Ejercicios+analisis+de+sensibilidad

UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR
DEPARTAMENTO DE PROCESOS Y SISTEMAS
ASIGNATURA: PS-1111 INVESTIGACIÓN DE OPERACIONES I
PROBLEMARIO
Ejercicios de Dualidad y Análisis de Sensibilidad

1. Radioco fabrica dos tipos de radios. El único recurso escaso que se necesita para producir los radios es la mano de
obra. Actualmente, la compañía tiene dos trabajadores. El trabajador 1 está dispuesto a trabajar hasta 40 horas a la
semana y se le paga BsF 5 la hora. El trabajador 2 está dispuesto a trabajar hasta 50 horas a la semana y se le paga
BsF 6 la hora. La Tabla 1 muestra los costos de la materia prima, los recursos de mano obra que requiere cada radio y
sus respectivos precios de venta. La empresa desea determinar como organizar la producción de radios para
maximizar sus ganancias.

Tabla 1
RADIO 1 RADIO 2
Precio (BsF) 25 22
Costo materia prima (BsF) 5 4
Horas trabajador 1 1 2
Horas trabajador 2 2 1

X1 = cantidad de radios tipo 1
X2 = cantidad de radios tipo 2

Max Z(X) = 3 X1 + 2 X2

SA

X1 + 2X2 ≤ 40
2X1 + X2 ≤ 50

X1 , X2 ≥ 0

Con el problema formulado y resuelto con WINQSB conteste las siguientes preguntas del análisis de sensibilidad:

a. ¿Para qué valores del precio del radio 1 la base actual permanece óptima?

b. ¿Para qué valores del precio del radio 2 la base actual permanece óptima?

c. Si el trabajador 1 estuviera dispuesto a trabajar solamente 30 horas a la semana. ¿Qué pasaría con la solución
óptima del problema?

d. Si el trabajador 2 estuviera dispuesto a trabajar hasta 60 horas a la semana. ¿Qué pasaría con la solución óptima
del problema?

e. Si el trabajador 1 estuviera dispuesto a trabajar horas adicionales. ¿Cuál sería la máxima cantidad que estaría
dispuesto a pagar la empresa?

f. Si el trabajador 2 estuviera dispuesto a trabajar solamente 48 horas. ¿Cuáles serían las utilidades de Radioco?
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PROBLEMARIO
2. La empresa PETROLEO MUNDIAL C.A. puede comprar dos tipos de petróleo crudo: crudo ligero a un costo de $120
por barril, y petróleo pesado a $ 100 por barril. Cada barril de petróleo crudo ya refinado, produce tres productos:
gasolina, turbosina y querosene. La Tabla 2 indica las cantidades en barriles de gasolina, turbosina y querosene
producidos por barril de cada tipo de petróleo crudo:

Tabla 2
Tipo de Crudo GASOLINA TURBOSINA QUEROSENE
Crudo Ligero 0.45 0.18 0.3
Crudo Pesado 0.35 0.36 0.2

La refinería se ha comprometido a entregar 1.260.000 barriles de gasolina, 900.000 barriles de turbosina y 300.000
barriles de querosene. Como gerente de producción, usted formuló un modelo lineal para determinar la cantidad de
cada tipo de petróleo crudo a comprar para minimizar el costo total y al mismo tiempo satisfacer la demanda apropiada
de cada producto refinado. Con la formulación y resolución mediante WINQSB, que se muestran a continuación,
conteste las siguientes preguntas.

X1 = barriles (en miles) de crudo ligero
X2 = barriles (en miles) de crudo pesado

Min Z(X) = 120000 X1 + 100000 X2

SA

0.45X1 + 0.35X2 ≥ 1260
0.18X1 + 0.36X2 ≥ 900
0.30X1 + 0.20X2 ≥ 300

X1 , X2 ≥ 0

a. ¿Cuál es el plan óptimo de compra y el costo total del petróleo crudo comprado?

b. ¿Cuántos barriles de cada producto refinado se producen?

c. La gerencia espera un incremento en el precio del petróleo crudo pesado de hasta $ 7 por barril. ¿Qué impacto
tendrá esto en el plan de compra actual y sobre el costo total? Explique.

d. Contrariamente a la expectativa del caso anterior, el costo del petróleo crudo pesado no ha cambiado, pero el del
petróleo crudo ligero se ha incrementado en $ 4 por barril. ¿Qué impacto tiene esto en el plan de compra actual y
en el costo total? Explique.

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PROBLEMARIO

3. Un fabricante produce tres componentes para venderlos a compañías de refrigeración. Los componentes se procesan
en dos máquinas: conformadora y ensambladora. Los tiempos (en minutos) requeridos por cada componente en cada
máquina se indican en la Tabla 3:

Tabla 3
Máquina
Componente Conformadora Ensambladora
1 6 4
2 3 5
3 4 2

La conformadora está disponible por 120 horas y la ensambladora está disponible por 110 horas. No se pueden
vender más de 200 unidades del componente 3, pero se pueden vender hasta 1000 unidades de los otros dos
componentes. De hecho la fábrica tiene órdenes de venta por cumplir del componente 1 de 600 unidades. Las
utilidades por la venta de cada componente 1, 2 y 3 son, respectivamente BsF8, BsF6 y BsF9. Con el modelo lineal
formulado para este problema y resuelto con WINQSB, conteste las siguientes preguntas:

X1 = cantidad de componentes 1

Max Z(X) = 8X1 + 6X2 + 9X3

SA

6X1 + 3X2 + 4X3 ≤ 7200
4X1 + 5X2 + 2X3 ≤ 6600
X3 ≤ 200
X1 + X2 ≤ 1000
X1 ≥ 600

X1 , X2 , X3 ≥ 0

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PROBLEMARIO

a. ¿Cuánto debe ser la utilidad del componente 2 para que se fabrique?

b. ¿Qué sucede si la ensambladora sólo está disponible por 90 horas?

c. Si se pudieran conseguir más horas de la máquina ensambladora, ¿Cuánto estaría dispuesto a pagar el
fabricante?

d. ¿Qué sucede si se incrementa el compromiso de vender unidades del componente 1 a 800 unidades? ¿Y si se
incrementa a 1200 unidades?

e. Si se pudieran vender más unidades del componente 3 reduciendo su precio en BsF4, ¿Valdría la pena hacerlo?

4. Los laboratorios PHARMA pueden manufacturar su más reciente producto bajo cualquiera de tres procesos distintos:

• El proceso 1 cuesta BsF 14 por activación, requiere 3 toneladas de materia prima A, 1 tonelada de materia prima
B y produce 2 toneladas del producto.

• El segundo proceso cuesta BsF 30 por activación, requiere 2 toneladas de materia prima A, 7 toneladas de
materia prima B y produce 5 toneladas del producto.

• El tercer proceso cuesta BsF 11 por activación, requiere 9 toneladas de materia prima A y 2 toneladas de materia
prima B y produce 1 tonelada del producto.

Laboratorios PHARMA quiere encontrar la forma menos costosa de producir por lo menos 50 toneladas del nuevo
producto, dado que dispone de 75 toneladas de la materia prima A y 60 toneladas de la materia prima B.

Con el problema formulado y resuelto con WINQSB como se indica a continuación, conteste las siguientes preguntas:

X1 = # activaciones del proceso 1

Max Z(X) = 14X1 + 30 X2 + 11 X3

SA

3X1 + 2X2 + 9X3 ≤ 75
X1 + 7X2 + 2X3 ≤ 60
2X1 + 5X2 + X3 ≥ 50

X1 , X2 , X3 ≥ 0

a. Defina el problema dual asociado e interprete su significado y unidad de medida, esto incluye:
Variables duales
Restricciones duales
Objetivo dual

b. ¿Cuánto vale la función objetivo del problema dual asociado?

c. ¿Cuánto costará producir 70 toneladas del nuevo producto?

d. ¿Cuánto estará dispuesto PHARMA a pagar para obtener 20 toneladas más de la materia prima 1?

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PROBLEMARIO

e. ¿Cuánto más económico o menos costoso tendrá que hacerse el proceso 3 para que sea conveniente su
activación o puesta en marcha?

f. ¿Cuánto aumentaría el costo de producción de las 50 toneladas de producto si el costo de activar el proceso 2
aumenta a BsF 32?

g. ¿Cuánto disminuiría el costo de producción si el costo de activar el proceso 1 disminuye a BsF 13?

h. Suponga que el departamento de ingeniería está programando un nuevo proceso que produce 6 toneladas del
producto utilizando 3 toneladas de cada una de las materias primas. ¿Cuál debería ser el costo de este nuevo
proceso para que sea atractiva su utilización o activación?

i. Suponga que los tres procesos actualmente utilizan 1, 3 y 2 toneladas por lote de una tercera materia prima, pero
no se sabe cuánta materia prima se tiene disponible. Determine el monto mínimo requerido de esta materia prima
para que la solución óptima obtenida en la tabla no cambie.

5. HiDec produce dos modelos de artefactos electrónicos que utilizan resistores, capacitores y chips. La Tabla 5 resume
los datos de la situación. Se formuló el modelo lineal para que HiDec maximice sus ganancias y se resolvió mediante
WINQSB. Conteste las siguientes preguntas:

Tabla 5
Recursos por unidad
Tipo de Recurso Modelo 1 Modelo 2 Disponibilidad
(unidades) (unidades) Máxima (unidades)
Resistor 2 3 1200
Capacitor 2 1 1000
Chips 0 4 800
Utilidad por unidad (BsF) 3 4

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PROBLEMARIO

X1 = cantidad de unidades del modelo 1
X2 = cantidad de unidades del modelo 2

Max Z(X) = 3 X1 + 4 X2

SA

2X1 + 3X2 ≤ 1200
2X1 + X2 ≤ 1000
4X2 ≤ 800

X1 , X2 ≥ 0

a. Explique la solución óptima obtenida

b. En términos de la utilidad óptima, determine el valor de un resistor, de un capacitor y de un chip.

c. Determine el rango de aplicabilidad de los precios duales para cada recurso.
d. Si el número disponible de resistores se incrementa a 1300 unidades, ¿Qué pasaría con la solución óptima?

e. Si el número disponible de chips se reduce a 350 unidades, ¿Qué pasaría con la solución óptima?

f. Un nuevo contratista ofrece venderle a HiDec resistores adicionales a BsF 0,40 cada uno, pero sólo si HiDec
compra por lo menos 500 unidades. ¿Debe HiDec aceptar la oferta?

g. Encuentre el rango de utilidad por unidad para el modelo 1 que mantendrá óptima la solución actual.

h. Encuentre el rango de utilidad por unidad para el modelo 2 que mantendrá óptima la solución actual.

i. Si la utilidad por unidad del modelo 1 se incrementa a BsF 6, ¿Qué pasaría con la solución óptima?

j. Si la utilidad por unidad del modelo 2 se cambia a BsF 1, ¿Qué pasaría con la solución óptima?

6. La Compañía Gepbab Production utiliza mano de obra y materia prima para producir tres productos. En la Tabla 4 se
muestran los requerimientos de recursos y las utilidades por cada unidad de producto. Actualmente se disponen de 60
unidades de materia prima y se pueden comprar hasta 90 horas de mano de obra, a BsF 1 la hora. Se formuló un
modelo lineal para maximizar las ganancias de la empresa y se resolvió mediante WINQSB. La formulación y los
resultados se muestran a continuación.

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PROBLEMARIO
Tabla 4
PRODUCTO 1 PRODUCTO 2 PRODUCTO 3
Mano de obra por unidad 3h 4h 6h
Materia prima por unidad 2 unid. 2 unid. 5 unid.
Utilidad por unidad (BsF) 6 8 13

X1 = cantidad de productos tipo 1
MO = cantidad de horas de mano de obra a pagar

Max Z(X) = 6X1 + 8X2 + 13X3 – MO
SA

MO ≤ 90
3X1 + 4X2 + 6X3 – MO ≤ 0
2X1 + 2X2 + 5X3 ≤ 60

X1 , X2 , X3 , MO ≥ 0

Conteste las siguientes preguntas:

a. ¿Cuál es la máxima cantidad que estaría dispuesta a pagar la compañía por otra unidad de materia prima?

b. ¿Cuál es la máxima cantidad que estaría dispuesta a pagar la compañía por otra hora de trabajo?

c. Si se pueden comprar 100 horas de mano de obra. ¿Cuál sería la utilidad de la compañía?

d. Encuentre una nueva solución óptima si el producto 3 se vende a BsF 15 por unidad

e. ¿Cuál tendría que ser el precio de venta del producto 1 para que la compañía lo fabricara?

f. ¿Qué sucede si sólo se pueden comprar 70 horas de mano de obra?

g. ¿Cuál sería la utilidad de la compañía, si sus clientes le exigen la fabricación de por lo menos 10 unidades del
producto 2?

h. Si la compañía decide fabricar una producción combinada de al menos 15 unidades de los productos 2 y 3, ¿Cuál
sería la nueva utilidad de la empresa?

i. La empresa le delega a usted la responsabilidad de decidir entre aumentar el número de horas o el número de
unidades de materia prima, ¿Cuál de las dos opciones proporcionará mayor utilidad a la empresa?
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PROBLEMARIO

7. La Federación de Deportes Universitarios está elaborando planes para distribuir entradas para los próximos
campeonatos de las ligas de béisbol universitario. Los 10.000 puestos disponibles deberán ser distribuidos entre los
medios de comunicación, las universidades, los institutos competidores y el público general. Los medios de
comunicación deberán ser admitidos gratis, sin embargo, la Federación de Deportes Universitarios recibirá BsF45 por
cada entrada de las universidades y BsF100 por cada entrada del público general.

Al menos 500 entradas deben reservarse para los medios de comunicación y al menos la mitad de las entradas
destinadas al público general deberán apartarse para las universidades. Con el problema fue formulado y resuelto en
WINQSB como se muestra a continuación, conteste las siguientes preguntas:

X1 = entradas asignadas a medios de comunicación
X2 = entradas asignadas a universidades/institutos participantes
X3 = entradas asignadas público general

Max Z(X) = 45 X2 + 100 X3

SA

X1 + X2 + X3 = 10000
X1 ≥ 500
2X2 – X3 ≥ 0

X1 , X2 , X3 ≥ 0

a. Explique el significado de la formulación de este problema.

b. Interprete los resultados obtenidos, identificando los recursos, variables, actividades, decisiones, objetivo.

c. Formule el problema dual e interprete el significado del objetivo, de cada variable de decisión y cada restricción
dual.

d. Verifique a través de los valores óptimos de las soluciones dual y primal que la solución mostrada es la óptima.

e. ¿Cuál es el costo marginal de cada asiento destinado a los medios de comunicación?

f. Suponga que mediante un arreglo alternativo del estadio universitario donde se realizarán los juegos se podrán
disponer de 15.000 asientos. ¿Cuánto ingreso adicional recibirá la Federación de Deportes Universitarios por los
asientos adicionales? ¿Qué sucedería si se incrementa la disponibilidad a 20.000 asientos?

g. Como los ingresos de los eventos de la Federación de Deportes provienen fundamentalmente de los ingresos por
publicidad vendida a la televisión, se tiene otra propuesta de reducir los precios del público general a BsF 50. ¿En
cuánto se reduciría el ingreso de la Federación? ¿Qué pasaría si el precio se redujera a BsF30?
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PROBLEMARIO
h. El entrenador de uno de los equipos quiere restringir los asientos destinados a los medios de comunicación a 20%
de aquellos destinados a las universidades. ¿Cambiaría esta política la solución óptima? ¿Si la restricción fuera del
10%?

i. Para satisfacer la gran demanda de asientos por parte de los patrocinantes de los equipos de las universidades
participantes, la Federación está considerando incluir otro tipo de entrada para ellos, teniendo en cuenta que esta
entrada sería considerada como ocupando 80% de una entrada regular para fines de la ocupación de asientos en
el estadio, pero contaría full contra la regla “asientos universitarios la mitad de los asientos público general”.
¿Consideraría utilizar este tipo de asiento si se vendiera a BsF35? ¿y si se vendiera a BsF25?

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