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Rutas prohibidas o inaceptables (modelo de transporte) – programación lineal

En ocasiones, es necesario modificar un modelo de transporte prohibiendo el uso de alguna de las rutas. Las razones pueden ser de muy diversa índole, por ejemplo, un tramo de la carretera puede estar en reparación, vigencia de un nuevo reglamento de tránsito, inundaciones, deslaves, un nuevo puente limita el tonelaje máximo o el nuevo puente limita la altura máxima (el transporte pasa por debajo), etc.

Las rutas inhabilitadas por estas y otras razones se conocen como rutas prohibidas o rutas inaceptables.

Si la formulación de programación lineal minimiza el costo, entonces, asignamos un costo muy alto a la ruta prohibida, el algoritmo nunca asignará unidades a esta ruta teniendo mejores opciones. La solución óptima excluirá la ruta.

Si la formulación de programación lineal maximiza la utilidad, entonces, asignamos una utilidad o beneficio negativo a la ruta prohibida, del mismo modo que en el caso anterior, el algoritmo no asignará unidades a la ruta prohibida al tener mejores opciones.

Por ejemplo, consideremos tres plantas A, B y C y, cinco almacenes D, E, F, G y H. Los costos de transporte unitarios de cada ruta, las capacidades de envío de cada una de las plantas y las demandas de cada uno de los almacenes se muestran a continuación:

La formulación de programación lineal es la siguiente:

Variables de decisión:

Sean x_{ij} el número de unidades transportadas desde el origen i hasta el destino j. i=A, B y C y j=D, E, F, G y H.

Función objetivo:

Min\hspace{0.2cm}C=5x_{AD}+6x_{AE}+3x_{AF}+10x_{AG}+7x_{AH}+8x_{BD}+9x_{BE}+6x_{BF}+4x_{BG}+4x_{BH}+6x_{CD}+7x_{CE}+6x_{CF}+10x_{CG}+8x_{CH}

Sujeto a:

Restricciones de capacidad:

x_{AD}+x_{AE}+x_{AF}+x_{AG}+x_{AH}\leq1000

x_{BD}+x_{BE}+x_{bF}+x_{BG}+x_{BH}\leq600

x_{CD}+x_{CE}+x_{CF}+x_{CG}+x_{CH}\leq500

Restricciones de demanda:

x_{AD}+x_{BD}+x_{CD}=500

x_{AE}+x_{BE}+x_{CE}=100

x_{AF}+x_{BF}+x_{CF}=600

x_{AG}+x_{BG}+x_{CG}=300

x_{AH}+x_{BH}+x_{CH}=200

No negatividad:

x_{ij}\geq0

Unidades enteras:

x\in\mathbb{Z^{+}}

Al resolver con Solver tenemos que la solución óptima considera el embarque de 300 unidades desde la planta B hasta el almacén G, además, el costo de transporte unitario en dicha ruta es de 4 pesos.

Si necesitamos prohibir la ruta BG tenemos que asignarle un costo de transporte unitario muy alto, por ejemplo, 40 pesos, este número es arbitrario. Esta modificación solamente cambia la función objetivo de la formulación de programación original, el coeficiente de x_{BG} cambia de 4 a 40.

Min\hspace{0.2cm}C=5x_{AD}+6x_{AE}+3x_{AF}+10x_{AG}+7x_{AH}+8x_{BD}+9x_{BE}+6x_{BF}+40x_{BG}+4x_{BH}+6x_{CD}+7x_{CE}+6x_{CF}+10x_{CG}+8x_{CH}

Resolviendo el nuevo modelo de transporte con Solver tenemos:

El resultado es que la planta B no envía unidades al almacén G. También, es importante resaltar que el costo mínimo cambió a 8,900 pesos, esto se debe a que las condiciones del problema han cambiado.

Además, las 300 unidades que debe recibir el almacén G las envía la planta C. En el problema original la planta B enviaba 500 unidades teniendo una capacidad de 600 unidades, al considerar la ruta prohibida únicamente envía 200 unidades, todas ellas al almacén H. La planta B tiene una capacidad excedente de 400 unidades, le sobra capacidad.

Del mismo modo, la planta C enviaba 200 unidades, todas ellas al almacén D, pero con la modificación envía 200 unidades al almacén D y 300 unidades al almacén G. En total, la planta C envía 500 unidades, es decir, agota su capacidad ya que su capacidad total es de 500 unidades.

Para verificar la solución de programación lineal del ejemplo que se utilizó te recomendamos resolverlo en Solver:

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Cómo citar

Editor. (13 enero 2020). Rutas prohibidas o inaceptables (modelo de transporte) – programación lineal. Celeberrima.com. Última actualización el 09 marzo 2022.