• Tidak ada hasil yang ditemukan

PENELITIAN OPERASIONAL I (TIN 4109)

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Membagikan "PENELITIAN OPERASIONAL I (TIN 4109)"

Copied!
37
0
0

Teks penuh

(1)

PENELITIAN OPERASIONAL I

(2)

Lecture 9

(3)

Lecture 9

• Outline:

– Analisa Sensitivitas Simplex

– Duality

• References:

– Frederick Hillier and Gerald J. Lieberman. Introduction

to Operations Research. 7th ed. The McGraw-Hill

Companies, Inc, 2001.

– Hamdy A. Taha. Operations Research: An Introduction.

8th Edition. Prentice-Hall, Inc

, 2007.

(4)

Sensitivity Analysis

– Objective Function –

• Contoh kasus:

𝑀𝑎𝑥𝑖𝑚𝑖𝑧𝑒 𝑧 = 3𝑥1 + 2𝑥2 + 5𝑥3 𝑠𝑢𝑏𝑗𝑒𝑐𝑡 𝑡𝑜 𝑥1 + 2𝑥2 + 𝑥3 ≤ 430 (𝑂𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑖𝑜𝑛 1) 𝑥1 + 2𝑥3 ≤ 460 (𝑂𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑖𝑜𝑛 2) 𝑥1 + 4𝑥2 ≤ 420 (𝑂𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑖𝑜𝑛 3) 𝑥1, 𝑥2, 𝑥3 ≥ 0

• Hasil Optimal:

Basic 𝒙𝟏 𝒙𝟐 𝒙𝟑 𝒙𝟒 𝒙𝟓 𝒙𝟔 Solution 𝒛 4 0 0 1 2 0 1350 𝒙𝟐 -1/4 1 0 1/2 -1/4 0 100 𝒙𝟑 3/2 0 1 0 1/2 0 230 𝒙𝟔 2 0 0 -2 1 1 20

𝑥

1

= mainan – kereta

𝑥

2

= mainan – truk

𝑥

3

= mainan - mobil

(5)

Shadow Price

• It is often important for managers to determine how a

change in a constraint’s right-hand side changes the

LP’s optimal z-value.

• With this in mind, we define the shadow price for the

i

th

constraint of an LP to be the amount by which the

optimal z-value is improved—increased in a max

problem and decreased in a min problem—if the

right-hand side of the i

th

constraint is increased by 1.

• This definition applies only if the change in the

right-hand side of Constraint i leaves the current basis

(6)

6

(7)

Contoh: Shadow Price

Shadow price jika resource

b1 bertambah 1 unit

b1 ditambah 1 unit menjadi 9

Nilai z bertambah 4/5 (shadow price)  7 + 4/5 = 39/5  Max x13x2 ST 2x13x2x3 8  x1 x2x4 1 x1 , x2 , x3, x4 0

(8)

D

U

A

L

I

T

A

S

Terima kasih kepada Prof.Dr.Ir. Abdullah Alkaff, M.Sc.

(9)

Linear Programming

(10)
(11)

Linear Programming

Kondisi keoptimalan:

sehingga persoalan LP dapat diintepretasikan sebagai

berikut:

cari y

1

, y

2

, …, y

m

sedemikian hingga (1) dan (2)

terpenuhi

z

0

= y b = y

1

b

1

+ y

2

b

2

+ … + y

m

b

m

(1)

(12)

Linear Programming

Dapat dilakukan dengan menyelesaikan LP sebagai

berikut:

Maka diperoleh problem LP yang baru yang disebut

DUAL dari problem semula atau disingkat PROBLEM

DUAL

Min z

0

= y

1

b

1

+ y

2

b

2

+ … + y

m

b

m

subject to

y

1

a

1j

+y

2

a

2j

+ … + y

m

a

mj

c

j

y

1

, y

2

, y

m

0

(13)

Primal and Dual

The dual problem uses exactly the same parameters as the primal problem, but in different location.

Primal Problem

Dual Problem

Max

s.t.

Min

s.t.

n j j j

x

c

Z

1

,

m i i i

y

b

W

1

,



a

ij

x

j

b

i

,

j1 n

m i j i ij

y

c

a

1 ,

for

i

1

,

2

,

,

m

.

for

j

1

,

2

,

,

n

.

for

i

1

,

2

,

,

m

.

for

j

1

,

2

,

,

n

.

,

0

j

x

y

i

0

,

(14)

Primal Dual dalam Matriks

Where and are row

vectors but and are column vectors.

c

y

y

1

,

y

2

,

,

y

m

b

x

Primal Problem

Dual Problem

Maximize

subject to

.

0

x

y

0

.

Minimize

subject to

b

Ax

yA

c

,

cx

Z

W

yb

,

(15)

Contoh: Primal – Dual

Max

s.t.

Min

s.t.

Primal Problem

in Algebraic Form

in Algebraic Form

Dual Problem

,

5

3

x

1

x

2

Z

,

18

12

4

y

1

y

2

y

3

W

18

2

3

x

1

x

2

12

2

x

2

4

1

x

0

x

,

0

x

1

2

5

2

2

y

2

y

3

3

3

3

y

1

y

0

y

,

0

y

,

0

y

1

2

3

(16)

Programa Dual

Hubungan antara PRIMAL dan DUAL adalah sebagai

berikut :

PRIMAL

DUAL

RHS

Fungsi Tujuan

MAX

MIN

(17)

Programa Dual

x

1

x

2

x

n

RHS

y

1

a

11

a

12

a

1n

b

1

y

2

a

21

a

22

a

2n

b

2

y

m

a

m1

a

m2

a

mn

b

m

c

1

c

2

c

n

Koefisien Fungsi Objektif (Maksimisasi) Koefisie n Fu ng si Ob jek tif (Min imisa si)

PRIMAL

DUA

L

(18)

Contoh Programa Dual

PRIMAL : Max 3x1 + 5x2 s.t. x1  4 2x2  12 3x1 + 2x2  18 x1, x2  0

DUAL : Min 4y1 + 12y2 + 18y3 s.t.

y1 + 3y3  3 2y2 + 2y3  5 y1, y2 , y3  0

(19)

Primal of Diet problem

(20)

Diet Problem – Dual

(21)

PRIMAL – DUAL

Secara umum hubungan antara DUAL dan PRIMAL dapat

digambarkan seperti pada tabel di bawah ini

MINIMASI MAKSIMASI

Unrestricted

=

=

Unrestricted

V

ariab

le

V

ariab

le

Co

nstr

ain

t

Constr

aint

(22)

Contoh

PRIMAL : Max 8x1 + 3x2 s.t. x1 – 6x2  4 5x1 + 7x2 = – 4 x1  0 x2  0 DUAL : Min 4w1 – 4w2 s.t. w1 + 5w2  8 – 6w1 + 7w2  3 w1  0 w2 unrestricted

(23)

Contoh 2

RI-1333 OR1/sew/2007/#6

Primal: Max. z = 3x1 + 2x2 (Obj. Func.)

subject to 2x1 + x2  100 (Finishing constraint) x1 + x2  80 (Carpentry constraint) x1  40 (Bound on soldiers) x1, x2  0 Optimal Solution: z = 180, x1 = 20, x2 = 60

Dual : Min. w = 100y1 + 80y2 + 40y3 (Obj. Func.)

subject to

2y1 + y2 + y3  3 y1 + y2  2 y1, y2, y3  0

(24)

Complementary Basic Solution

Problem Dual :

Constraint

z

j

– c

j

0 ; z

j

c

j

z

j

– Surplus Var = c

j

atau

Surplus Var. = z

j

– c

j

Dalam Tableau

Original Variables

Slack Variables

x

1

x

2

x

n

x

n+1

x

n+2

 x

n+m

(25)

Complementary Basic Solution

PRIMAL VARIABLES

DUAL VARIABLES

Original Variable : x

j

z

j

– c

j

: Surplus Variable

Slack Variable : x

n+i

y

i

: Original Variable

Basic

Nonbasic

Nonbasic

Basic

Original Variables

Slack Variables

x

1

x

2

x

n

x

n+1

x

n+2

 x

n+m

Baris 0: z

1

– c

1

z

2

– c

2

z

n

– c

n

y

1

y

2

y

m

(26)

Complementary Basic Solution

PRIMAL VARIABLES

DUAL VARIABLES

Original Variable : x

j

z

j

– c

j

: Surplus Variable

Slack Variable : x

n+i

y

i

: Original Variable

Basic

Nonbasic

Nonbasic

Basic

1)

Bila x

j

> 0, maka ………..….

2)

Bila x

n+i

> 0, maka………….

3)

Bila y

i

> 0, maka ……….……

(27)

Complementary Basic Solution

 Dapat diringkas sebagai berikut:

1. x

n+i

y

i

= 0

2. (z

j

– c

j

) x

j

= 0

 Jadi constraint di satu problem adalah renggang

(non-binding), maka variabel yang berkaitan dengan constrain ini

dalam problem yang lain harus nol.

(28)

Contoh:

The Dakota Furniture Company manufactures desk, tables, and chairs. The manufacture of each type of furniture lumber and two types of skilled labor: finishing and carpentry. The amount of each resource needed to make each type of furniture is given in Table

At present, 48 bard feet of lumber, 20 finishing hours, and 8 carpentry hours are available. A desk sells for $60, and a table for $30, and a chair for $20. Dakota believes that demand for desks, chairs and tables is unlimited. Since available resource have already been purchased. Dakota wants to maximize total revenue

Resource Desk Table Chair

Lumber 8 board ft 6 board ft 1 board ft Finishing hours 4 hours 2 hours 1.5 hours Carpentry hours 2 hours 1.5 hours 0.5 hours

(29)

0

,

,

8

5

.

0

5

.

1

2

20

5

.

1

2

4

48

6

8

.

.

20

30

60

3 2 1 3 2 1 3 2 1 3 2 1 3 2 1

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

t

s

x

x

x

z

Max

0

,

,

20

5

.

0

5

.

1

30

5

.

1

2

6

60

2

4

8

.

.

8

20

48

3 2 1 3 2 1 3 2 1 3 2 1 3 2 1

y

y

y

y

y

y

y

y

y

y

y

y

t

s

y

y

y

w

Min

     

   

 

 

 

 

2 2 1.5 0 0.5 8

0 8 0 8 5 . 1 0 2 2 4 20 24 8 1 0 6 2 8 48 8 , 0 , 2 , 280 3 2 1 3 2 1                    s s s x x x z

     

   

 

 

 

 

1 0 1.510 0.510 20

0 5 30 10 5 . 1 10 2 0 6 0 60 10 2 10 4 0 8 10 , 10 , 0 , 280 3 2 1 3 2 1                    e e e y y y w

(30)

Contoh

0

,

1

8

3

2

Subject to

3

M ax

2 1 2 1 2 1 2 1

x

x

x

x

x

x

x

x

0

,

,

,

1

8

3

2

Subject to

3

M ax

4 3 2 1 4 2 1 3 2 1 2 1

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

z x1 x2 x3 x4 RHS z 1 -1 -3 0 0 0 x3 0 2 3 1 0 8 x4 0 -1 1 0 1 1 z 1 -4 0 0 3 3 x3 0 5 0 1 -3 5 x2 0 -1 1 0 1 1 z 1 0 0 0.8 0.6 7 x1 0 1 0 0.2 -0.6 1 x2 0 0 1 0.2 0.4 2

(31)
(32)

Hubungan Primal - Dual

Primal

Dual

z x1 x 2 x 3 x4 RHS z 1 -1 -3 0 0 0 x 3 0 2 3 1 0 8 x 4 0 -1 1 0 1 1 z 1 -4 0 0 3 3 x 3 0 5 0 1 -3 5 x 2 0 -1 1 0 1 1 z 1 0 0 0.8 0.6 7 x 1 0 1 0 0.2 -0.6 1 x 2 0 0 1 0.2 0.4 2

(33)

Hubungan PRIMAL – DUAL

 Bila x adalah feasible terhadap PRIMAL dan y feasible

terhadap DUAL, maka cx

yb

 Nilai objektif problem Max

Nilai objektif problem

Min

DUAL Constraint

y A

c

x

0  y Ax

cx

Ax

b  y b

cx

(34)

Teorema Dualitas

● Bila x

*

adalah penyelesaian dari PRIMAL dan y

*

adalah

penyelesaian dari DUAL, maka cx

*

= y

*

b

● Bila x

0

feasible terhadap PRIMAL dan y

0

feasible

terhadap DUAL sedemikian hingga cx

0

= y

0

b

, maka x

0

dan y

0

adalah penyelesaian optimal

Menyelesaikan PRIMAL Menyelesaikan DUAL

z

DUAL FR PRIMAL FR Optimal

(35)

Teorema Dualitas

1. P optimal

D optimal

2. P tak terbatas

D tak terbatas

D tidak feasible

P tidak feasible

3. P tidak feasible

D tidak feasible

D tak terbatas/tidak feasible

P tak terbatas/tidak feasible

(36)

Lecture 10 – Preparation

• Materi:

(37)

Referensi

Dokumen terkait

[r]

Untuk Tahap selanjutnya sesuai dengan Dokumen Pemiihan / Lelang, maka Panitia akan melakukan proses pembuktian kualifikasi terhadap daftar isian dokumen kualifikasi

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui kandungan logam berat pada hati ayam broiler strain Lohman yang diberi pakan campuran gulma Salvinia molesta yang

[r]

Permasalahan yang dikaji pada peneitian ini (1) bagaimana kualitas layanan jurnal dengan menggunakan sistem layanan tertutup ( close access )?; (2) bagaimana kepuasan

Adakah perubahan persepsi responden yang terjadi setelah tinggal di Indonesia. Apa faktor yang menyebabkan

Metode formal telah berada pada ambang untuk dijadikan sebagai metode yang terbaik dan/atau metode yang sangat dibutuhkan untuk membangun sistem perangkat lunak untuk membangun

Pengambilan data yang dilakukan di Desa Malakosa pada tiga jalur dari tepi pantai sampai darat (pinggir empang), yaitu jalur satu (pintu air 2) pada lokasi