Análisis de
Sensibilidad
Análisis de Sensibilidad
Relación con el Problema Primal
El Análisis de Sensibilidad o Post óptimo estudia la sensibilidad de la solución
óptima cuando se realizan cambios en el modelo original:
1. En la función objetivo, c
2. Agregado de una nueva actividad (agregar una variable)
3. En los términos independientes, b
4. Agregado de una nueva restricción
Ejemplo de la primera clase:
Max z = 3xE + 2xI
sa. xE + 2xI  6
2xE + xI  8
- xE + xI  1
xI  2
xE , xI  0; xE : ton. Vendidas de pint. ext/día;
xI : ton. Vendidas de pint. int/día
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
1 _
2
3 _
4 _
5 _
6 _
7 _
8 _
XI
xE
0
A
B
C
D
E
F
G
H
1
4
2
5
3
6
xE + 2xI = 6
2 xE + xI = 8
xI = 4/3
xE = 10/3
Z = 3 x 3.33 + 2x 1.33 = 12. 2/3
-c 0 0
A I b
1ra. tabla
cBB-1A- c cBB-1
Z* = cBxB*=cBB-1 b
B-1A B-1 xB* = B-1 b
Tabla óptima
En forma tabular
y= cB B-1
Básica z xE xI s1 s2 s3 s4 Solución
z 1 -3 -2 0 0 0 0 0 Razón
s1 0 1 2 1 0 0 0 6 6
s2 0 (2) 1 0 1 0 0 8 4
s3 0 -1 1 0 0 1 0 1
s4 0 0 1 0 0 0 1 2
Básica z xE xI s1 s2 s3 s4 Solución
z 1 0 -1/2 0 3/2 0 0 12 Razón
s1 0 0 (3/2) 1 -1/2 0 0 2 4 / 3
xE 0 1 1/2 0 1/2 0 0 4 8
s3 0 0 3/2 0 1/2 1 0 5 10 / 3
s4 0 0 1 0 0 0 1 2 2
Básica z xE xI s1 s2 s3 s4 Solución
z 1 0 0 1/3 4/3 0 0 12 2/3
xI 0 0 1 2/3 -1/3 0 0 4 / 3
xE 0 1 0 -1/3 2/3 0 0 10 /3
s3 0 0 0 -1 1 1 0 3
s4 0 0 0 -2/3 1/3 0 1 2 / 3
















0
0
3
2
1
B
CB
1.1 Cambio en los Coeficientes (Beneficios / Costos) de la función objetivo
(Actividades) - Cambios en la pendiente de z
-Supongamos que la Ganancia de xE ; cambia de 3 a 3 +1
- z = (3 +  1 ) xE + 2 xI
El cambio DÓNDE y QUÉ efectos producirá?
Rango de variación de ci: Determinemos el efecto que produce, utilizando el análisis
matricial:
(1) 1/3 - 1 /3  0 y 4/3 + 2/3 1  0 (2)
de (1)  1  1 y de (2 )  1  -2
-2   1  1 1  cE  4
xE xI s1 s2 s3 s4 Solución
z 0 0 1/3- 1/3 1 4/3 + 2/3 1 0 0 12 2/3 + 10 / 3 1
 





















1
0
3
/
1
3
/
2
0
1
1
1
0
0
3
/
2
3
/
1
0
0
3
/
1
3
/
2
0
,
0
,
3
,
2 1
1

B
CB
1.2 Cambio en los Coeficientes (Beneficios / Costos) de la función objetivo
(Actividades)
Básica z xE xI s1 s2 s3 s4 Solución
z 1 0 0 1/3 4/3 0 0 12 2/3
xI 0 0 1 2/3 -1/3 0 0 4 / 3
xE 0 1 0 -1/3 2/3 0 0 10 /3
s3 0 0 0 -1 1 1 0 3
s4 0 0 0 -2/3 1/3 0 1 2 / 3
Rango de variación de CE:
(1) 1/3 - 1 /3  0 y (2) 4/3 + 2/3 1  0
de (1)  1  1 y de (2 )  1  -2
-2   1  1 ; 3-2  cE  1+3; 1  cE  4
Para un problema de maximización , zj- cj en el optimo es positivo, por lo que para
obtener un cero alternativo.
1. aij negativo, nos da el limite superior. Si no hay, no existe limite superior
2. aij positivo, nos da el limite inferior Si no hay, no existe limite inferior
En un caso de minimización es al revés
MAX MIN
Limite superior - +
Limite inferior + -
aij
En este rango se
mantiene constante la
estructura de la
solución optima
encontrada
Cambios que afectan la optimalidad
1- Cambios coeficientes de la función objetivo c+ c
Max z = ( c+ c ) x
z j - (c j +  cj ) = cBB-1 a j - (c j+  cj )
verificar z j - c j = 0 j B
z j - c j > 0 j B
Ej: Max z = 5x1 + 2x2 y modificamos c1 al limite Max de 4 ; z = 4x1+ 2 x2
Si C1=5, entones
z1 - c1 < 0 = -1
Se debe iterar de nuevo,
No es optima
y
zj
Básica z X1 X2 s1 s2 s3 s4 Solución
z 1 0 0.5 0 2.5 .0 0 20
s1 0 0 1.5 1 -0.5 0 0 2
X1 0 1 0.5 0 0.5 0 0 4
s3 0 0 1.5 0 0.5 1 0 5
s4 0 0 1 0 0 0 1 2
cBB-1A- c
zj= cBB-1A
Se recalcula el z j - c j de x1, en caso que sea negativo, debe buscarse el optimo
Para una variable no básica, un cambio en el coeficiente de la función objetivo de una
variable no básica afectará en , de la tabla optima, por el cambio en c (NB)
Curvas de oferta
 Gráfico C en f(X): en la tabla óptima se calcula el rango de C
de una actividad. Se grafica C en f(X).
 Para el límite superior de C se realiza una nueva iteración del MS, sobre
el cual se vuelve a calcular el limite superior de C. Se grafica C en f(X).
Se repite el procedimiento hasta que para cualquier aumento de C, X se
mantiene constante.
 El mismo procedimiento para el límite inferior de la Tabla Optima. Se
grafica C en f(X). Se repite el procedimiento hasta que X=0.
 Referencias:
La Programación Lineal en el proceso de decisión- Marín Palma Lara- ed. Macchi
Programación Lineal y su entorno- Miguel Miranda Ed Educa.
Ejemplo
Se busca el rango de variación de c1
300  c1  600
No tiene limite superior;
porque no existe un aij <0
1
1
X1 se va de la base
Curvas de oferta
Gráfico C en f(X): en la tabla
óptima se calcula el rango de C
de una actividad.
Se grafica C en Función de X1.
2- Adición de una nueva actividad
Ejemplo: Fabricación y venta de una nueva pintura (NP), cuya utilidad en
miles de unidades monetarias por tonelada es: 4 y cuyos datos de producción
son: 2 ton de MPA/ton NP y 1 Ton MPB/ton NP.
Calcular los nuevos : z j - c j = cBB-1 aj - c j
y los nuevos : a’j= B-1 a j
Verificar que z j - cj sea:
 z j - cj > 0
 z j - cj = 0
 z j - cj < 0 , se verifica con las variables del dual
En caso que el z j - cj sea negativo, hay que volver a la tabla optima, es decir
iterar nuevamente, ya que se incrementara Z con la producción de esta
pintura. Se comienza a producir este nuevo producto
  2
4
0
0
1
2
0
,
0
,
3
/
4
,
3
/
1
*
1
























cj
aj
y
cj
zj
cj
a
B
C j
B
3- Cambios en el segundo miembro de las restricciones
(términos independientes).
b b +  b  x^ B = B-1 (b +  b)
si x^ B  0
si x^ B < 0
Ej: 8 a 7 ( disponibilidad de materia prima B )
4- Agregado de una nueva restricción
 ai j xj  bi
Se verifica la factibilidad en el optimo del primal, se satisface o no la solución actual.
En caso de que se cumpla , no altera el optimo
Se no cumple, se debe utilizar el dual simple para volver a la factibilidad
Ej: x1  4 o x1 3
Cambios que afectan la factibilidad
j=1 a
n
Cambio máximo en la disponibilidad de recursos
- Materia Prima A de 6 a 6+  1
* El cambio solo afectará el segundo miembro de cada iteración.
* Cambios en la tabla óptima
B-1 ( b + b ) : 12,66 + 1/3  1
4/3 + 2/3  1 (1)  0
10/3 - 1/3  1 (2)  0
3 - 1 1 (3)  0
2/3 - 2/3  1 (4)  0
Un cambio de este tipo afecta la factibilidad
Para determinar el intervalo admisible de  1
* si  1 >0: (1) se cumple siempre
de (2)   1  5
de (3)   1  3   1  1, (se elige el menor rango de variación)
de (4 )  1 1
* si  1 <0 : (2), (3) y (4) se satisfacen siempre.
(1)   1  -2
 -2  1  1 ; 6-2 b1  6+1  4 b1 7
Básica z xE xI s1 s2 s3 s4 Solución
z 1 0 0 1/3 4/3 0 0 12,66
xI 0 0 1 2/3 -1/3 0 0 4 / 3
xE 0 1 0 -1/3 2/3 0 0 10 /3
s3 0 0 0 -1 1 1 0 3
s4 0 0 0 -2/3 1/3 0 1 2 / 3
Curvas y en f(b), Z en f(b), Uso de recursos en f(b)
 En la tabla óptima se calcula el rango de b de una disponibilidad
(de un recurso). Se grafican las coordenadas correspondientes de los tres
gráficos en f(b).
 Para el límite superior de b se realiza una nueva iteración del MS, sobre el
cual se vuelve a calcular el limite superior de b. Se continúa el gráfico de las
tres curvas f(b). Se repite el procedimiento hasta que para cualquier
aumento de b no se modifican las curvas.
 El mismo procedimiento para el límite inferior de la TO. Se grafican las
curvas. Se repite el procedimiento hasta que b=0.
 Se trabaja en las tablas optimas del dual
 Referencias:
La Programación Lineal en el proceso de decisión- Marín Palma Lara- ed. Macchi
Programación Lineal y su entorno- Miguel Miranda Ed Educa.
En el dual
Tabla optima del dual
MAX MIN
Limite superior - +
Limite inferior + -
aij
El rango de b2 es: 512 b2 768 ; en el optimo del dual
Reemplazamos por el limite superior y calculamos zj-cj
Se calcula el limite superior de b2, como no es básica el limite superior es infinito
Reemplazamos por el limite inferior y calculamos zj-cj
Nuevamente se busca el limite inferior
512 b2 768
Reemplazamos por el limite inferior y calculamos zj-cj
Ya no se puede seguir iterando , porque al pretender ingresar y2, no puede salir ninguna
Curvas y en f(b), Z en f(b), Uso de recursos en f(b)
 En la tabla óptima se calcula el rango de b de una disponibilidad
(de un recurso).
En el rango de variación de b se mantiene constante el valor marginal del
recurso
Para variables que no son básicas , solo afecta el correspondiente
zj - cj
Si se disminuye la disponibilidad en
igual cantidad que la holgura, el recurso
comienza a ser básico
Producción de x2 y valor marginal de b3
x1
Uso de los recursos: Disponibilidad-holgura

05.1-ANSENS 2021_.ppt

  • 1.
  • 2.
    Análisis de Sensibilidad Relacióncon el Problema Primal El Análisis de Sensibilidad o Post óptimo estudia la sensibilidad de la solución óptima cuando se realizan cambios en el modelo original: 1. En la función objetivo, c 2. Agregado de una nueva actividad (agregar una variable) 3. En los términos independientes, b 4. Agregado de una nueva restricción Ejemplo de la primera clase: Max z = 3xE + 2xI sa. xE + 2xI  6 2xE + xI  8 - xE + xI  1 xI  2 xE , xI  0; xE : ton. Vendidas de pint. ext/día; xI : ton. Vendidas de pint. int/día
  • 3.
    | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 1 _ 2 3 _ 4_ 5 _ 6 _ 7 _ 8 _ XI xE 0 A B C D E F G H 1 4 2 5 3 6 xE + 2xI = 6 2 xE + xI = 8 xI = 4/3 xE = 10/3 Z = 3 x 3.33 + 2x 1.33 = 12. 2/3
  • 4.
    -c 0 0 AI b 1ra. tabla cBB-1A- c cBB-1 Z* = cBxB*=cBB-1 b B-1A B-1 xB* = B-1 b Tabla óptima En forma tabular y= cB B-1
  • 5.
    Básica z xExI s1 s2 s3 s4 Solución z 1 -3 -2 0 0 0 0 0 Razón s1 0 1 2 1 0 0 0 6 6 s2 0 (2) 1 0 1 0 0 8 4 s3 0 -1 1 0 0 1 0 1 s4 0 0 1 0 0 0 1 2 Básica z xE xI s1 s2 s3 s4 Solución z 1 0 -1/2 0 3/2 0 0 12 Razón s1 0 0 (3/2) 1 -1/2 0 0 2 4 / 3 xE 0 1 1/2 0 1/2 0 0 4 8 s3 0 0 3/2 0 1/2 1 0 5 10 / 3 s4 0 0 1 0 0 0 1 2 2 Básica z xE xI s1 s2 s3 s4 Solución z 1 0 0 1/3 4/3 0 0 12 2/3 xI 0 0 1 2/3 -1/3 0 0 4 / 3 xE 0 1 0 -1/3 2/3 0 0 10 /3 s3 0 0 0 -1 1 1 0 3 s4 0 0 0 -2/3 1/3 0 1 2 / 3                 0 0 3 2 1 B CB
  • 6.
    1.1 Cambio enlos Coeficientes (Beneficios / Costos) de la función objetivo (Actividades) - Cambios en la pendiente de z -Supongamos que la Ganancia de xE ; cambia de 3 a 3 +1 - z = (3 +  1 ) xE + 2 xI El cambio DÓNDE y QUÉ efectos producirá? Rango de variación de ci: Determinemos el efecto que produce, utilizando el análisis matricial: (1) 1/3 - 1 /3  0 y 4/3 + 2/3 1  0 (2) de (1)  1  1 y de (2 )  1  -2 -2   1  1 1  cE  4 xE xI s1 s2 s3 s4 Solución z 0 0 1/3- 1/3 1 4/3 + 2/3 1 0 0 12 2/3 + 10 / 3 1                        1 0 3 / 1 3 / 2 0 1 1 1 0 0 3 / 2 3 / 1 0 0 3 / 1 3 / 2 0 , 0 , 3 , 2 1 1  B CB
  • 7.
    1.2 Cambio enlos Coeficientes (Beneficios / Costos) de la función objetivo (Actividades) Básica z xE xI s1 s2 s3 s4 Solución z 1 0 0 1/3 4/3 0 0 12 2/3 xI 0 0 1 2/3 -1/3 0 0 4 / 3 xE 0 1 0 -1/3 2/3 0 0 10 /3 s3 0 0 0 -1 1 1 0 3 s4 0 0 0 -2/3 1/3 0 1 2 / 3 Rango de variación de CE: (1) 1/3 - 1 /3  0 y (2) 4/3 + 2/3 1  0 de (1)  1  1 y de (2 )  1  -2 -2   1  1 ; 3-2  cE  1+3; 1  cE  4 Para un problema de maximización , zj- cj en el optimo es positivo, por lo que para obtener un cero alternativo. 1. aij negativo, nos da el limite superior. Si no hay, no existe limite superior 2. aij positivo, nos da el limite inferior Si no hay, no existe limite inferior En un caso de minimización es al revés MAX MIN Limite superior - + Limite inferior + - aij En este rango se mantiene constante la estructura de la solución optima encontrada
  • 8.
    Cambios que afectanla optimalidad 1- Cambios coeficientes de la función objetivo c+ c Max z = ( c+ c ) x z j - (c j +  cj ) = cBB-1 a j - (c j+  cj ) verificar z j - c j = 0 j B z j - c j > 0 j B Ej: Max z = 5x1 + 2x2 y modificamos c1 al limite Max de 4 ; z = 4x1+ 2 x2 Si C1=5, entones z1 - c1 < 0 = -1 Se debe iterar de nuevo, No es optima y zj Básica z X1 X2 s1 s2 s3 s4 Solución z 1 0 0.5 0 2.5 .0 0 20 s1 0 0 1.5 1 -0.5 0 0 2 X1 0 1 0.5 0 0.5 0 0 4 s3 0 0 1.5 0 0.5 1 0 5 s4 0 0 1 0 0 0 1 2 cBB-1A- c zj= cBB-1A Se recalcula el z j - c j de x1, en caso que sea negativo, debe buscarse el optimo Para una variable no básica, un cambio en el coeficiente de la función objetivo de una variable no básica afectará en , de la tabla optima, por el cambio en c (NB)
  • 9.
    Curvas de oferta Gráfico C en f(X): en la tabla óptima se calcula el rango de C de una actividad. Se grafica C en f(X).  Para el límite superior de C se realiza una nueva iteración del MS, sobre el cual se vuelve a calcular el limite superior de C. Se grafica C en f(X). Se repite el procedimiento hasta que para cualquier aumento de C, X se mantiene constante.  El mismo procedimiento para el límite inferior de la Tabla Optima. Se grafica C en f(X). Se repite el procedimiento hasta que X=0.  Referencias: La Programación Lineal en el proceso de decisión- Marín Palma Lara- ed. Macchi Programación Lineal y su entorno- Miguel Miranda Ed Educa.
  • 10.
    Ejemplo Se busca elrango de variación de c1
  • 11.
    300  c1 600 No tiene limite superior; porque no existe un aij <0
  • 12.
  • 13.
    X1 se vade la base Curvas de oferta Gráfico C en f(X): en la tabla óptima se calcula el rango de C de una actividad. Se grafica C en Función de X1.
  • 14.
    2- Adición deuna nueva actividad Ejemplo: Fabricación y venta de una nueva pintura (NP), cuya utilidad en miles de unidades monetarias por tonelada es: 4 y cuyos datos de producción son: 2 ton de MPA/ton NP y 1 Ton MPB/ton NP. Calcular los nuevos : z j - c j = cBB-1 aj - c j y los nuevos : a’j= B-1 a j Verificar que z j - cj sea:  z j - cj > 0  z j - cj = 0  z j - cj < 0 , se verifica con las variables del dual En caso que el z j - cj sea negativo, hay que volver a la tabla optima, es decir iterar nuevamente, ya que se incrementara Z con la producción de esta pintura. Se comienza a producir este nuevo producto   2 4 0 0 1 2 0 , 0 , 3 / 4 , 3 / 1 * 1                         cj aj y cj zj cj a B C j B
  • 15.
    3- Cambios enel segundo miembro de las restricciones (términos independientes). b b +  b  x^ B = B-1 (b +  b) si x^ B  0 si x^ B < 0 Ej: 8 a 7 ( disponibilidad de materia prima B ) 4- Agregado de una nueva restricción  ai j xj  bi Se verifica la factibilidad en el optimo del primal, se satisface o no la solución actual. En caso de que se cumpla , no altera el optimo Se no cumple, se debe utilizar el dual simple para volver a la factibilidad Ej: x1  4 o x1 3 Cambios que afectan la factibilidad j=1 a n
  • 16.
    Cambio máximo enla disponibilidad de recursos - Materia Prima A de 6 a 6+  1 * El cambio solo afectará el segundo miembro de cada iteración. * Cambios en la tabla óptima B-1 ( b + b ) : 12,66 + 1/3  1 4/3 + 2/3  1 (1)  0 10/3 - 1/3  1 (2)  0 3 - 1 1 (3)  0 2/3 - 2/3  1 (4)  0 Un cambio de este tipo afecta la factibilidad Para determinar el intervalo admisible de  1 * si  1 >0: (1) se cumple siempre de (2)   1  5 de (3)   1  3   1  1, (se elige el menor rango de variación) de (4 )  1 1 * si  1 <0 : (2), (3) y (4) se satisfacen siempre. (1)   1  -2  -2  1  1 ; 6-2 b1  6+1  4 b1 7 Básica z xE xI s1 s2 s3 s4 Solución z 1 0 0 1/3 4/3 0 0 12,66 xI 0 0 1 2/3 -1/3 0 0 4 / 3 xE 0 1 0 -1/3 2/3 0 0 10 /3 s3 0 0 0 -1 1 1 0 3 s4 0 0 0 -2/3 1/3 0 1 2 / 3
  • 17.
    Curvas y enf(b), Z en f(b), Uso de recursos en f(b)  En la tabla óptima se calcula el rango de b de una disponibilidad (de un recurso). Se grafican las coordenadas correspondientes de los tres gráficos en f(b).  Para el límite superior de b se realiza una nueva iteración del MS, sobre el cual se vuelve a calcular el limite superior de b. Se continúa el gráfico de las tres curvas f(b). Se repite el procedimiento hasta que para cualquier aumento de b no se modifican las curvas.  El mismo procedimiento para el límite inferior de la TO. Se grafican las curvas. Se repite el procedimiento hasta que b=0.  Se trabaja en las tablas optimas del dual  Referencias: La Programación Lineal en el proceso de decisión- Marín Palma Lara- ed. Macchi Programación Lineal y su entorno- Miguel Miranda Ed Educa.
  • 18.
    En el dual Tablaoptima del dual MAX MIN Limite superior - + Limite inferior + - aij
  • 19.
    El rango deb2 es: 512 b2 768 ; en el optimo del dual Reemplazamos por el limite superior y calculamos zj-cj Se calcula el limite superior de b2, como no es básica el limite superior es infinito
  • 20.
    Reemplazamos por ellimite inferior y calculamos zj-cj Nuevamente se busca el limite inferior 512 b2 768
  • 21.
    Reemplazamos por ellimite inferior y calculamos zj-cj Ya no se puede seguir iterando , porque al pretender ingresar y2, no puede salir ninguna
  • 22.
    Curvas y enf(b), Z en f(b), Uso de recursos en f(b)  En la tabla óptima se calcula el rango de b de una disponibilidad (de un recurso). En el rango de variación de b se mantiene constante el valor marginal del recurso
  • 23.
    Para variables queno son básicas , solo afecta el correspondiente zj - cj Si se disminuye la disponibilidad en igual cantidad que la holgura, el recurso comienza a ser básico
  • 24.
    Producción de x2y valor marginal de b3 x1
  • 25.
    Uso de losrecursos: Disponibilidad-holgura