مبحث اول: مدلسازي
همانطور كه ميدانيم متغيرهاي (xj) از يك برنامهريزي خطي نيز پيوسته بوده و ميتوانند داراي ارزشهاي كسري بشوند (يعني آن كه اين متغيرها داراي خاصيت تقسيمپذيري ميباشند) به طور مثال ارزش متغيرx1ازn متغير در يك برنامهريزي خطي ممكن است برابر با 75/3 (75/3=x1) باشد. لكن متغيرهاي يك برنامهريزي با اعداد صحيح ممكن است همگي يا تعداي از آنها نيز گسسته بوده و داراي خاصيت تقسيمپذيري نباشند، به طور مثال ارزش متغيرx1(چنانچه مثلاً نشاندهنده مقدار توليد اتومبيل در يك برنامهريزي باشد) نيز نميتواند كسري شود زيرا توليد 75/3 اتومبيل بدون معني خواهد بود و اجباراً ارزش آن بايد مثلاً برابر با 4 اتومبيل گردد. در اينجا ممكن است گفته شود كه ميتوان ارزش كسري موجود براي يك متغير را (در يك راه حل نهايي) نيز گرد نمود و آن را برابر با نزديكترين عدد صحيح به آن فرض كرد (مثلاً ميتوان ارزش 75/3=x1را برابر با عدد صحيح 4 فرض نمود.) لكن روش گرد كردن ارزشهاي اپتيموم و كسري موجود براي يك مسئله متأسفانه در اكثر موارد حتي نميتواند تقريب نزديكي را براي ارزشهاي اپتيموم آن مسئله با اعداد صحيح نيز نشان دهد.
در اينجا مناسب است كه ابتدا تعاريفي را مربوط به برنامهريزي با اعداد صحيح مورد توجه قرار دهيم:
تعريف 1: يك متغير گسسته (xj) نيز متغيري است كه ارزش آن در يك راه حل عملي بايد برابر با يك عدد صحيح غير منفي بشود.
تعريف 2: يك متغير پيوسته (xj) نيز متغيري است كه ارزش آن در يك راه حل عملي، بتواند برابر با هر عدد حقيقي غير منفي بشود.
تعريف 3: اگر كليه متغيرهاي يك برنامه مفروض نيز گسسته باشند،آن برنامه را به نام يك برنامه كامل با اعداد صحيح ميخوانند.
تعريف 4: اگر برخي از متعيرهاي يك برنامه مفروض گسسته و بقيه متغيرهاي آن نيز پيوسته باشند،آن برنامه را به نام يك برنامه مخلوط با اعداد صحيح ميخوانند.
تعريف 5: يك راه حل اپتيموم كسري براي يك برنامهريزي با اعداد صحيح نيز راه حلي است كه صحيح بودن ارزش متغيرهاي مسئله (يعني گسسته بودن آنها) در آن راه حل ناديده گرفته شده است.
تكنيكهاي پيشرفته براي حل اينگونه مسائل داشتهاند اينگونه برنامهريزي را از نظر مدلسازي ميتوان به دو تعريف 6: يك راه حل اپتيموم صحيح براي يك برنامهريزي با اعداد صحيح نيز راه حلي است كه گسسته بودن متغيرهاي مسئله در آن راه حل رعايت شده است و بنابراين بهعنوان مناسبترين راه حل به شمار خواهد رفت.
برنامهريزي با اعداد صحيح داراي كاربرد متعدد در عمل بوده و بدين علت محققين بسياري طي 20 سال اخير سعي بر توسعه دسته عمده (الف و ب) تقسيم نمود:
الف- مسائلي را كه ميتوان عيناً مانند يك برنامه خطي عادي (LP) مدلسازي كرد و سپس محدوديت گسسته بودن برخي يا كليه متغيرهاي مسئله را به مدل مربوط به آن اضافه نمود. از نمونه اين مسائل ميتوان پروژههاي سرمايهاي و مسائل طرح و تخصيص منابع را نام برد.
ب- مسائلي را كه يا از نظر ماهيت با مسائل بند الف متفاوت بوده و يا آنكه محدوديتهاي موجود در آنها تشكيل يك مجموعه محدب را نميدهند و يا آن كه تابع هدف براي آنها نيز غير خطي است و يا بالاخره داراي تركيبي از اين مشكلات ميباشند. مدلسازي اين گونه مسائل اكثراً نيازي به دقت كافي داشته و حل آنها ميتواند مشكل باشد.
در اينجا مثالهايي را از تقسيمات فوق ارائه ميدهيم.
الف- مثالهايي براي مدلسازي از نوع 1- برنامهريزي خطي:
يك شركت ساختماني داراي قراردادي با شهرداري تهران است كه بر اساس آن بايد يك شهرك در حومه تهران بسازد. ساختمان اين شهرك در حال حاضر نزديك به اتمام است و شركت ساختماني در نظر دارد به منظور سرعت بخشيدن به انجام كارها چند نفر نجار اضافي به پرسنل موجود و مشغول به كار در شهرك اضافه نمايد. شركت ساختماني ميتواند چند نفر استخدام شده در شركت را به شهرك اعزام دارد و يا آنكه چند نفر نجار را از بازار آزاد به طور روزمزد اجير نمايد، هر نجاز استخدام شده در شركت به مدت 8 ساعت در روز كار كرده و موجب هزينهاي برابر با 50 تومان به ازاء هر روز كار براي شركت خواهد بود در حاليكه هر نجار روزمزد به مدت 5 ساعت در روز كار كرده و مبلغ 100 تومان به ازاء هر روز كار دريافت مينمايد.
تصميم بر آن است كه حداكثر اضافه نجاري در اين شهرك از 20 ساعت كار در هر روز تجاوز ننموده و همچنين حداكثر هزينه اضافه حاصل از تخصيص نجاران اضافي از 300 تومان در روز تجاوز نكند.
تجزيه و تحليل بهرهوري حاصل براي شركت نشان داده است كه بهرهوري روزانه حاصل از كار هر نجار اضافي روزمزد برابر با 35 تومان براي شركت است و بهرهوري روزانه حاصل از كار هر نجار اضافي استخدام شده نيز برابر با 39 تومان خواهد بود.
براي مشخص نمودن مناسبترين تعداد نجار اضافي براي كار در اين شهرك، مفروضات زير را براي مدلسازي در نظر ميگيريم:
تعداد نجاران استخدام شده در شركت:X1
تعداد نجاران روزمزد:X2
مدل برنامهريزي با اعداد صحيح براي ليت مسئله بدين قرار است:
(بهرهوري حاصل از كار روزانه نجاران اضافي)MAX Z=39X1+35X2
(محدوديت زمان) 8X + 5X ≤ 20 : به شرطي كه
(محدوديت كارمزد)50X1 + 100X2 ≤ 300
عدد صحيح و


