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2.2 Kleiner-Gleich-Relation Z-kleinergleich

Optimierungsmodell KO2:

Die fuzzifizierte Version des Optimierungsmodells KO1 ist dann das Optimierungsmodell KO2 (Fuzzy):

 z(x) =   Summe j = 1,...,n ej xj   Z-kleinergleich K

unter Beachtung der Restriktionen

 Summe j = 1,...,n aij xj   Z-kleinergleich bi,    j = 1,..,m

xj groessergleich 0,   j = 1,...,n.

Dies liest sich folgendermaßen:

Die Zielfunktion    z(x) =   Summe j = 1,...,n ej xj    sollte "wirklich kleiner oder gleich" sein einem Wert K (Kapazitätsgrenze), und die Restriktionen    Summe j = 1,...,n aij xj    sollten "wirklich kleiner oder gleich" sein den rechten Seiten   bi.

   Oder anders ausgedrückt: Die Ungleichungen sollten möglichst gut erfüllt sein.
Wir formulieren den Ausdruck "wirklich kleiner oder gleich", geschrieben Z-kleinergleich, auf folgende Weise:

Sei   H := (hkj)   die Matrix, die man erhält, indem man zur Matrix   A = (aij)    den Zeilenvektor   (ej)   als erste Zeile hinzufügt    (i = 1,...,m; j = 1,...,n; k = 1,...,m+1).

Weiter sei   (Hx)k := Summe j = 1,...,n hkjxj.

Wir definieren die Funktion

zk((Hx)k) :=  geschweifte Klammer auf 1   für   (Hx)k kleinergleich wk
 (Hx)k-wk
1 -    Bruchstrich
 beta k
für   wk  <   (Hx)k  kleinergleich wk +  beta k
0 für   (Hx)k  >  wk +  beta k

 

wobei   wk   der Vektor der ursprünglichen rechten Seiten   bi   ist, ergänzt durch den Wert   K   , d.h.

 wT = (w1, ..., wm+1)T = (K, b1, ..., bm)T

und betak die zulässigen Toleranzen für Überschreitungen der Restriktionen sind.

Sollen alle Restriktionen von Optimierungsmodell   KO2    erfüllt werden, so ergibt sich hieraus eine neue Zielfunktion, und zwar die Fuzzy-Entscheidung

 µD(x) Min 1 <= k <= m+1 zk((Hx)k).

Gesucht ist die optimale Lösung     x * =   (x1*,...,xn* ),     so dass

 Min 1 <= k <= m+1 zk((Hx)k)    —>   Maxx

oder, anders ausgedrückt:

 Min 1 <= k <= m+1 (wk / beta k    –    (Hx)k / beta k) =: Min 1 <= k <= m+1 (w_k – (Hx)_k)    —>   Max x = (x1,…,xn)

Dies ist äquivalent zu:

 
 lambda    —>   Max lambda Element aus [0,1]

  unter Beachtung von

 lambda kleinergleich w_k – (Hx)_k     mit       k = 1, ..., m+1

 xj  groessergleich 0,       j = 1, …, n

 

so, dass eine optimale Lösung hiervon auch Optimierungsmodell   KO2   optimal löst.

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© 1999-2001 Maria Oelinger
cand. math.
Seminar Fuzzymathematik
1998
Letzte Änderung: 21.04.2001
address: http://www.oelinger.de/maria/fuzzy/ko_z.htm