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domingo, 29 de mayo de 2011

EJERCICIOS PROPUESTOS IO

6. Problemas
1- Una empresa se dedica a la producción de pinturas para interiores y exteriores para su distribución al mayoreo. Se utilizan dos materiales básicos, A y B, para producir las pinturas. La disponibilidad máxima de A es de 6 toneladas diarias; la de B es de 8 toneladas por día. La necesidad diaria de materia prima por tonelada de pintura para interiores y exteriores se resumen en la tabla que sigue:

Toneladas de MP por Disponibilidad
tonelada de pintura máxima en toneladas
Exterior Interior
Materia prima A 1 2 6
Materia prima B 2 1 8

El estudio de mercado ha establecido que la demanda diaria de pintura para interiores no puede ser mayor que la pintura para exteriores en más de una tonelada. Así mismo, el estudio señala que la demanda máxima de pintura para interiores está limitada a dos toneladas diarias.
La ganancia por tonelada es de $3000 para la pintura de exteriores y $2000 para la pintura de interiores.
Cuánta pintura para exteriores e interiores debe producir la empresa todos los días para maximizar el ingreso bruto?



2- A una empresa se le ha planteado la tarea de cumplir un contrato de explotación de dos productos A y B para el próximo semestre. El contrato estipula que deben ser entregados como mínimo 2000 unidades de ambos productos, siendo al menos 800 de B. Los precios de venta son de 50 y 80 pesos por unidad para A y B respectivamente. La empresa cuenta con 3 establecimientos que pueden acometer esa tarea disponiendo los mismos de 550, 800 y 930 horas de tiempo productivo en el semestre respectivamente.
El tiempo de producción que toma cada producto, en horas, para cada establecimiento, así como el costo por hora de producción de cada uno, se dan en la tabla siguiente:

Productos
Establecimientos A B Costo/hora(pesos/h)
1 0,9 1,3 25
2 1,2 - 20
3 1,0 1,5 22
Para balancear el uso de la fuerza laboral, se desea por la empresa que el % de capacidad productiva utilizada en los tres establecimientos sea la misma.
Por otra parte para el terminado de los productos se utiliza una materia prima de importación de las que disponen 3000 unidades, siendo la norma unitaria de consumo de una unidad para A y 2 para B.
Plantee el modelo matemático que permita conocer la forma más provechosa de cumplir el contrato.


3- Existen dos centrales cerca de la bahía de Nipe: el Nicaragua y el Rafael Freire, para los cuales se plantea revincular sus dos zonas cañeras de modo que se minimicen los costos de producción de azúcar (incluyendo los costos de transportación de caña).
El costo de producción por arroba de azúcar para cada caso se muestra a continuación:

Zona Nicaragua Rafael Freire
I 1,25 1,30
II 1,80 1,60
El central Nicaragua debe moler entre un mínimo de 20 millones de arrobas de caña y un máximo de 30 millones de caña; y el Rafael Freire entre 15 y 25 millones de arrobas de caña.
Las zonas cañeras a distribuir son dos: la Zona I con una producción de caña estimada en 20 millones de arrobas, y la zona II con 15 millones de arrobas. No debe quedar caña sin cortar.
En la tabla siguiente se muestran los factores de conversión de arrobas de caña necesarias para producir una arroba de azúcar los cuales varían en cada central y por zona cañera:
Zona Nicaragua R. Freire
I 8,35 9,10
II 8,00 7,70
La meta de producción para los dos centrales en conjunto es por lo menos de 57500 arrobas de azúcar. Todos los datos del problema corresponden a una zafra.

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4- Una empresa tiene 2 talleres A y B. En ambos se producen los productos tipo 1 y tipo2 en base a las materias primas M y N. La empresa dispone diariamente de 10 t de M y 4t de N.
El consumo de M y N por cada producto en cada taller es el siguiente en Kg:
Taller 1 Taller 2
M N M N
Producto 1 0,7 0,3 Producto 1 0,6 0,4
Producto 2 0,8 0,2 Producto 2 0,9 0,1
La capacidad de producción del Taller 1 es de 4000 productos 1 o 6000 productos 2 o la combinación de ambos. El taller 2 puede producir 5000 productos 1 o 7000 productos 2 o la combinación de ambos.
Deben producirse al menos 4000 productos 1 y la cantidad de productos 2 que se produzcan en ambos talleres debe ser la misma.
El costo de producción del producto 1 en el taller 1 es de $0,60 y del producto 2, $0,80 El del taller 2 son un 20% mayores.

Si las capacidades de producción deben aprovecharse como mínimo a un 90% y a un 85% en cada taller. Plantee el modelo matemático que minimice los costos de la empresa.



5- En el combinado del vidrio de la Lisa se producirán en el próximo período 2 modelos de jarrones, uno de cenicero y 2 modelos de vasos de cristal para el consumo nacional.
En la obtención de estos productos se combinan dos materias primas (P y Q), siendo el consumo en Kg para cada producto y el costo de producción los que se muestra en la tabla a continuación:
Jarrones Cenicero Vasos de Cristal
1 2 1 2
P 0,03 0,63 0,07 - -
Q 0,09 0,11 0,05 0,01 0,04
Costo 2 3 1 0,5 1
($/u)
La materia prima Q es de importación y solo se dispone de 820 Kg en el período y de la materia prima P se recibirán 560 Kg. Todos los productos pasan por tres procesos: horneado, acabado y envasado de la producción.
En el Dpto de horneado pueden colocarse en un horno 200 jarrones o 350 ceniceros o 400 vasos o una combinación factible( este Dpto cuenta con 4 hornos de este tipo en el período)
En el Dpto de acabado se le da un tratamiento especial a los modelos de tipo 2 de jarrones y vasos de cristal, pudiendo atenderse 10 y 20 jarrones y vasos por hora respectivamente.
En el Dpto de envasado se invierten 3, 2 y 3 minutos en el embalaje de los jarrones, ceniceros y vasos respectivamente.
Se espera que para el período analizado se contará con un fondo de tiempo de 280 horas para cada uno de estos Departamentos.
Por las características de la demanda se desea que la cantidad de vasos producidos sea al menos el doble de la de jarrones y que por cada jarrón del modelo tipo 1 se produzca un cenicero.
Plantee el modelo matemático que permita obtener la planificación óptima de la producción


.
6- La empresa confitera Habana se dedica a la elaboración de un amplio surtido de caramelos y bombones, considerándose que existen cuatro grupos fundamentales de estos productos, los cuales son:
Grupo Precio de venta($/Kg)
1 Caramelos especiales 1,37
2 Caramelos normales 1,23
3 Bombones surtido 5,00
4 Bombones especiales 6,00

La materia prima fundamental de los grupos 1 y2 es azúcar refino, colorante y saborizante y de los grupos 3 y 4, azúcar refino, cocoa, altea y licores.
Los caramelos pueden ser de tres sabores diferentes y los bombones especiales pueden ser elaborados con dos tipos de licor.
En la tabla siguiente se muestra el insumo( Kg de mat prima/ Kg de producto), disponibilidades y costo total.
M. PRIMA GRUPO DE PRODUCTOS DISPON(T) COSTO($)
1 2 3 4
azúcar refino 0,7 0,6 0,5 0,35 60 18000
colorante 0,2 0,2 - - 2 800
saborizante 1 0,1 0,2 - - 5 500
saborizante 2 0,1 0,2 - - 5 600
saborizante 3 0,1 0,2 - - 4 400
cocoa - - 0,3 0,5 45 27000
altea - - 0,2 0,05 5 700
licores 1 - - - 0,1 4 1200
licores 2 - - - 0,1 3 900
En la producción intervienen 2 grupos de obreros calificados cuyas productividades son:
OBREROS PRODUCTIVIDAD(T/H) por SALARIO POR HORA
grupo de producto
1 2 3 4
Obrero A 0,04 0,04 0,05 0,04 0,90
Obrero B 0,015 0,03 0,02 0,04 0,80
Se dispone de 40 obreros de calificación A y 60 de calificación B, los cuales laborarán 24 días al mes durante 8 horas cada día. No existen restricciones en cuanto al fondo de tiempo productivo disponible de sus máquinas. Plantee el modelo matemático que maximice la ganancia.


7. Formular el siguiente problema como un PL, y resolverlo con Excel: La empresa Anuncios S.A. quiere planificar una campaña de anuncios en tres medios diferentes: TV, radio y prensa. El objetivo de la campaña es llegar a tantos clientes potenciales como sea posible. Los resultados de un estudio de mercado han sido los siguientes:



TV-mañana
TV-tarde
radio
prensa
Coste/anuncio
40
75
30
15
Clientes pot./anuncio
400.000
900.000
500.000
200.000
Clientes pot. (mujeres)/anuncio
300.000
400.000
200.000
100.000



La empresa no quiere gastar más de 800 u.m. (unidades monetarias) en anuncios. Además, quiere que (1) al menos dos millones de mujeres sean expuestas a los anuncios; (2) el gasto de anuncios por televisión ha de ser a lo sumo 500 u.m. ; (3) al menos se han de contratar 3 anuncios en TV-mañana y 2 en TV-tarde; y (4) el número de anuncios en radio y prensa debe estar, cada uno, entre 5 y 10.


8. Formular el siguiente problema como un PL, y resolverlo con Excel: Una granja de tomates cosecha 5.000 kgs de tomates de clase A y 10.000 kgs de tomates de clase B, a partir de los cuales ha de producir tomates enteros en lata y salsa de tomate. Los tomates en lata se han de preparar al menos con un 80 % de tomates de clase A, mientras que la pasta de tomate se ha de preparar con al menos un 10 % de tomates de clase A. Los tomates en lata se venden a 8 u.m. (unidades monetarias) por kg y la salsa de tomate se vende a 5 u.m./kg. Cuánto debe fabricarse de cada producto para maximizar los beneficios?

9. Algunos problemas de optimización no-lineal (por ejemplo, la función objetivo es no-lineal) se pueden resolver como programas lineales mediante una reformulación apropiada. Reformula los siguientes problemas de optimización no-lineal como problemas de programación lineal:
(a) Nota: |x| denota el valor absoluto de x.

EJERCICIOS DE IO PROPUESTOS

2-30     Considere el problema de asignar tres tipos de avión a cuatro rutas. La tabla ofrece los datos pertinentes:


       Número de viajes
         diarios en la ruta
   Tipo de
      avión
      Capacidad
      (pasajeros)
   Número de
        avión
   1
   2
   3
    4
1
2
3
50
30
20
 5
 8
10
   3
   4
   5
   2
   3
   5
   2
   3
   4
    1
    2
    2
                    Número diario de clientes
100
200
90
120
          Los costo asociados son


             Costo de operación por viaje
                     en la ruta dada ($)
               Tipo de avión
       1
       2
       3
       4
                         1
                         2
                         3

         Costo de penalización
                  por cliente
1000
 800
 600

  40
1100
 900
 800

  50
1200
1000
 800

 45
1500
1000
 900

  70

              Formule el problema como un modelo de programación lineal.


2-32  Dos aleaciones, A y B, están hechas de cuatro metales diferentes: I, II, III y IV, según las especificaciones siguientes:

    Aleación
                   Especificaciones
         A



         B
Cuando mucho el 80% de I
Cuando mucho el 30% de II
Por lo menos el 50% de IV

Entre 40% y el 60% de II
Cuando menos el 30% de III
A lo más el 70% de IV


          Los cuatro metales se extraen de tres minerales metálicos diferentes:


     Mineral

     Capacidad
       máxima
         (ton)

            Constituyentes (%)


Precio
($/ton)


I
II
III
IV
Otros

          1
          2
          3
         1000
         2000
         3000
20
10
 5
10
20
 5
30
30
70
30
30
20
     10
     10
      0
       30
       40
       50

              Suponiendo que los precios de venta de las aleaciones A y B son $200 y $399 por tonelada, formule el problema como un modelo de programación lineal.

              [Sugerencia: supóngase que Xijk representa el número de toneladas del i-ésimo metal obtenido del j-ésimo mineral metálico y asignado a la késima aleación].






























JESUS ARREOLA RISA, ANTONIO ARREOLA RISA, Programación Lineal, una Introducción a la Toma de Decisiones, ITESM, México 1986.

2-7    La empresa "Triturados y Derivados, S.A." (TRIDESA), desea producir tres diferentes tipos de block de concreto I, II, III. Esta compañía cuenta con el siguiente suministro de materiales diariamente: 12,000 kg de cemento, 8000 kg de arena, 600 kg de grava y 400 litros de agua. Adicionalmente, dispone de 300 horas-máquina por día. En la tabla mostrada a continuación, se proporcionan las estimaciones que TRIDESA ha elaborado del consumo necesario de cada elemento, para fabricar cada uno de los tipos de block, así como de la utilidad unitaria que obtiene en la venta de los mismos.
                                                Consumo de elemento/block
   Block
    (tipo)
Cemento
     (kg)
   Arena
     (kg)
   Grava
     (kg)
     Agua
    (litros)
   Horas
máquina
    Utilidad
   ($/unidad)
       I
      II
      III
1.50
1.20
0.80
0.80
0.60
1.00
0.40
0.60
0.80
0.30
0.40
0.50
0.004
0.002
0.010
6
8
9

          Basándose en la información anterior, se ha pedido a la dirección de Ingeniería Industrial, determinar el número de blocks a fabricar diariamente para maximizar la utilidad. Formular como un modelo de PL.

2-8    Un fabricante de radios portátiles está interesado en conocer cuantas unidades de los tipos de radio que manufactura, deben de producirse durante el siguiente período de tiempo para maximizar la utilidad.

          Basándose en el desenvolvimiento pasado, él estima que la demanda mínima para cada tipo de radio: A, B, C y D, será de 250, 300, 150 y 200 unidades, respectivamente. El fabricante tiene disponibles 1000 unidades de tiempo y 2000 unidades de materia prima, para el siguiente período. A continuación se presenta la información que el fabricante considera esencial para resolver el problema.

   Tipo de
     radio

Tiempo
  Materia
   Prima
     Precio de venta
           unitario
    Costo de venta
          unitario
A
B
C
D
2.0
3.0
4.0
1.5
3.0
2.2
2.0
2.0
300
420
360
250
200
280
240
150

          en donde, por ejemplo, se requieren 3.0 unidades de tiempo y 2.2 unidades de materia prima para fabricar un radio de tipo B. formular como un modelo de PL.
.......................................................................................
2-9    "La Regiomontana" es una fábrica que produce sombreros en tres diferentes modelos. Su capacidad de producción mensual, es como sigue:

    Modelo
Capacidad de producción (sombreros/mes)
Norteño
Lona   
Articela
                                             650
                                             900
                                             700

          La producción mensual es repartida en tres distribuidoras que se localizan en el área metropolitana de la ciudad. Los costos de transporte unitarios se muestran más bajo, para cada modelo y para cada distribuidora.

                                          Distribuidora
     Modelo

    Zona Norte
    Zona Rosa
    Zona Sur
Norteño
Lona
Articela
$3.0
 2.5
 2.0
$5.0
 4.8
 3.4
$7.0
 5.8
 5.2

          Los requerimientos por mes de cada distribuidora son los siguientes:

Distribuidora
Demanda (sombreros/mes)
Zona Norte
Zona Rosa
Zona Sur
750
900
600

              Formular un modelo de PL que minimice los costos de transporte.

2-10  En una compañía minera, se está estudiando la posibilidad de comprar concentrados de mineral de plomo, para los hornos de sinterización, los cuales requieren de 1000 toneladas diarias, la cama de material sinterizado, se le debe de alimentar cuando mucho un 70% de plomo y un 15% de escoria, y cuando menos un 15% de plata.  La empresa tiene como posibles proveedores a cuatro Molinos, los cuales proporcionaron la siguiente información:

                                  Composición (% de elemento/ton.
                                                de concentrado)
     Molino
     Plomo
      Plata
      Escoria
       Costo
       ($/ton)
1
2
3
4
65
70
70
90
15
10
20
5
20
20
10
 5
50,000
40,000
70,000
65,000

          Formular un modelo de PL para minimizar el costo total de la carga diaria de los hornos de sinterización.

2-13  En la refinería de una compañía petrolera, se producen tres grados de gasolina MEXPF-82, MEXGASOL y SUPER. Para elaborar cada grado de gasolina, se mezclan gasolina pura, octano y aditivos. Un litro de MEXOE-82 requiere 22% de gasolina pura, 48% de octano y 30% de aditivo. un litro de MEXGASOL, se compone de 45% de gasolina pura, 30% de octano y 25% de aditivo. Un litro de SUPER contiene 70% de gasolina pura, 25% de octano y 5% de aditivos. La empresa estima que la utilidad por litro que obtiene en cada tipo de gasolina es de $6 en MEXPE-82, $5 en MEXGASOL y $4 en SUPER.

              La empresa ha estimado la siguiente disponibilidad de los elementos a combinar.

Elemento
               Disponibilidad máxima (litro/mes)
Gasolina pura
Octano
Aditivo
6,000,000
2,000,000
1,000,000

              Formular como un modelo de PL.

2-22  Un hospital está realizando estudios de Ingeniería Industrial para optimizar los recursos con que cuenta. Una de las principales preocupaciones del Director del hospital es la del personal. El problema que actualmente enfrenta es con el número de enfermeras en la sección de "Emergencias". Para tal efecto, mandó realizar un estudio estadístico que arrojó los resultados siguientes:
                       Hora
                 Número mínimo
           requerido de enfermeras
0 a 4
4 a 8
 8 a 12
12 a 16
16 a 20
20 a 24
 40
 80
100
 70
120
 50

              Cada enfermera de acuerdo a la Ley Federal del Trabajo, debe trabajar 8 horas consecutivas por día.

              Formular el problema de contratar el mínimo de enfermeras que satisfagan los requerimientos arriba citados, como un modelo de PL.

2-23  Una compañía cortadora de cartón recibió 3 órdenes para cortar rollos a los anchos y largos indicados a continuación.

               Orden

A
B
C
       Ancho (metros)

                0.50
                0.70
                0.90
        Largo (metros)

                1000
                3000
                2000
              Esta empresa compra el cartón a ser cortado en dos anchos estándar: 1 y 2 metros, y posteriormente lo corta de acuerdo a lo especificado por cada orden. Los rollos estándar no tienen una longitud definida, dado que para propósitos prácticos el cartón puede pegarse para cumplir con el largo requerido.
Formular el problema de determinar los patrones óptimos de corte que minimicen el desperdicio como un modelo de PL (todo sobrante menor de 0.50 metros de ancho es considerado desperdicio).





























ROSCOE DAVIS, PATRICK McKEOWN, Modelos Cuantitaivos para Administración, Ed. Iberoamerica, USA, 1986 México.

1       La EZ Company fabrica tres productos de última moda, a los cuales el departamento de mercadotecnia ha denominado Mad, Mud y Mod. Estos tres productos se fabrican a partir de tres ingredientes los cuales, por razones de seguridad, se han designado con nombres en código que son Alpha, Baker y Charlie. Las libras de cada ingrediente que se requieren para fabricar una libra de producto final se muestran en la tabla P3-2

                                                                TABLA P3-2

                  Ingrediente
             Producto
  Alpha
  Baker
    Charlie
Mad
Mud
Mod
4
3
2
7
9
2
 8
 7
12


          La empresa cuenta respectivamente con 400, 800 y 1000 libras de los siguientes Alpha, Baker y Charlie. Bajo las condiciones actuales del mercado, las contribuciones a las utilidades para los productos son $18 para Mad, $10 para Mud y $12 para Mod. Planteee un problema de PL para determinar la cantidad de cada uno de los productos de última moda que deben fabricarse.

3.       La Clear-Tube Company fabrica partes electrónicas para aparatos de televisión y radio. La compañía ha decidido fabricar y vender radios de AM/FM y tocacinta. Ha construido una planta que puede operar 48 hora semanales con gastos fijos de $10,000 por semana. La producción de un radio AM/FM requiere 2 horas de mano de obra y la producción de un tocacintas requiere 3 horas de mano de obra. Cada radio contribuye con $20 a las utilidades y cada tocacintas con $25. El departamento de mercadotecnia de la Clear-Tube ha determinado que lo máximo que puede venderse por semana son 150 radios y 100 tocacintas. Plantee un problema de PL para determinar la mezcla óptima de producción que maximice la contribución a las utilidades.

4.       La Lord Manufacturing Company fabrica 3 productos para el creciente mercado de las computadoras: diskettes, cassetes de cintas y cartuchos para limpiar unidades de disco. La contribución unitaria a las utilidades para cada producto se muestra en la tabla P3-4a.

                                                               TABLA P3-4a
                    Producto
       Contribución a
         las utilidades
Diskette
Cassette
Paquete de limpieza
$2  
$1  
$3.50

          Cada uno de esos productos pasa a través de tres centros de manufactura y prueba como parte del proceso de producción. Los tiempos que se requieren en cada uno de los centros para fabricar una unidad de cada uno de los tres productos se muestran en la tabla P3-4b.

                                                                                                     Horas por unidad       
                 Producto
    Centro 1
     Centro 2
     Centro 3
Diskette
Cassette
Paquete de limpieza
3
4
2
2
1
2
1
3
2

          En la tabla P3-4c se muestran el tiempo disponible para la siguiente semana y los costos fijos para cada uno de los centros.


         Tiempo
       Gastos fijos
Centro 1:
Centro 2:
Centro 3:
60 horas
40 horas
80 horas
$1000
$2000
$1500

          Plantee un problema de PL para programar la producción de manera que se maximice la contribución a las utilidades.

5.       La Ware Farms del Valle Schoharie, cerca de Albany, N.Y., cultiva brócoli y coliflor en 500 acres de terrenos en el valle. Un acre de brócoli produce $500 de contribución a las utilidades y la contribución de un acre de coliflor es de $1000. Debido a reglamentos gubernamentales, no pueden cultivarse más de 200 acres de brócoli. Durante la temporada de plantación, habrá disponibles 1200 horas-hombre de tiempo de plantadores. Cada acre de brócoli requiere 2-5 horas-hombre y cada acre de coliflor requiere 5.5 horas-hombre. Plantee un problema de PL para determinar cuántos acres de brócoli y cuántos de coliflor deben plantarse para maximizar la contribución a las utilidades.

6.       La Pro-Shaft Company fabrica y vende tres líneas de raquetas de tenis: A, B y C: A es una raqueta "estándar", B y C son raquetas "profesionales". El proceso de manufactura de las raquetas hace que se requieran dos operaciones de producción; todas las raquetas pasan a través de ambas operaciones. Cada raqueta requiere 3 horas de tiempo de producción en la operación 1. En la operación 2 la raqueta A requiere 2 horas de tiempo de producción; la raqueta B requiere 4 horas y la C, 5. La operación 1 tiene 50 horas de tiempo semanal de producción y la operación 2 tiene suficiente mano de obra para operar 80 horas a la semana. El grupo de mercadotecnia de la Pro-Shaft ha proyectado que la demanda de la raqueta estándar no será de más de 25 por semana. Debido a que las raquetas B y C son de calidad similar, se ha pronosticado que la demanda combinada para éstas será, en total, de diez o más, pero no más de 30 por semana. La venta de la raqueta A da como resultado $7 de utilidades, en tanto que las raquetas B y C proporcionan utilidades de $8.00 y $8.50, respectivamente. ¿Cuántas raquetas del tipo A, B y C deben fabricarse por semana, si la compañía busca maximizar sus utilidades? Plantee el problema como un modelo estándar de PL.

7.       La Higgins Company fabrica piezas de metal de alta precisión que se utilizan en los motores de automóviles de carrera. La pieza se fabrica en un proceso de forjado y refinación y son necesarias cantidades mínimas de diversos metales. Cada pieza requiere 40 onzas de plomo, 48 de cobre y 60 de hierro colado. Existen 4 tipos de mineral disponible para el proceso de forjado y reafinación. El mineral de tipo 1 contiene 4 onzas de plomo, 2 de cobre y 2 de acero colado por libra. Una libra de mineral de tipo 2 contiene 2 onzas de plomo, 6 de cobre y 6 de acero colado. Una libra del mineral tipo 3 contiene 1 onza de plomo, 4 de cobre y 4 de acero colado. Por último, el mineral de tipo 4 contiene ½ onza de plomo, 1 de cobre y 8 onzas de acero colado por libra. El costo por libra para los cuatro minerales en $20, $30, $60 y $50, respectivamente. A la Higgins le gustaría mezclar los minerales de manera que se satisfagan las especificaciones de las piezas y se minimice el costo de fabricarlas. Defina las variables de decisión y plantee el apropiado modelo de PL.

8.       La Georgia Outdoors Company fabrica tres tipos de combinaciones energéticas de semillas que se venden a mayoristas los cuales a su vez los venden a expendios al menudeo. Los tres tipos son normal, especial y extra y se venden en $1.50, $2.20 y $3.50 por libra, respectivamente. Cada mezcla requiere los mismos ingredientes: maní, pasas y algarrobo. Los costos de estos ingredientes son:

Maní: $0.90 por libra
Pasas: $1.60 por libra
Algarrobo: $1.50 por libra

Los requerimientos de las mezclas son:

Normal: cuando menos 5% de cada ingrediente
Especial: Cuando menos 20% de cada ingrediente y no más de 50% de cualquiera de ellos.
Extra: Cuando menos 25% de pasas y no más de 25% de maní.
          Las instalaciones de producción hacen que haya disponibles por semana como máximo 1000 libras de maní, 2000 de pasas y 3000 de algarrobo. Existe un costo fijo de $2000 para la fabricación de las mezclas. Existe también la condición de que la mezcla normal debe limitarse al 20% de la producción total. Plantee un problema de PL para maximizar las utilidades.

9.       Los supervisores de la producción de una refinería deben programar dos procesos de mezclado. Cuando se realiza el proceso 1 durante una hora se consumen 100 barriles de petróleo nacional y 300 barriles de petróleo importado. De manera similar, cuando se efectúa el proceso 2 durante una hora, se consumen 100 barriles de petróleo nacional y 200 barriles de petróleo importado. Con respecto a la producción, el proceso 1 genera 4000 galones de gasolina y 1750 galones de petróleo para uso doméstico por hora de operación. El proceso 2 genera 3500 galones de gasolina y 2250 galones de petróleo para uso doméstico, por hora. Para la siguiente corrida de producción, existen disponibles 1200 barriles de petróleo nacional y 1800 barriles de petróleo importado. Los contratos de ventas exigen que se fabriquen 28000 galones de gasolina y 12000 galones de petróleo para consumo doméstico. Las contribuciones a las utilidades por hora de operación son $1000 y $1100 para los procesos 1 y 2, respectivamente.

a) Plantee un modelo de programación lineal para determinar el programa de producción que maximice la contribución total. Asegúrese de indicar las unidades de medición para sus variables de decisión y las unidades en las que se mide cada restricción.

b) El U.S. Department of Energy puede emitir un dictamen que limite la producción total de gasolina a no más de la mitad del petróleo que se fabrique para uso doméstico. ¿Qué restricción debe añadirse al modelo para plantear esta condición?

11.     La H.R. Rusell Manufacturing Company es un fabricante importante de equipo estereofónico. En la actualidad, los administradores de la Rusell están considerando añadir una  nueva línea de productos a su grupo existente de sistemas estereofónicos. La nueva línea incluirá cuatro nuevos productos. La Rusell tiene dos plantas en las que puede fabricar la nueva línea de productos. El proceso de manufactura en la planta no. 1 tiene una estructura algo diferente al de la planta no 2. En la plana no, 1 se requieren tres procesos de fabricación, en la planta no. 2 sólo se requieren dos procesos. Debido a que las operaciones de manufactura de las dos plantas difieren, sus costos variables son también diferentes. Por tanto, tal vez reditúe más fabricar un artículo de la línea en una de las plantas y uno o más de los restantes en la otra. El precio de venta y los costos variables, así como también la demanda máxima para los nuevos productos, se muestran en la tabla P3-11a.    En la tabla P3-11b se describen las operaciones de manufactura para las dos plantas (los números de la tabla expresan horas de tiempo de fabricación). El gerente de la planta no 1 ha señalado que pueden dedicarse las siguientes horas de capacidad mensual de producción para la nueva línea de productos: operación A 30,000 horas; operación B 10,000 horas; operación C 16,000 horas. En cada una de las dos operaciones de la planta no 2 existen disponibles 20,000 horas de tiempo de producción. A la Rusell le gustaría determinar la cantidad de cada uno de los 4 tipos de productos que deben fabricarse cada mes en las dos plantas, de manera que se maximice la contribución de las utilidades de la compañía.

    a)  Planee el problema como modelo de PL.
b)  Suponga que los administradores de primer nivel de la Rusell han decidido que cada planta fabrique el 50% de la demanda para cada producto. Plantee dos modelos que pudieran representar esta política. ¿Qué podría hacer usted para convencer a los administradores de la Rusell que esa no es una política óptima para la compañía?.

                                                              TABLA P3-11a

                    Producto
Precio de venta y demanda
No. 1
No. 2
No. 3
No. 4
Precio de venta
costos variables: planta no. 1
Costos variables: planta no. 2
Demanda (unidades)
 $200
 $160
 $220
 1000
 $300
 $270
 $300
 3000
 $250
 $240
 $200
 4000
 $280
 $270
 $220
 6000

                                                              TABLA P3-11b

                        Producto

No. 1
No. 2
No. 3
No. 4
Planta no. 1:
 Operación A
 Operación B
 Operación C
Planta no. 2:
 Operación X
 Operación Y

 6.0
18.0
 2.0

 8.0
10.0

 7.2
20.0
 2.0

 8.0
16.0

 4.0
16.0
 1.0

 4.0
 8.0

 7.0
18.0
 1.0

 8.0
 6.0


15.     El distrito escolar del Condado Clark tiene dos escuelas en nivel medio superior que atienden las necesidades del condado. La escuela no. 1 tiene una capacidad de 6500 estudiantes y la escuela no. 2 tiene una capacidad para 4500. El distrito escolar está subdividido en 6 áreas. Cada una de ellas tiene tamaño diferente (población de estudiantes) y una combinación distinta de alumnos de minorías. En la tabla P3-15a se describen las seis áreas respectivas:

                                                              TABLA P3-15a

   Area
       Población total
       de estudiantes
        Número de estudiantes
                  de minoría
A
B
C
D
E
F
1900
2475
1000
2150
1800
1400
 200
1600
 490
 450
 870
 590


          Un plan en contra de la discriminación, ordenado por un tribunal, ha llegado al distrito y especifica que cada escuela debe tener inscritos por lo menos 32% de alumnos de minorías. Ninguna escuela puede tener inscritos más del 45% de alumnos de minorías. Para tratar de cumplir con el dictamen del tribunal, el distrito desea minimizar el número de millas que  deben viajar en autobús escolar los estudiantes. En la tabla P3-15b se muestran datos que indican las distancias (millas) entre las diversas áreas y las escuelas correspondientes. si es posible, al distrito le gustaría evitar que los estudiantes viajaran más de 2.8 millas. Plantee un modelo de PL que le permita al distrito cumplir con el plan de no discriminación y la restricción del transporte.


17.     Una cooperativa agrícola grande del suroeste de los Estados Unidos de Norteamérica opera cuatro granjas. La producción de cada granja está limitada por la cantidad de agua disponible para irrigación y por el número de acres  disponibles para cultivo. Los datos de la tabla P3-17a describen las granjas. Normalmente, la cooperativa cultiva 3 tipos de productos, aunque cada una de las granjas no necesariamente cultiva todos ellos. Debido a la limitación en la disponibilidad de equipo para cosechar, existen restricciones sobre el número de acres de cada producto que se cultivan en cada granja. Los datos de la tabla P3-17b reflejan el máximo de acres de cada cultivo que pueden producirse en cada granja. El agua que se requiere (expresada en millares de pies cúbicos por acre) para los respectivos cultivos son: 6, 5 y 4. las utilidades que se proyectan por acre para cada uno de los tres cultivos son $500, $350 y $200, respectivamente.     Para mantener una carga de trabajo equilibrada entre las 4 granjas, la cooperativa ha adoptado la política de hacer que en cada granja se cultive un porcentaje igual de terreno disponible. Plantee un modelo de PL para el problema, que permita la cooperativa determinar la cantidad(acres) de cada cultivo que deben plantearse en cada granja para que se maximicen las utilidades totales esperadas para la cooperativa.

                                                              TABLA P3-17a

    Granja
       Disponibilidad de
      agua (pies cúbicos)
        Disponibilidad de tierra
                      (acres)
1
2
3
4
  480,000
1,320,000
  370,000
  890,000
450
650
350
500


                                                              TABLA P3-17b
     Cultivo
Granja 1
Granja 2
Granja 3
Granja 4
A
B
C
200
150
200
300
200
350
100
150
200
250
100
300


20.     El gerente de la línea de producción de una empresa electrónica debe asignar personal a cinco tareas. Existen cinco  operadores  disponibles para asignarlos. El gerente de línea tiene a su disposición datos de prueba que reflejan una calificación numérica de productividad para cada uno de los cinco trabajos. Estos datos se obtuvieron a través de un examen de operación y prueba administrado por el departamento de ingeniería industrial (véase la tabla P3-20). Suponiendo que un operador puede ejecutar un solo trabajo, plantee un modelo que conduzca a la asignación óptima de tareas.

                                                               TABLA P3-20


   Número de
     operador
         Número de trabajo

 1
 2
 3
 4
 5
1
2
3
4
5
12
 6
10
 2
 7
16
 8
 6
 4
10
24
20
26
 2
 6
 8
14
18
24
 6
 2
 6 12
20
18


21.     La Red Service Company se desenvuelve en el negocio de reparación de máquinas lavadoras y secadoras domésticas. la compañía da servicio a clientes en toda la ciudad. Tiene cinco empleados de servicio que viven en diferentes lugares de la ciudad. Con el objeto de ahorrar tiempo de manejo y costos al inicio de cada día, el personal de servicio se dirige directamente de sus casas a los lugares donde se les requiere. La tabla P3-21 presenta las distancias asociadas con los primeros cinco trabajos que deben llevarse a cabo. A cada empleado de servicio se le paga por conducir; por ello, la Reed desea minimizar la distancia extra de traslado. Planee el modelo apropiado de PL.


                                                               TABLA P3-20


    Empleado de         servicio
         Número de trabajo

 1
 2
 3
 4
 5
1
2
3
4
5
20 16
 8
20
 4
14
 8
 6
22
16
 6
22
24
 2
22
10
20
14
 8
 6
22
10 12
 6
24
22.     La Eat-A-Bite Fastfood Company opera un restaurante que funciona 24 horas al día. En la empresa trabajan diversas personas, y cada una de ellas lo hace 8 horas consecutivas por día. Debido a que la demanda varía durante el día, el número de empleados que se requiere varía con el tiempo. Con base en experiencias pasadas, la compañía ha proyectado el requerimiento mínimo de obra para cada período de 4 horas del día. Plante un modelo de PL que indique el número mínimo de empleados que se requerirán para atender las operaciones durante las 24 horas.

                                                               TABLA P3-22
                       Tiempo
        Número mínimo de empleados
                    que se requieren
12:00 p.m. a  4:00 a.m.
 4:00 a.m. a  8:00 a.m.
 8:00 a.m. a 12:00 m
12:00 a.m  a  4:00 p.m.
 4:00 p.m. a  8:00 p.m.
 8:00 p.m. a 12:00 m.
 3
 5
10
 6
10
 8


24.     La BL & C Paper Company fabrica papel y lo vende a su vez a vendedores comerciales. La compañía fabrica un rollo de papel "estándar" de 120 pulgadas de ancho. Sin embargo, no necesariamente todos los pedidos son para este ancho. Es frecuente que la compañía reciba pedidos para rollos más angostos. Para satisfacer esos pedidos, los rollos más angostos se cortan de los rollos estándar. Para el mes siguiente, la compañía ha comprometido pedidos para el siguiente número de rollos:

      Ancho del rollo
              Pedidos
80 plg.
70 plg.
60 plg.
50 plg.
1800
 500
1200
1400

          A la BL & C le gustaría determinar le número mínimo de rollos estándar que se requerirán para satisfacer esta demanda. Plantee un modelo de PL apropiado para el problema.