas lo máximo posible: 1 2 3 4 OFERTAS 25 18 21 23 A 510 500 x 19 23 22 26 B 475 475 x x x 22 25 26 17 C 390 x 200 24 21 20 22 D 225 x x 225 x DEMANDA 600 500 310 200 1600 Agosto de 2012
  • 76. 3.6 Método mutuamente preferido Centro Universitario Hidalguense Asignándole a estas casillas lo máximo posible: Por diferencia 1 2 3 4 OFERTAS 25 18 21 23 A 510 500 10 x 19 23 22 26 B 475 475 x x x 22 25 26 17 C 390 125 x 75 200 24 21 20 22 D 225 x x 225 x DEMANDA 600 500 310 200 1600 Agosto de 2012
  • 77. 3.8 Modelo de Asignación Centro Universitario Hidalguense Ejercicios Una compañía tiene 4 enlatadoras que abastecen a 4 almacenes y la gerencia quiere determinar la programación de envío de costo mínimo para su producción mensual de latas de tomate. La oferta en las enlatadoras, las demandas de los almacenes y los costos de envío por caja de latas de tomate se muestran en la tabla Obtener la mejor ruta de productos a mínimo costo (método de esquina nor-occidental, vogel y mutuamente preferido Agosto de 2012
  • 78. 3.8 Modelo de Asignación Centro Universitario Hidalguense Ejercicios Una compañía tiene 4 enlatadoras que abastecen a 4 almacenes y la gerencia quiere determinar la programación de envío de costo mínimo para su producción mensual de latas de tomate. La oferta en las enlatadoras, las demandas de los almacenes y los costos de envío por caja de latas de tomate se muestran en la tabla Obtener la mejor ruta de productos a mínimo costo (método de esquina nor-occidental, vogel y mutuamente preferido Agosto de 2012
  • 79. 3.8 Modelo de Asignación Centro Universitario Hidalguense 3.8 Modelo de Asignación Los problemas de asignación presentan una estructura similar a los de transporte, pero con dos diferencias: •Asocian igual número de orígenes con igual número de demandas •Las ofertas en cada origen es de valor uno, como lo es la demanda en cada destino Agosto de 2012
  • 80. 3.8 Modelo de Asignación Centro Universitario Hidalguense El problema de asignación debe su nombre a la aplicación particular de asignar hombres a trabajos (o trabajos a máquinas), con la condición de que cada hombre puede ser asignado a un trabajo y que cada trabajo tendrá asignada una persona La condición necesaria y suficiente para que este tipo de problemas tenga solución, es que se encuentre balanceado, es decir, que los recursos totales sean iguales a las demandas totales. El modelo de asignación tiene sus principales aplicaciones en: Trabajadores, Oficinas al personal, Vehículos a rutas, Máquinas, Vendedores a regiones, productos a fabricar, etc. Agosto de 2012
  • 81. 3.8 Modelo de Asignación Centro Universitario Hidalguense Algoritmo del Modelo de Asignación 1. Reste el valor más pequeño de la fila en cada una de las filas 2. Reste el valor mas pequeño en la columna de cada una de las columnas 3. TRAZAR SEGMENTOS: este es el criterio de decisión de asignación, es decir A) Sí el número de segmentos es = m, entonces podemos asignar, recuerda que m=n asignaciones. Un segmento es una línea vertical u horizontal que se va a trazar a lo largo de toda la fila o toda la columna, no se pueden trazar segmentos en forma diagonal. Agosto de 2012
  • 82. 3.8 Modelo de Asignación Centro Universitario Hidalguense B) Contrario ir al paso 4 4. Atender los siguientes incisos A) Seleccione la posición del dato menor de los no segmentados y réstelo a los no segmentados, (esto hará que se generen nuevos ceros) B) Localizar los datos en donde se INTERSECTAN los segmentos, y sumar el dato menor seleccionado C) El resto de los datos segmentados quedan EXACTAMENTE igual. 5. Repita el paso 3 Agosto de 2012
  • 83. 3.8 Modelo de Asignación Centro Universitario Hidalguense Casos especiales del Modelo de Asignación Oferta y demanda desiguales. Cuando la oferta y la demanda son desiguales, se asigna una actividad ficticia con un costo de cero para mantener la condición de método que deben ser igual número de ofertas y demanda OFERTA (DIFERENTE DE) DEMANDA (ACTIVIDAD FICTICIA) Agosto de 2012
  • 84. 3.8 Modelo de Asignación Centro Universitario Hidalguense Casos especiales del Modelo de Asignación Problemas de maximización. Considere un problema de asignación en el que la respuesta a cada asignación es una utilidad en vez de un costo. Considere la matriz de utilidades del problema como la característica nueva la cual consiste en que el número que aparece en cada celdilla representa un beneficio en lugar de un costo AHORA LOS COSTOS SON BENEFICIOS GASTO AHORA ES UTILIDAD Agosto de 2012
  • 85. 3.8 Modelo de Asignación Centro Universitario Hidalguense Casos especiales del Modelo de Asignación Problemas con asignación inaceptable. Supóngase que se está resolviendo un problema de asignación y que se sabe que ciertas asignaciones son inaceptables. Para alcanzar esta meta, simplemente asigna un costo arbitrariamente grande representado mediante la letra M . M es un número tan grande que si se le resta un número finito cualquiera, queda todavía un valor mayor que los demás Agosto de 2012
  • 86. 3.8 Modelo de Asignación Centro Universitario Hidalguense Ejercicio: Una agencia de publicidad trata cual de entre 4 ejecutivos de contabilidad debe asignarse a cada uno de los clientes mayores. Use el método conveniente para encontrar la solución optima, a continuación se presentan los costos estimados de la asignación de cada ejecutivo: Agosto de 2012
  • 87. 3.8 Modelo de Asignación Centro Universitario Hidalguense Nuestra tabla: CONTABILIDAD (ejecutivos) 1 2 3 4 C L A 15 19 20 18 I E B 14 15 17 14 N T C 11 15 15 14 E D 21 24 26 24 S Agosto de 2012
  • 88. 3.8 Modelo de Asignación Centro Universitario Hidalguense Solución: Restamos el valor mas pequeño de la fila de cada una de las filas 1 2 3 4 1 2 3 4 A 15 19 20 18 A 0 4 5 3 B 14 15 17 14 B 0 1 3 0 C 11 15 15 14 C 0 4 4 3 D 21 24 26 24 D 0 3 5 3 Agosto de 2012
  • 89. 3.8 Modelo de Asignación Centro Universitario Hidalguense Paso siguiente , se hace el mismo procedimiento con las columnas 1 2 3 4 1 2 3 4 A 0 4 5 3 A 0 3 2 3 B 0 1 3 0 B 0 0 0 0 C 0 4 4 3 C 0 3 1 3 D 0 3 5 3 D 0 2 2 3 Agosto de 2012
  • 90. 3.8 Modelo de Asignación Centro Universitario Hidalguense Se trazan el mínimo numero de líneas que cubran los ceros obtenidos 1 2 3 4 A 0 3 2 3 B 0 0 0 0 C 0 3 1 3 D 0 2 2 3 Nota. Si el numero de líneas es igual al numero de filas, estamos en la solución optima, en caso contrario . . . . Agosto de 2012
  • 91. 3.8 Modelo de Asignación Centro Universitario Hidalguense Se selecciona el numero menor entre los números que no están anulados (por líneas) y se resta a los valores no anulados 1 2 3 4 1 2 3 4 A 0 3 2 3 A 0 2 1 2 B 0 0 0 0 B 1 0 0 0 C 0 3 1 3 C 0 2 0 2 D 0 2 2 3 D 0 1 1 2 Nota. El valor que restamos a los números que no son cero, lo sumamos a la intersección de ceros Agosto de 2012
  • 92. 3.8 Modelo de Asignación Centro Universitario Hidalguense Nuestra tabla resultante es la siguiente, 1 2 3 4 A 0 2 1 2 B 1 0 1 0 C 0 2 0 2 D 0 1 1 2 Aun nuestro numero de líneas no es igual a nuestro numero de filas, por lo tanto, nuevamente procedemos al paso anterior: Agosto de 2012
  • 93. 3.8 Modelo de Asignación Centro Universitario Hidalguense EL valor menor de los números restantes es 1, este valor lo restamos a los valores no eliminados de la tabla: 1 2 3 4 1 2 3 4 A 0 2 1 2 A 0 1 1 1 B 1 0 1 0 B 1 0 1 0 C 0 2 0 2 C 0 1 0 1 D 0 1 1 2 D 0 0 1 2 Nuestra tabla resultante es: Agosto de 2012
  • 94. 3.8 Modelo de Asignación Centro Universitario Hidalguense Una vez que trazamos nuevamente líneas que cubran los valores ceros obtenidos 1 2 3 4 A 0 1 1 1 B 1 0 1 0 C 0 1 0 1 D 1 0 2 2 Ahora contamos con el mismo numero de filas y columnas, por lo tanto, hemos llegado a la solución optima, la cual se traduce de la siguiente forma: Agosto de 2012
  • 95. 3.8 Modelo de Asignación Centro Universitario Hidalguense Se toman los valores originales en las ubicaciones de ceros por fila, para seleccionar la solución observamos con respecto a los números originales los menores si existe mas de un cero por fila y ese tomamos 1 2 3 4 1 2 3 4 A 0 1 1 1 A 15 19 20 18 B 1 0 1 0 B 14 15 17 14 C 0 1 0 1 C 11 15 15 14 D 1 0 2 2 D 21 24 26 24 Se toman los valores originales en las ubicaciones elegidas , p Agosto de 2012