Demo 1: Pareto-optimaalisuus

Samankaltaiset tiedostot
Demo 1: Pareto-optimaalisuus

Monitavoiteoptimointi

Luento 6: Monitavoiteoptimointi

Luento 6: Monitavoitteinen optimointi

Demo 1: Excelin Solver -liitännäinen

Tilakohtaiset ratkaisut ympäristön ja samalla kukkaron hyväksi. Sari Peltonen ProAgria Keskusten Liitto

Demo 1: Lineaarisen tehtävän ratkaiseminen graafisesti ja Solverilla

Tutkimustulosten merkitys kuminantuotannon kannattavuuteen

Luku 2 Sähköhuolto. Asko J. Vuorinen Ekoenergo Oy. Pohjana: Energiankäyttäjän käsikirja 2013

VILJAMARKKINAT. Tilannekatsaus Maaliskuussa 2011

Kokonaisvaltaista tilanpitoa - kannattavasti eteenpäin

Projektin arvon määritys

Referenssipiste- ja referenssisuuntamenetelmät

Harjoitus 8: Excel - Optimointi

SMG-4500 Tuulivoima. Kuudennen luennon aihepiirit. Tuulivoimalan energiantuotanto-odotukset AIHEESEEN LIITTYVÄ TERMISTÖ (1/2)

MTT ja neuvonta avustavat Egyptin ruuan tuotannossa

Rypsin viljely riskeistä ja kannattavuudesta. Pellervo Kässi

Lineaaristen monitavoiteoptimointitehtävien

Leipäviljan ja perunan luovutusjärjestelmä satokautena

Pellonkäytön muutokset ja tuottoriskien hallinta. Timo Sipiläinen Helsingin yliopisto, Taloustieteen laitos Omavara loppuseminaari Raisio 19.3.

Luento 2: Optimointitehtävän graafinen ratkaiseminen. LP-malli.

TIES592 Monitavoiteoptimointi ja teollisten prosessien hallinta. Yliassistentti Jussi Hakanen syksy 2010

Dynaaminen optimointi

Viljakaupan markkinakatsaus

Kumina viljelykierrossa peltotilastojen näkökulmasta

MS-C2105 Optimoinnin perusteet Malliratkaisut 4

1. Lineaarinen optimointi

SMG-4500 Tuulivoima. Neljännen luennon aihepiirit. Tuulivoimalan rakenne. Tuuliturbiinin toiminta TUULIVOIMALAN RAKENNE

Talousmatematiikan perusteet

Oletetaan, että virhetermit eivät korreloi toistensa eikä faktorin f kanssa. Toisin sanoen

Maatilan ympäristötoimenpiteet. ja talous. Sari Peltonen ProAgria Keskusten Liitto

, tuottoprosentti r = X 1 X 0

Luento 2: Optimointitehtävän graafinen ratkaiseminen. LP-malli.

Maatilan ympäristötoimenpiteet. ja talous. Sari Peltonen ProAgria Keskusten Liitto

Lannoituksen tarkentaminen Lahti Anne Kerminen

Gluteeniton luomuviljelykierto, puhdas kaura ja syysrypsi Joensuu

MS-C2105 Optimoinnin perusteet Malliratkaisut 5

Rajatuotto ja -kustannus, L7

Stokastinen optimointi taktisessa toimitusketjujen riskienhallinnassa (valmiin työn esittely)

4. Lasketaan transienttivirrat ja -jännitteet kuvan piiristä. Piirielimien arvot ovat C =

TIEA382 Lineaarinen ja diskreetti optimointi

Oljen ja vihreän biomassan korjuuketjut ja kustannukset

Tuulivoiman ympäristövaikutukset

Harjoitus 9: Optimointi I (Matlab)

Demo 1: Simplex-menetelmä

Kaikkiin tehtäviin ratkaisujen välivaiheet näkyviin! Lue tehtävänannot huolellisesti. Tee pisteytysruudukko B-osion konseptin yläreunaan!

Luomuviljelyn talous. Reijo Käki Luomuneuvoja ProAgria Kymenlaakso

Rehukasvien viljely ja Markkinointivaihtoehdot

Harjoitus 4: Matlab - Optimization Toolbox

Lannoittamalla kestävää ja kannattavaa viljelyä. Anne Kerminen

Aki Taanila LINEAARINEN OPTIMOINTI

Maailman väestonkasvu-ennuste / FAO 2050 vuoteen + 2 miljardia ihmistä

Olki energian raaka-aineena

Luomusiementen saatavuus tulevaisuudessa

Voitonmaksimointi esimerkkejä, L9

Talousmatematiikan perusteet

Viljakaupan näkymät Euroopassa Korpisaari, Riihimäki Ilkka Pekkala

Miten Pohjois-Suomen maidontuottajia kannustetaan tuloksiin. Mikko J. Korhonen Valio

Mat Investointiteoria Laskuharjoitus 4/2008, Ratkaisut

Suomen maatalouden muutos EU-aikana

Innovaatiotyöpaja. Katariina Manni, HAMK , Jokioinen. Valkuaisosaamiskeskuksesta ratkaisuja Hämeen valkuaisomavaraisuuteen hanke

Satokysely Petri Pethman Suomen Gallup Elintarviketieto Oy. Satokysely 2016 TNS

Talousmatematiikan perusteet, ORMS1030

Viherlannoituksen biologistaloudellinen. vihannesten viljelykierrossa. Tutkija Anu Koivisto, Luke. Luonnonvarakeskus

Viljakaupan rooli ympäristöviestinnässä. Jaakko Laurinen Kehityspäällikkö Raisio Oyj

Investointimahdollisuudet ja niiden ajoitus

Maanviljelyä vai ryöstöviljelyä? Peltomaan hiilensidonnan mahdollisuudet

Luento 1: Optimointimallin muodostaminen; optimointitehtävien luokittelu

Kierrätämme hiiltä tuottamalla puuta

Prof. Marko Terviö Assist. Jan Jääskeläinen

Kannattavuus on avainasia. Krister Hildén

ENPOS Maaseudun Energiaakatemia

TTY Porin laitoksen optimointipalvelut yrityksille

Viljankäsittelyn tehostaminen tulevaisuuden yksiköissä Jukka Ahokas & Hannu Mikkola Maataloustieteiden laitos Helsingin yliopisto

LP-mallit, L19. Aiheet. Yleistä, LP-malleista. Esimerkki, Giapetto. Graafisen ratkaisun vaiheet. Optimin olemassaolo

Aluetukku LähiPuoti Remes Oy

AMMATTIKORKEAKOULUJEN TEKNIIKAN VALINTAKOE

Viherryttämistuki. Neuvo 2020-koulutus Syksy Materiaali perustuu esityshetkellä käytettävissä oleviin tietoihin.

Ohrasta olueksi -ketjun ympäristövaikutusten kehitys

Missä mennään viljamarkkinoilla

Kokemuksia integroidusta kasvinsuojelusta viljatiloilla. Marja Jalli & Sanni Junnila MTT VYR Viljelijäseminaari Hämeenlinna 30.1.

Juha Salopelto. Tonni lisää satoa - 3,7 => 9 - NOS kokeet - Havainnointikaistat

LAATUKAURASTA LISÄARVOA TEOLLISUUDELLE ja KULUTTAJALLE

Reservikalium lannoituksen suunnittelussa

Ohran viljely 5,5 ha 3800 kg/ha Käyttö karjan rehuksi omalla tilalla 860 kg ka, 11 MJ/kg ka

Tukes -Viljan laatu -Havaintokaistat -ISO-VILJA tulokset -DON -NOS -BSAG

Pellon kunnostus tilaisuus, Karkkila Viljelykierto ja talous Juha Helenius

Tentissä on viisi tehtävää, jotka arvosteellaan asteikolla 0-6. Tehtävien alakohdat ovat keskenään samanarvoisia ellei toisin mainita.

Lahden kaupungin metsien hiililaskennat

Maa- ja elintarviketalouden ennuste Kyösti Arovuori, Heini Lehtosalo, Suvi Rinta-Kiikka, Lauri Vuori, Tapani Yrjölä

Äänekosken energiatase Keski-Suomen Energiatoimisto/ Benet Oy

Palkokasvit voisivat korvata puolet väkilannoitetypestä. Maatalouden trendit, Mustiala Hannu Känkänen

Matemaattinen Analyysi

TEKSTINKÄSITTELY Aloitusharjoitus

Tutkittua tietoa mallasohran viljelystä ympäristövaikutusten näkökulmasta

Start-up -firman pitkä taivallus julkaistuun PC-peliin

VILJAMARKKINAT Kevät ( projisointi) Max Schulman / MTK

Instructor: hannele wallenius Course: Kansantaloustieteen perusteet 2016

Mallasohrakatsaus Sanna Kivelä, Viking Malt. Malt makes difference

Luento 1: Optimointimallin muodostaminen; optimointitehtävien luokittelu

Transkriptio:

MS-C2105 Optimoinnin perusteet Harjoitus 6 Ehtamo Oppimistavoitteet: ˆ Pareto-optimaalisuus ˆ Monitavoiteoptimointitehtävän ratkaiseminen Demo 1: Pareto-optimaalisuus Tunnista Pareto-optimaaliset ratkaisut. a) Risk FTW solutions ltd. Creative Solutions ltd. Focus inc. SoftCorp inc. Tull brothers Obligations Bank account b) Quantity Expected profit Quality 1

Demo 2: Painokerroinmenetelmä Ruotsalainen Sven Dufva on perustamassa Suomeen uutta energiayhtiötä nimeltään Svennovoima. Alkajaisiksi hänen tulisi päättää, minkä tyyppisiä voimaloita yhtiön kannattaa rakentaa. Käytettävissä on kolme erityyppistä voimalaa: ydin-, hiili- ja tuulivoimala. Kunkin voimalatyypin odotettu tuotto ja tuotetut ilmansaasteet jokaista tuotettua gigawattituntia kohden on lueteltu alla olevaan taulukkoon: Voimala Tuotto/GWh CO 2 -päästöt/gwh Ydinvoimala 40 e 26 kg Hiilivoimala 70 e 900 kg Tuulisähkö 20 e 14 kg Kysyntä arvioidaan olevan ensimmäisen 10 vuoden ajan keskimäärin 10 GWh. Rakennuskustannukset on otettu huomioon tuotoissa. Kuinka monta GWh kannattaa kullakin voimalatyypillä tuottaa, jos... a) Sven haluaa suurimman mahdollisen tuoton? b) Sven on ympäristöystävällinen, eikä välitä rahasta lainkaan? c) Svenin mielestä 1 e tuotto on kaksi kertaa niin tärkeä kuin kilogramma CO 2 päästöjä? Demo 3: Tavoiteoptimointi Karin tehtävänä on päättää yrityksen investointikohteista. Lopulliseen kolmikkoon on päätynyt 3 projektia. Kullakin projektilla on jokin tuotto-odotus (12 %, 9 % ja 15 %), työvoimatarve (5, 3 ja 4 henkilöä/investoitu 100 e), ja arvio todennäköisistä lisäkustannuksista (5, 7 ja 8 e/investoitu 100 e). Johtoryhmä on asettanut seuraavat vaatimukset: kokonaistuoton on oltava yli 125 e, työvoimatarpeen on pysyttävä entisellä, 40 hengen tasollaan ja lisäkustanuksia saa olla korkeintaan 55 e. Näppäränä diplomi-insinöörinä Kari on tehnyt ongelmasta seuraavan lineaarisen tavoiteohjelmointitehtävän. Muuttuja x i kertoo, kuinka montaa sataa euroa kohteeseen i investoidaan. 12x 1 + 9x 2 + 15x 3 125 5x 1 + 3x 2 + 4x 3 = 40 5x 1 + 7x 2 + 8x 3 55 x 1 0, x 2 0, x 3 0 Kari koittaa kuumeisesti ratkoa jotain sopivaa portfoliota (x 1, x 2, x 3 ), mutta hetken pohdiskelun jälkeen hän huomaa, että ei ole olemassa sellasta portfoliota, jolla kaikki tavoitteet saavutettaisiin. Johtoryhmän ohjeiden mukaan, tässä tilanteessa hänen tulee valita siten, että tuottotavoite on kaikista tärkein, työvoimatavoite toiseksi tärkein ja lisäkustannusten määrä vähiten tärkein. Formuloi Karin ongelma lineaarisena monitavoiteoptimointitehtävänä. 2

Tehtävä 1: Pareto-optimaalisuus Tunnista Pareto-optimaaliset ratkaisut. a) Healthiness Product A Product B Product C Product D Product E Product G Product F Tastiness b) Time consumed Tasks completed Tehtävä 2: Kuntosaliharrastajan arkea Rane harrastaa kehonrakennusta. Tärkeintä hänelle on suuret lihakset, mutta hän haluaa myös nauttia elämästä. Harrastukselleen omistautunut Rane käyttää päivänsä pitkälti kolmeen perustoimintoon: harjoittelu T, syöminen E, ja nukkuminen S. Hän on huomannut lihasmassan kasvun M (g / 24 h) noudattavan kaavaa M = 2(4 (T 8) 2 + S) E. Lisäksi Ranen mielihyvä P riippuu pitkälti unen ja ruuan määrästä, tarkemmin P = E + 1 2 S. Miten Ranen kannattaa suunnitella päivänsä, kun käytettävissä on vuorokauden kaikki 24 tuntia? Ranen rahat eivät riitä ruokaan, jos syöminen vie enemmän kuin yhden neljäsosan treenaamiseen käytetystä ajasta. Mikä on Ranen optimaalinen harjoitusaikataulu, kun... 3

a) hän haluaa maksimoida lihasmassan kasvun? b) 10 g päivittäinen lihasmassan kasvu on Ranen mielestä yhtä hyvä kuin 1 mielihyväyksikkö? Muotoile tehtävä monitavoiteoptimoinnin tehtävänä ja ratkaise se. Tehtävä 3: Viljafarmilla Raunon tulisi päättää, mitä viljalajikkeita hän aikoo kasvattaa ensi vuonna. Hänellä on käytössään 30 ha peltopinta-alaa. Järkeviä vaihtoehtoja on 3: vehnä, ohra ja kaura. Raunolla on seuraavanlaiset tavoitteet jaon suhteen: 1) Elannon turvaamiseksi, Raunon on saatava 18 000 e tuottoa viljasta. 2) Hän on tehnyt sopimuksen Paimion Osuuskaupan kanssa, että hän toimittaa vähintään 111 tonnia viljaa myyntiin. 3) Rauno ei pidä työhaastatteluiden pitämisestä saati potkujen antamisesta, joten hän haluaa pitää työvoiman määrän vakiona, 12 henkikössä. Seuraavassa taulukossa on kunkin lajikkeen rahallinen tuotto, sato ja vaatimat työpaikat yhtä hehtaaria kohden: Vehnä Ohra Kaura Tuotto (e/ha) 610 540 502 Sato (kg/ha) 3 500 3 700 3 100 Työpaikat (hlö/ha) 0,9 0,6 0,4 Määritä kuinka monta hehtaaria kutakin lajiketta Raunon kannattaa kylvää, jos hänen mielestään a) Tavoite 1 on tärkein, 2 toiseksi tärkein ja 3 vähiten tärkeä b) 1000 e vajaus elannossa, 2 tonnin toimitusvaje osuuskaupalle, 1 henkilön erottaminen ja 2 lisähenkilön palkkaaminen ovat yhtä tärkeitä. Muotoile tehtävä tavoiteoptimoinnin tehtävänä ja ratkaise se. Tehtävä 4: Pareto-optimaalinen ajankäyttö Teemu haluaa suunnitella ajankäyttönsä seuraavasti: Vuorokauden tunnit käytetään nukkumiseen, opiskeluun ja huvitteluun. Nukkumiseen käytetään korkeintaan kaksitoista tuntia vuorokaudessa. Opiskeluun käytettävä aika ei ylitä huvitteluajan ja kaksinkertaisen nukkumisajan summaa. Formuloi tehtävä monitavoiteoptimoinnin tehtävänä ja tunnista Pareto-optimaaliset pisteet päätösavaruudessa, kun tavoitteena on maksimoida kaikkiin kolmeen ajankäyttötapaan käytettyjä tuntimääriä. 4

Kotitehtävä 6: Kännykkätuotannon optimointi Mikon Mobiili valmistaa matkapuhelimia. Yrityksellä on kolme eri tuotetta, joiden katteet, työvoiman tarve ja saasteet löytyvät seuraavasta taulukosta: Pluuri jphone MaxiMobi Kate (e) 60 50 40 Työvoiman tarve (mtt*) 1.5 0.9 1.0 Tuotantosaasteet (CO 2 -g) 10 15 12 * miestyötuntia Yritys on juuri saanut tilaukset 100 puhelimelle. Tuoton lisäksi yritykselle on tärkeää ylläpitää brändiään. Konsulttiyrityksellä teetetyn tutkimuksen mukaan brändin arvokkuus riippuu lähinnä tuotannon tuomista työpaikoista ja toisaalta siitä, miten ympäristöystävällisesti tuotteet on tuotettu. Tutkimus ehdottaa brändille B laatubarometria B = 100 + W P, jossa W on tuotannon vaatimat miestyötunnit ja P tuotannon tuottamat saasteet. Työtä ei verotusteknisistä syistä kuitenkaan voida tarjota yli 100 mtt. Formuloi tehtävä monitavoiteoptimoinnin tehtävänä, kun yrityksen pitää päättää, kuinka monta kutakin puhelintyyppiä valmistetaan. Ratkaise tehtävä, kun yrityksen hallitus on linjannut, että 10 e menetys tuotossa ja yhden brändiyksikön menetys on yhtä tärkeitä. Entä jos kauppa ajatellaan olevan niin pieni, että tärkeintä on vaan maksimoida brändiä? 5