生产管理运筹学软件实例分析

生产管理运筹学软件实例分析
生产管理运筹学软件实例分析

序言

本实验指导书紧密配合《运筹学》课程的理论教案,系统地介绍了教案应用软件WINQSB (Quantitation Systems for Business Plus)和最新的建模与求解方法( Excel Spreadsheet方法)。WINQSB是运筹学上机实验软件,它技术成熟稳定,内容齐全,使用方便,对于加深理解课程内容,提高初学者学习掌握本课程的兴趣具有良好的补充作用。Excel Spreadsheet建模与求解方法是近年来国际上在经管科学教案与应用方面流行而有效的方法。它为经管科学提供了一种问题描述、数据处理、模型建立与求解的有效工具,是在Excel(或其它)背景下就所需求解的问题进行描述与展开,然后建立数学模型,并使用Excel的命令与功能进行预测、模拟、决策、优化等运算与分析。

指导书分为两部分,第一部分是WINQSB的使用,通过五个实验来完成,每个实验主要包括三个方面内容:①内容简介;②操作步骤;③实例分析与操作,另外对WINQSB进行了简要说明。第二部分是Spreadsheet建模与求解方法介绍,以实例的形式说明其中的重点和常用部分,实验内容基本同winQSB,对其余内容感兴趣的同学可参考相关资料自学。五个实验分别为:①线性规划;②灵敏度分析;③运输问题;④整数规划;⑤图与网络分析。

目录

第一部分 WinQSB软件操作指南2

1. WinQSB软件简介2

2. WinQSB的一般操作3

3. WinQSB的求解模块3

第二部分 WINQSB实验内容5

1.实验教案目的和要求5

2.实验工程名称和学时分配6

3.单项实验的内容和要求6

实验1:线性规划的WinQSB应用6

实验1作业11

实验2:对偶线性规划的WinQSB应用12

实验2作业14

实验3:运输问题的WINQSB应用16

实验4:整数规划的WinQSB应用26

实验4作业27

实验5:指派问题的WINQSB应用27

实验5作业29

实验6:网络问题的WINQSB应用30

实验6作业39

第三部分 Spreadsheet建模与求解41

第一章Spreadsheet建模41

第一节模型的概念与建立41

第二节Spreadsheet方法的应用41

第二章应用Spreadsheet方法建立运筹学模型与求解45

第一节线性规划问题建模和求解45

第二节运输问题49

第四节最大流问题54

第一部分WinQSB软件操作指南

1.WinQSB软件简介

QSB是Quantitative Systems for Business的缩写,早期的版本是在DOS操作系统下运行的,后来发展成为在Windows操作系统下运行的WinQSB软件,目前已经有2.0版。该软件是由美

籍华人Yih-Long Chang 和Kiran Desai 共同开发,可广泛应用于解决经管科学、决策科学、运筹学及生产经管等领域的问题。该软件界面设计友好,使用简单,使用者很容易学会并用它来解决经管和商务问题,表格形式的数据录入以及表格与图形的输出结果都给使用者带来极大的方便,同时使用者只需要借助于软件中的帮助文件就可以学会每一步的操作。

2. WinQSB 的一般操作

(1)安装与启动

点击WinQSB 安装程序的Setup ,指定安装目录后,软件自动完成安装。读者在使用该软件时,只需要根据不同的问题,调用程序当中的不同模块,操作简单方便。进入某个模块以后,第一项工作就是建立新问题或者打开已经存盘的数据文件。在WinQSB 软件安装完成后,每一个模块都提供了一些典型的例题数据文件,使用者可以先打开已有的数据文件,了解数据的输入格式,系统能够解决什么问题,结果的输出格式等内容。例如,打开线性规划文件LP.LPP ,系统显示如图A.1的界面。

图1-1

(2)数据的录入与保存

数据的录入可以直接录入,同时也可以从Excel 或Word 文档中复制数据到WinQSB 。首先选中要复制的电子表格中单元格的数据,点击复制,然后在WinQSB 的电子表格编辑状态下选择要粘贴的单元格,点击粘贴即可。

如果要把WinQSB 中的数据复制到office 文档中,选中WinQSB 表格中要复制的单元格,点击Edi t →Copy ,to clipboard 即可。

数据的保存,只需要点击File →Save as 即可,计算结果的保存亦相同,只是注意系统以文本格式(*.txt )保存结果,使用者可以编辑该文本文件。

3.WinQSB 的求解模块

程序名

菜单栏

标题栏

工具、各式

编辑栏

信息栏

关于WinQSB的各种模块及其功能,我们在下表中给出详细的说明。

分析

第二部分WINQSB实验内容

课程名称:运筹学/Operations Research

实验总学时数:16

适用专业:经管科学与工程本科专业

1.实验教案目的和要求

本实验与运筹学理论教案同步进行。

指导思想:运筹学是经管类学科的专业基础课,重点介绍运筹学模型和方法。对于在实际问题中的应用,往往模型具有较大的规模,常常需要借助于计算机这样的工具,才有可能得到最终的计算结果。经过上机实验,可使学生更好运用课堂上讲授的方法去解决实际问题,检测自己解决实际问题的能力。同时,会加深对实际应用的理解,做到学以致用。

目的:

(1)熟练使用相关软件;

(2)初步学会用运筹学方法解决实际问题;

(3)加深对课堂内容的理解和消化。

充分发挥WinQSB软件的强大功能和先进的计算机工具,改变传统的教案手段和教案方法,将软件的应用引入到课堂教案,理论与应用相结合。丰富教案内容,提高学习兴趣。使学生能基本掌握WinQSB软件常用命令和功能。

要求:

(1)熟悉程序的使用

(2)学会对运算结果的分析;

(3)学会根据运算结果修正模型。

熟悉WinQSB软件子菜单。能用WinQSB软件求解运筹学中常见的数学模型。

实验考核

(1)出勤检查,上机作业检查;

(2)上机实验考试,占总成绩10%左右。

2. 实验工程名称和学时分配

3. 单项实验的内容和要求 实验1:线性规划的WinQSB 应用

(一)实验目的:安装WinQSB 软件,了解WinQSB 软件在Windows 环境下的文件经管操作,熟悉软件界面内容,掌握操作命令。用WinQSB 软件求解线性规划。

(二)内容和要求:安装与启动软件,建立新问题,输入模型,求解模型,结果的简单分析。 (三)操作步骤:

1.将WinQSB 文件复制到本地硬盘;在WinQSB 文件夹中双击setup.exe 。

2.指定安装WinQSB 软件的目标目录(默认为C:\ WinQSB )。

3. 安装过程需输入用户名和单位名称(任意输入),安装完毕之后,WinQSB 菜单自动生成在系统程序中。

4.熟悉WinQSB 软件子菜单内容及其功能,掌握操作命令。

5.求解线性规划。启动程序开始→程序→WinQSB→Linear and Integer Programming 。 6.学习例题点击File→Load Problem→lp.lpp, 点击菜单栏Solve and Analyze 或点击工具栏中的图标用单纯形法求解,观赏一下软件用单纯形法迭代步骤。用图解法求解,显示可行域,点击菜单栏Option →Change XY Ranges and Colors ,改变X1、X2的取值区域(坐标轴的比例),单击颜色区域改变背景、可行域等8种颜色,满足你的个性选择。

下面结合例题介绍WinQSB 软件求解线性规划的操作步骤及应用。

例1. 用WinQSB 软件求解下列线性规划问题:

1234max

657Z x x x x =+++

s.t. 12341

23412312

34

3123

4269260852150

730001020

,,0,x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x +++≤??-+-≥??

++=?-≥??-≥?≤≤??≥?无约束

解:应用WinQSB 软件求解线性规划问题不必化为规范型,如果是可以线性化的模型则

先线性化,对于有界变量及无约束变量可以不用转化,只需要修改系统的变量类型即可,对于不等式约束可以在输入数据时直接输入不等式符号。

(1)启动线性规划(LP )和整数规划(ILP )程序

点击开始→程序→WinQSB →Linear and Integer Programming ,显示线性规划和整数规划工作界面(注意菜单栏、工具栏和格式栏随主窗口内容变化而变化)。这一程序解决线性规划(LP )以及整数线性规划(ILP )问题。

IP-ILP 的特殊性能包括: ● LP 的单纯形法与图形法 ● ILP 的分枝定界法 ● 显示单纯形表

● 显示分枝定界法解决技术方案 ● 执行灵敏性或参数分析 ● 寻求可选择的解决

● 对不可行问题进行不可行分析 ● 用电子表格矩阵式输入问题 ● 用普通模型形式输入问题 ● 定制变量边界与类型 ● 自动生成对偶问题

(2)建立新问题或者打开磁盘中已有的文件点击File →New Problem 建立一个新问题。输入本问题的文件名称lp1(读者可以任意取名),决策变量个数4和约束条件个数5,由于本问题是一个最大化问题,所以选择Maximization ,同时可以确定数据的输入形式,一种为表单形式,一种为模型形式。如果我们选择了表单形式,如图2-1所示。

(3)输入数据

按照例1以表格或模型形式输入变量系数和右端常数数据。

(4)修改变量类型

图1-3种给出了非负连续、非负整数、0-1型和无符号限制或者无约束4种变量类型选项,当选择了某一种类型后系统默认所有变量都属于该种类型。在例1中,31020x ≤≤,直接将3x 中

图1-1 LP-ILP 模块的主要功能

目标函数取极大还是极小进行选择

数据输入方式选择: 表单式、一般模型形式

约束条件个数

决策变量个数

数据类型定义

图1-2 LP-ILP 模型基础设定

的下界(Lower Bound )改为10,上界(Upper Bound )改为20。把4x 设定为无约束(Unrestricted ),M 是一个任意大的正数。 得到如表1-1所示的表格。

表1-1 初始单纯型表

(5)修改变量名和约束名。

系统默认变量名为X1,X2,…,Xn ,约束名为C1,C2,…,Cm 。默认名可以修改,点击菜单栏Edit 后,下拉菜单有四个修改选项:修改标题名(Problem Name)、变量名(Variable Name)、约束名(Constraint Name)和目标函数准则(max 或min)。由于WinQSB 软件支持中文,读者可以输入中文名称。

(6)求解

点击菜单栏Solve and Analyze ,下拉菜单有三个选项:求解不显示迭代过程(Solve the

Problem )、求解并显示单纯形法迭代步骤(Solve and Display Steps)及图解法(Graphic Method ,限两个决策变量)。如选择Solve the Problem ,系统直接显示求解的综合报告如表1-2所示,表中的各项含义见表1-5。线性规划问题有最优解或无最优解(无可行解或无界解),系统会给出提示。

表1-2 winqsb 线性规划求解的综合报告

由表1-2得到例1的最优解为(1.4286,0,20,98.5714)T

X =-,最优值661.4285Z =-。同时由表2的第6行提示Alternate Solution Exists!!知原线性规划问题有多重解。

(7)显示结果分析

点击菜单栏result 或者点击快捷方式图标,存在最优解时,下拉菜单有9个选项(如下1)~9)),无最优解时有两个选项(如下10)~11))。

1) 只显示最优解(Solution Summary)。

2) 约束条件摘要(Constraint Summary),比较约束条件两端的值。 3) 对目标函数进行灵敏度分析(Sensitivity Analysis of OBJ)。

4) 对约束条件右端常数进行灵敏度分析(Sensitivity Analysis of RHS)。 5) 求解结果组合报告(Combined Report),显示详细综合分析报告。

6) 进行参数分析(Perform Parametric Analysis),某个目标函数系数或约束条件右端常数带

有参数,计算出参数的变化区间及其对应的最优解,属于参数规划内容。 7) 显示最后一张单纯性表(Final Simplex Tableau)。

8) 显示另一个基本最优解(Obtain Alternate Optimal),存在多重解时,系统显示另一个基本

最优解,然后考虑对基本最优解进行组合可以得到最优解的通解。 9) 显示系统运算时间和迭代次数(Show Run Time and Itration)。

不可行性分析(Infeasibility Analysis),线性规划问题无可行解时,系统指出存在无可行解的原因,

如将例1的第5个约束改为340x x -≤,系统显示无可行解并且给出这样的显示报告:

表1-3 winqsb 线性规划求解不可行性分析表

这说明第5个约束不可能小于等于零,右端常数至少等于117.1429才可行。

(11)无界性分析(Unboundedness Analysis),线性规划问题存在无界解时,系统指出存在无界解的可能原因。如将目标函数系数47c =改为47c =-,系统显示无界并且显示:

表1-4 winqsb 线性规划求解无界性分析表

系统提示要使线性规划问题有解,应该改变第二个约束条件。

(12)保存结果。求解后将结果显示在顶层窗口,点击File →Save As ,系统以文本格式存储计算结果。

(13)将计算表格转换成Excel 表格。在计算结果界面中点击File →Copy to Clipboard ,系统将计算结果复制到剪贴板,再粘贴到Excel 表格中即可。

(8)单纯形表

选择求解并显示单纯形法迭代步骤,系统显示初始单纯性表如表1-1所示可以发现,系统将X4无约束改写成X4-Neg _X4,即两个非负变量之差;系统将31020x ≤≤改写成约束C6:

301010x ≤-≤,令3

310x x '=-,则有310x '≤,将3310x x '=+代入约束条件并整理,在表中的3x 实际上是3

x ',如约束C1: X1+2X2+6(X3+10)+9X4-Neg _X4+Slack _C1=260

整理后得到表1-5第一行(Slack _C1)。

约束C1,C4,C5,C6加入4个松弛变量Slack _C1,Slack _C4,Slack _C5以及Slack _UB _X3,约束C2减去剩余变量Surplus _C2,然后C2与C3加入2个人工变量Artificial _C2和Artificial _C3,共6个约束12个变量。

表2最后两行为检验数,如X1的检验数C(1)-Z(1)*Big M=6-15M 。选X1进基,表2-1最后一列为比值,变量Artificial _C3出基,主元素A(3,1)=7。

下一步点击菜单栏Simplex Iteration选择Next Iteration继续迭代,还可以人工选择进基变量,或直接显示最终单纯形表。

(9)模型形式转换

点击菜单栏Format→Switch to Normal Model Form,将表1-5电子表格转换成表1-6的模型形式,再点击一次转换成表1-5的电子表格。

(10)写出对偶模型

点击菜单栏Format→Switch to Dual Form,系统自动给出线性规划的对偶模型,再点击一次给出原问题模型。

表1-5 初始单纯形表

附录:线性规划常用术词汇及其含义

常用术语含义常用术语含义

Alternative Solution Exists Basic and Nonbasic Variable

Basis

Basis Status Branch-and-Bound Mrthod

Cj-Zj

Combined Report

Constraint Summary

Constraint

Constraint Direction

Constraint Status

有多重解

基变量和非基变量

基变量状态

分支定界法

检验数

组合报告

约束条件摘要

约束条件

约束方向

Minimum and

Maximum Allowable

RHS

Objective Function

Optimal Solution

Parametric Analysis

Range and Slope of

Parametric Analysis

Reduced Cost

Range of Feasibility

Range of Optimality

Relaxed Problem

最优基不变时,资源限

量允许变化范围

右端系数

目标函数

最优解

参数分析

参数分析的区间和斜

约简成本(价值)

可行区间

最优区间

松弛问题

图1-3 规范模

型输入形式

Decision Variable

Dual Problem

Entering Variable

Feasible Area

Feasible Solution

Infeasible

Infeasibility Analysis

Leaving Variable

Left-hand side

Lower or Upper Bound

Minimum and Maximum

Allowable Cj

约束状态

决策变量

对偶问题

入基变量

可行域

可行解

不可行

不可行分析

出基变量

左端

上界或下界

最优解不变时,价

值系数允许变化范

Relaxed Optimum

Right-hand Side

Sensitivity Analysis of

OBJ Coefficients

Sensitivity Analysis of

Right-Hand-sides

Shadow Price

Simplex Method

Slack, Surplus or

Artificial Variable

Solution Summary

Subtract(Add) More

Than This From A(i,j)

Total Contribution

Unbounded Solution

松弛最优

右端常数

目标函数的灵敏度分

右端常数的灵敏度分

影子价格

单纯形法

松弛变量、剩余变量或

人工变量

最优解摘要

减少(增加)约束系数

总体贡献

无界解

实验1作业

(1)某昼夜服务公共交通系统每天各时间段(每4小时为一个时间段)所需的值班人员如下表所示。这些值班人员在某时段上班后要连续工作8个小时(包括轮流用膳时间在内)。问该公交系统至少需多少名工作人员才能满足值班的需要。

(2)(任务分配问题)某车间有甲、乙两台机床,可用于加工三种工件。假定这两台车床的可用台时数分别为800和900,三种工件的数量分别为400、600和500,且已知用三种不同车床加工单位数量不同工件所需的台时数和加工费用如下表。问怎样分配车床的加工任务,才能既满足加工工件的要求,又使加工费用最低?

(3)(厂址选择问题)考虑A、B、C三地,每地都出产一定数量的原料,也消耗一定数量的产品(见表9-15)。已知制成每吨产品需3吨原料,各地之间的距离为:A-B:150km,A-C:100km,B-C:200km。假定每万吨原料运输1km的运价是5000元,每万吨产品运输1km的运价是6000元。由于地区条件的差异,在不同地点设厂的生产费用也不同。问究竟在哪些地方设车床

类型

单位工件所需加工台时数单位工件的加工费用可用台

时数

工件1 工件2 工件3 工件1 工件2 工件3

甲0.4 1.1 1.0 13 9 10 800

乙0.5 1.2 1.3 11 12 8 900

作业要求:

(1)建立问题模型、输入选项(电子表格、变量取非负连续)、输入数据、存盘、求解模型、结果存盘、观察结果。

(2)将所有变量取非负整数、求解、观察结果、存盘、打印窗口、打印结果。 (3)将电子表格格式转换成规范模型。 (4)分析结果。

(5)将结果复制到Excel 或Word 文档中。

实验2:对偶线性规划的WinQSB 应用

(一)实验目的:掌握winQSB 软件写对偶规划,灵敏度分析和参数分析的操作方法

(二)内容和要求:建立线性规划的对偶问题,求解模型,进行灵敏度分析和参数分析。

(三)操作步骤:

下面结合例题介绍WinQSB 软件求解对偶线性规划的操作步骤及应用。

例2:已知线性规划

1234max

24Z x x x x =+++

s.t.13412342341234

39515647304342058340

0,1,2,3,4

j x x x x x x x x x x x x x x x j ++≤??+++≤??

++≤??+++≤?≥=?? (1) 写出对偶线性规划,变量用y 表示; (2) 求原问题及对偶问题的最优解;

(3) 分别写出价值系数j c 及右端常数的最大允许变化范围;

(4) 目标函数系数改为(4,2,6,1)C =,同时常数改为(20,40,20,40)b =,求最优解; (5) 删除第四个约束同时删除第三个变量,求最优解;

(6) 增加一个变量5x ,系数为515253545(,,,,)(6,5,4,2,3)c a a a a =,求最优解。

解:启动线性规划与整数规划(Linear and Integer Programming ),建立新问题,取名为dual1(可任意取名),输入数据得到表2-1,存盘。

表2-1

(1)点击Format →Switchto Dual Form ,得到对偶问题的数据表,点击Format →Switchto Normal Model Form ,得到对偶模型,点击Edit →Variable Name ,分别修改变量名,得到以为变量名的对偶模型,如图2-1所示。

图2-1

(2)再求一次对偶返回到原问题,求解显示结果如表2-2,此时最优解为

(2,4.25,1,0)T X =,最优值145Z =。表中影子价格(Shadow Price)对应列的数据就是对偶

问题的最优解为(0.2833.0.025,0.475,0)Y =。

表2-2 最优解详细综合分析报告

(3)由表2-2最后两列可知:

价值系数j c (1,2,3,4j =)最大允许变化范围分别是

[0.8333,4.1667],[1.333,5.7778],[1.1667,4.5],(-∞,3.4917];

右端常数(1,2,3,4)i b i =的最大允许变化范围分别是

[5,27.4719],[16.6667,50],[0,33.3333],[30.75,+∞)。

(4)直接修改表2-1的数据,求解后得到最优解为(3.6667,4.25,1,0)T

X =,最优值

29.1667Z =。

(5)将数据修改回原问题,点击Edit →Delete a Constraint ,选择要删除的约束C4,ok 。点击Edit →Delete a Variable ,选择要删除的变量X3,ok 。得到如表2-3的模型,求解得到最优解为(1.6667,5,0)T

X =,最优值11.6667Z =。

表2-3

(6)调用原问题数据表,点击Edit →Inserta Variable ,选择变量名和变量插入的位置,如图2-2,在显示的电子表格中输入数据(6,5,4,2,3),得到最优解为(0,3.5,0,0,3)T

X =,最优值

25Z =。

图2-2

实验2作业

(1)公司打算在三个工厂生产两种新产品,有数据如下:

生产每个单位产品所需时间

门 窗 每周可得时间

工厂1 工厂2 工厂3

1小时 0 3小时 0 2小时 2小时 4小时 12小时 18小时

单位利润(美元)

300

500

求得的最优解是:每周生产门2个,窗6个,总利润为3600美元。

???????≥≤++≤++≤++++=03120232100631100422324max 3213213213213

21x x x x x x x x x x x x x x x Z ,,约束材料约束材料约束

材料利润对于研究者提出这个技术方案,经管层通过讨论后,提出以下问题:

(1) 如果新产品中,有一个产品的单位利润估计值不准确,将会发生怎样的情况?比如:现在估计门的价格单位利润是每个300美元,问,该价格可以在多大程度上偏离实际值,而最优解不变?

(2) 如果两种产品的单位利润都估计不准确呢?

(3) 如果某个工厂的可用时间发生变化,将会对结果产生什么影响? (4) 如果三个工厂的可用时间都发生变化呢? 请同学简述一下分析思路。

(2)利博公司的广告组合问题

利博公司生产清洁产品,这是一个高度竞争市场,公司为增加市场份额挣扎了多年。经管层决定集中在下列三个主要产品上实行一个大规模的广告运动:(1)一种喷雾去污剂;(2)一种新的液体洗涤剂;(3)一种成熟的洗衣粉。

这一广告活动将采用全国的电视和印刷媒体。经管层为广告运动设定了最低目标:(1)喷雾去污剂必须再增加3%的市场份额;(2)新的洗涤剂必须再洗涤剂市场获得18%的份额;(3)洗衣粉的市场份额必须增加4%。下表给出了这次活动的一些估计数据。

(1)建模求解:以最低的总成本达到市场份额的目标,需要在每种媒体上作多少广告? (2)如果液体洗涤剂的市场份额最小增加量从18%增加到36%,重新求解,生成包括最优解和总成本的数据表。

(3)使用(2)的结论确定:a.市场份额最小增加量每增加一个百分比,所增加的成本;b.市场份额最小增加量增加到多大时,每增加一个百分比的成本开始上升? (4)使用winqsb 进行灵敏度报告,描述该报告中(3)所需的信息。

(3)

1) 写出对偶线性规划,变量用y 表示。

2) 求原问题及对偶问题的最优解。

3) 分别写出价值系数cj 及右端常数的最大允许变化范围。

4) 目标函数系数改为C =(5,3,6)同时常数改为b=(120,140,100),求最优解。 5) 增加一个设备约束 和一个变量x4,系数为(c4,a14,a24,a34,a44)=(7,5,4,1,2),求最优解。

6) 在第5问的模型中删除材料2的约束,求最优解。

实验3:运输问题的WINQSB应用

(一)实验目的:熟悉运用WinQSB软件求解运输问题,掌握操作方法。

(二)内容和要求:建立运输问题模型,输入模型,求解模型。

1、分析问题,确定供应点、销售点及中转点的名称,以及它们所对应的值;

2、确定节点间的单位成本或单位利润;

3、输入已知信息,或调入已存问题;

(三)操作步骤:

1.启动程序,开始→程序→winQSB→Network Modeling

2.建立新问题,分别选择Trnsportation Problem、Minimization、Spreadsheet,输入标题、产地数为和销地数为。

3.输入数据,空格可以输入M或不输入任何数据,点击Edit→Node Names,对产地和销地更名。4.求解并显示和打印最优表及网络图。

在WinQSB软件的网络流模块中,一般运输模型的求解采用的是上面介绍的表上作业法。下面我们以例3的报刊征订、推广费用节省问题为示例,说明怎样应用WinQSB软件计算产销

(四)实例操作

1.平衡的运输问题

例3. 该问题的产销平衡和运价表,如下表3-1所示。

(1)调用WinQSB软件的子程序Network Modeling,建立一个新问题,弹出对话筐,如右图3-1所示界面,选择Network Flow 或者Transportation Problem(本例我们选择后者),以及Minimization,输入问题的文件名Tran1(读者自己可以任意取名),产地数目3和销地数目3。

图3-1

(2)接着,点击ok,此时弹出一张需要输入数据的表格,对照上表输入数据,并重新命名产地和销地,系统输出如表3-2所示的数据表格。

表3-2 运输问题的winqsb显示

(3)点击菜单栏Solve and Analyze,下拉菜单有四个求解方法供选择:Solve the Problem(只求出最优解)、Solve the Display Steps-Network(网络图求解并显示迭代步骤)、Solve the Display Steps-Tableau(表格求解并显示迭代步骤)、Select Initial Solution Method(选择求初始解方法)。初始解求解方法有八种方法供选择:

a)Row Minimum(RM)逐行最小元素法

b)Modified Row Minimum(MRM)修正的逐行最小元素法

c)ColumnMinimum(CM)逐列最小元素法

d)Modified ColumnMinimum(MCM)修正的逐列最小元素法

e)NorthWest Corner Method(NWC)西北角法

f)Matrix Minimum(MM)矩阵最小元素法,即最小元素法

g)Vogel’s Approximation Method(V AM)Vogel近似法

h)Russell’s Approximation Method(RAM)Russell近似法

如果不选择,系统缺省方法是逐行最小元素法(RM)。

如果选择最小元素法(MM)、Solve the Display

Steps-Tableau,得到如表3-3所示的初始表。由表可以看到入基、出基变量,还可以得到位势即对偶变量(DualP(i)、Dual P(j)),求出检验数。

表3-3 例3运输问题的初始表格

(4)继续迭代得到最优技术方案表,如表3-4所示。

表3-4 例3运输问题的最优技术方案

此时,最优调运技术方案为:中文书刊出口部调运7500册寄往日本、调运2500册寄往中国香港特别行政区、调运5000册寄往韩国,深圳分公司的7500册全部寄往中国香港特别行政区,上海分公司的7500册全部寄往日本,总费用为214000元。

最后,点击菜单栏Results→Graphic Solution,系统以网络图的形式显示最优调运技术方案,见图3-2.

图3-2 例3运输问题最优解的图示

下面,我们给大家介绍怎样运用WinQSB软件计算产销不平衡的运输问题,以下例水果调运

问题为例来说明,这是一个销大于产的问题。

2. 不平衡的运输问题

例4. 水果调运问题。有三个水果生产基地供应四个地区的某种新鲜水果。假定等量的水果在这些地区受欢迎程度相同。各生产基地年产量,各地区年需求量以及从各生产基地到各地区单位水果的运价如表3-5所示,试给出总的运费最节省的水果调运技术方案。 表3-5水果调运的基础数据 运价:万元/万吨

用软件求解不用把产销不平衡问题化为平衡问题,令22

c M ,软件实施步骤和例3 的一

样,我们把文件名取为Tran2,输入产地数目3和销地数目4,点击ok 后按照表3-5输入数据,

得到表格3-6。

表3-6

如果选择西北角法(NWC )、Solve the Display Steps-Tableau ,得到如下表所示的初始表。由表可以看到入基、出基变量,还可以得到位势即对偶变量(DualP(i)、Dual P(j)),求出检验数,见表3-7。

表3-7 例4运输问题的初始表格

继续迭代得到最优技术方案表,如表3-8所示。此时,最优调运技术方案为:1A 生产基地运送50万吨水果供应3B 地区;2A 生产基地分别运送20万吨水果供应1B 和3B 地区;3A 生产基地运送40万吨水果供应1B 地区,分别运送20万吨水果供应2B 和4B 地区;2B 地区有10万吨水果需求不能满足;总费用为1470万元。

表3-8 例4运输问题的最优技术方案

最后,点击菜单栏Results →Graphic Solution ,系统以网络图的形式显示最优调运技术方案,见图

3-3。

最优化实验报告

最优化方法 课程设计报告班级:________________ 姓名: ______ 学号: __________ 成绩: 2017年 5月 21 日

目录 一、摘要 (1) 二、单纯形算法 (2) 1.1 单纯形算法的基本思路 (2) 1.2 算法流程图 (3) 1.3 用matlab编写源程序 (4) 二、黄金分割法 (7) 2.1 黄金分割法的基本思路 (7) 2.2 算法流程图 (8) 2.3 用matlab编写源程序 (9) 2.4 黄金分割法应用举例 (11) 三、最速下降法 (11) 3.1 最速下降法的基本思路 (11) 3.2 算法流程图 (13) 3.3 用matlab编写源程序 (13) 3.4 最速下降法应用举例 (13) 四、惩罚函数法 (17) 4.1 惩罚函数法的基本思路 (17) 4.2 算法流程图 (18) 4.3 用matlab编写源程序 (18) 4.4 惩罚函数法应用举例 (19) 五、自我总结 (20) 六、参考文献 (20)

一、摘要 运筹学是一门以人机系统的组织、管理为对象,应用数学和计算机等工具来研究各类有限资源的合理规划使用并提供优化决策方案的科学。通过对数据的调查、收集和统计分析,以及具体模型的建立。收集和统计上述拟定之模型所需要的各种基础数据,并最终将数据整理形成分析和解决问题的具体模型。 最优化理论和方法日益受到重视,已经渗透到生产、管理、商业、军事、决策等各个领域,而最优化模型与方法广泛应用于工业、农业、交通运输、商业、国防、建筑、通信、政府机关等各个部门及各个领域。伴随着计算机技术的高速发展,最优化理论与方法的迅速进步为解决实际最优化问题的软件也在飞速发展。其中,MATLAB软件已经成为最优化领域应用最广的软件之一。有了MATLAB 这个强大的计算平台,既可以利用MATLAB优化工具箱(OptimizationToolbox)中的函数,又可以通过算法变成实现相应的最优化计算。 关键词:优化、线性规划、黄金分割法、最速下降法、惩罚函数法

第五章运筹学线性规划在管理中的应用案例

第五章线性规划在管理中的应用 某企业停止了生产一些已经不再获利的产品,这样就产生了一部分剩余生产力。管理层考虑将这些剩余生产力用于新产品Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的生产。可用的机器设备是限制新产品产量的主要因素,具体数据如下表: 司的利润最大化。 1、判别问题的线性规划数学模型类型。 2、描述该问题要作出决策的目标、决策的限制条件以及决策的总绩效测度。 3、建立该问题的线性规划数学模型。 4、用线性规划求解模型进行求解。 5、对求得的结果进行灵敏度分析(分别对最优解、最优值、相差值、松驰/剩余量、对偶价格、目标函数变量系数和常数项的变化范围进行详细分析)。 6、若销售部门表示,新产品Ⅰ、Ⅱ生产多少就能销售多少,而产品Ⅲ最少销售18件,请重新完成本题的1-5。 解: 1、本问题是资源分配型的线性规划数学模型。 2、该问题的决策目标是公司总的利润最大化,总利润为: + + 决策的限制条件: 8x1+ 4x2+ 6x3≤500 铣床限制条件 4x1+ 3x2≤350 车床限制条件 3x1+ x3≤150 磨床限制条件 即总绩效测试(目标函数)为: max z= + + 3、本问题的线性规划数学模型 max z= + + S.T.8x1+ 4x2+ 6x3≤500 4x1+ 3x2≤350 3x1+ x3≤150 x1≥0、x2≥0、x3≥0 4、用Excel线性规划求解模板求解结果:最优解(50,25,0),最优值:30元。 5、灵敏度分析

目标函数最优值为: 30 变量最优解相差值 x1 50 0 x2 25 0 x3 0 .083 约束松弛/剩余变量对偶价格 1 0 .05 2 75 0 3 0 .033 目标函数系数范围: 变量下限当前值上限 x1 .4 .5 无上限 x2 .1 .2 .25 x3 无下限.25 .333 常数项数范围: 约束下限当前值上限 1 400 500 600 2 275 350 无上限 3 150 (1)最优生产方案: 新产品Ⅰ生产50件、新产品Ⅱ生产25件、新产品Ⅲ不安排。最大利润值为30元。 (2)x3 的相差值是意味着,目前新产品Ⅲ不安排生产,是因为新产品Ⅲ的利润太低,若要使新产品Ⅲ值得生产,需要将当前新产品Ⅲ利润元/件,提高到元/件。 (3)三个约束的松弛/剩余变量0,75,0,表明铣床和磨床的可用工时已经用完,而车床的可用工时还剩余75个工时; 三个对偶价格,0,表明三种机床每增加一个工时可使公司增加的总利润额。 (4)目标函数系数范围 表明新产品Ⅰ的利润在元/件以上,新产品Ⅱ的利润在到之间,新产品Ⅲ的利润在以下,上述的最佳方案不变。 (5)常数项范围 表明铣床的可用条件在400到600工时之间、车铣床的可用条件在275工时以上、磨铣床的可用条件在到工时之间。各自每增加一个工时对总利润的贡献元,0元,元不变。 6、若产品Ⅲ最少销售18件,修改后的的数学模型是: max z= + + S.T.8x1+ 4x2+ 6x3≤500 4x1+ 3x2≤350 3x1+ x3≤150 x3≥18 x1≥0、x2≥0、x3≥0 这是一个混合型的线性规划问题。 代入求解模板得结果如下: 最优解(44,10,18),最优值:元。 灵敏度报告: 目标函数最优值为: 变量最优解相差值 x1 44 0 x2 10 0 x3 18 0 约束松弛/剩余变量对偶价格

运筹学实验报告

运 筹 学 实 验 报 告 学院:经济管理学院 专业班级:工商11-2班 姓名:石慧婕 学号:311110010207

实验一线性规划 一实验目的 学习WinQSB软件的基本操作,利用Linear Programming功能求解线性规划问题。掌握线性规划的基本理论与求解方法,重点在于单纯形法的应用以及灵敏度分析方法。 二、实验内容 安装WinQSB软件,了解WinQSB软件在Windows环境下的文件管理操作,熟悉软件界面内容,掌握操作命令。利用Linear Programming功能建立线性模型,输入模型,求解模型,并对求解结果进行简单分析。 三实验步骤 1.将WinQSB文件复制到本地硬盘;在WinQSB文件夹中双击setup.exe。 2.指定安装WinQSB软件的目标目录(默认为C:\ WinQSB)。 3.安装过程需要输入用户名和单位名称(任意输入),安装完毕之后,WinQSB菜单自动生成在系统程序中。 4.熟悉WinQSB软件子菜单内容及其功能,掌握操作命令。 5.求解线性规划问题。启动程序开始→程序→WinQSB→Linear and Integer Programming。 某工厂要用三种原材料C、P、H混合调配出三种不同规格的产品A、B、D。已知产品的规格要求,产品单价,每天能供应的原材料数量及原材料单价分别见下表1和2。该厂应如何安排生产,使利润收入为最大? 表1 产品名称规格要求单价(元/kg) A 原材料C不少于50% 原材料P不超过25% 50 B 原材料C不少于25% 原材料P不超过50% 35 D 不限25 表2 原材料名称每天最多供应量(kg)单价(元/kg)

运筹学软件win_Qsb教程

教程 、实验一WinQSB的基本操作 一、实验目的 了解WinQSB软件基本构成、运行界面和基本操作方法,使学生能基本掌握WinQSB 软件常用命令和功能。了解WinQSB软件在Windows环境下的文件管理操作。 二、实验平台和环境 WinQSB是QSB的Windows版本,可以在Windows9X/ME/NT/2000/XP平台下运行。WinQSB V1.0共有19个子系统,分别用于解决运筹学不同方面的问题,详见表1-1。

三、实验内容和要求 1.学会WinQSB的安装和启动方法 2.熟悉WinQSB的界面和各项基本操作 3.能用WinQSB软件与office文档交换数据。 四、实验操作步骤 1.4.1安装 WinQSB的安装比较简单。双击Setup.exe,弹出窗口如图1-1所示: 图1-1 输入要安装到哪个目录,点Continue按钮,弹出窗口如图1-2所示:

图1-2 输入用户名和公司或组织名称,点Continue按钮进行文件的复制,完成后弹出窗口如图1-3: 图1-3 显示安装完成,点“确定”退出。 WinQSB软件安装完毕后,会在开始→程序→WinQSB中生成19个菜单项,分别对应运筹学的19个问题。如图1-4所示:

图1-4 具体功能见表1-1。 针对不同的问题,选择不同的子菜单项,运行相应的程序,然后使用File菜单下的New Problem菜单来输入所需数据。 1.4.2运行 WinQSB基本上有三种窗口:启动窗口、数据输入窗口、结果输出窗口。现以Linear and Integer Programming为例加以说明: 1.启动窗口。在开始菜单中选择Linear and Integer Programming,运行后出现启动窗口如下图1-5所示: 图1-5 (1)标题栏:显示了程序的名称。 (2)菜单栏:共有两个菜单:File和Help。 File菜单只有三个子菜单:New Problem、Load Problem和Exit。 New Problem:创建新问题 Load Problem:装载问题 Exit:退出

《管理运筹学》(第二版)课后习题参考答案汇总

《管理运筹学》(第二版)课后习题参考答案 第1章线性规划(复习思考题) 1.什么是线性规划?线性规划的三要素是什么? 答:线性规划(Linear Programming,LP)是运筹学中最成熟的一个分支,并且是应用最广泛的一个运筹学分支。线性规划属于规划论中的静态规划,是一种重要的优化工具,能够解决有限资源的最佳分配问题。 建立线性规划问题要具备三要素:决策变量、约束条件、目标函数。决策变量是决策问题待定的量值,取值一般为非负;约束条件是指决策变量取值时受到的各种资源条件的限制,保障决策方案的可行性;目标函数是决策者希望实现的目标,为决策变量的线性函数表达式,有的目标要实现极大值,有的则要求极小值。 2.求解线性规划问题时可能出现几种结果,哪种结果说明建模时有错误? 答:(1)唯一最优解:只有一个最优点; (2)多重最优解:无穷多个最优解; (3)无界解:可行域无界,目标值无限增大; (4)没有可行解:线性规划问题的可行域是空集。 当无界解和没有可行解时,可能是建模时有错。 3.什么是线性规划的标准型?松弛变量和剩余变量的管理含义是什么? 答:线性规划的标准型是:目标函数极大化,约束条件为等式,右端常数项 ,决策变量满足非负性。

如果加入的这个非负变量取值为非零的话,则说明该约束限定没有约束力,对企业来说不是紧缺资源,所以称为松弛变量;剩余变量取值为非零的话,则说明“≥”型约束的左边取值大于右边规划值,出现剩余量。 4.试述线性规划问题的可行解、基础解、基可行解、最优解的概念及其相互关系。 答:可行解:满足约束条件的解,称为可行解。 基可行解:满足非负性约束的基解,称为基可行解。 可行基:对应于基可行解的基,称为可行基。 最优解:使目标函数最优的可行解,称为最优解。 最优基:最优解对应的基矩阵,称为最优基。 它们的相互关系如右图所示: 5.用表格单纯形法求解如下线性规划。 s.t. 解:标准化

运筹学在企业管理中的应用研1

运筹学在企业管理中的应用研究 ——以屈臣氏连锁企业的线性规划问题为例[摘要]连锁经营迅速发展成为我国商业企业发展的主要模式,为了充分发挥连锁的优势,提高连锁企业经营管理的水平,促进连锁经营的健康发展,以实例介绍运用运筹学的方法,解决连锁经营门店的选址、人力资源调配等经营管理方面的问题。 [关键词]运筹学连锁企业选址人力资源 引言 运筹学是一门定量优化的决策科学,它广泛应用现有的科学技术知识和数学方法,解决实际中提出的专门问题,为决策者选择最优决策提供定量依据。运筹学的特点是利用数学、管理科学,计算机科学等研究事物的数量化规律,使有限的人、财、物、时、空、信息等资源得到充分合理的利用。它以数学为工具,寻找各种问题最优方案,运筹学是一门应用科学,它在企业中的应用越来越广泛,取得了良好的经济效益。 运筹学在解决大量实际问题中形成了相应的工作步骤。提出和形成问题,要弄清问题的目标,可能的约束,问题的可控变量以及有关参数,搜集有关资料。建立模型,即把问题中可控变量、参数和目标与约束之间的关系用一定的模型表示出来。求解,用各种手段(主要是数学方法)将模型求解。解可以是最优解、次优解、满意解。复杂模型的求解需用计算机,解的精度要求可由决策者提出。解的检验,首先检查求解步骤和程序有无错误,然后检查解是否反映现实问题。解的控制,通过控制解的变化过程决定对解是否要做一定的改变。解的实施,是指将解用到实际中必须考虑到实施的问题。如向实际部门讲清解的用法,在实施中可能产生的问题和需要修改的地方。 近年来,随着我国经济水平的提高,连锁企业的发展迅速,连锁经营已经成为我国商业企业发展的主要模式,随而来的经营管理方面的问题如选址规划的失误、力资源调配的不合理等已逐步成为制约企业发展壮大的瓶颈。运用运筹学的理论,可以为解决这些问题提供科学的方法。运筹采用系统化的方法,通过建立数学模型及其测试,协助达成最佳决策的一门科学。运筹学在经济管理系统中应用广泛,能对企业的人、财、物等有限资源进行统筹安排,为决策提供科学的依据。因此,为了充分发挥商业连锁化的优势提高连锁企业经营管理的水平,促进连锁经营的健康发展,本文探索运用运筹学的方法,解决连锁经营门店的选址、人力资源调配等方面问题。 理论基础 线性规划的理论基础 线性规划是目前应用最广泛的一种优化法,它的理论已经十分成熟,可以应用于生产计划、物资调用、资源优化配置等问题。它研究的目的是以数学为工具,在一定人、财、物、时空、信息等资源条件下,’研究如何合理安排,用量少的资料消耗,取得最大的经济效果。主要解决生产组织与计划问题,下料问题,运输问题,人员分派问题和投资方案问题。这类统筹规划的问题用数学语言表达(即数学模型),先根据问题要达到的

运筹学实验报告

吉林工程技术师范学院应用理学院 运筹学实验报告 专业: 班级: 姓名: 学号: 指导教师: 数学与应用数学专业 2015-12-18

实验目录 一、实验目的 (3) 二、实验要求 (3) 三、实验内容 (3) 1、线性规划 (3) 2、整数规划 (6) 3、非线性规划 (13) 4、动态规划 (114) 5、排队论 (19) 四、需用仪器设备 (26) 五、MATLAB优化工具箱使用方法简介 (26) 六、LINGO优化软件简介 (26) 七、实验总结 (27)

一、实验目的 1、会利用适当的方法建立相关实际问题的数学模型; 2、会用数学规划思想及方法解决实际问题; 3、会用排队论思想及方法解决实际问题; 4、会用决策论思想及方法解决实际问题; 5、掌握MATLAB、LINGO等数学软件的应用; 二、实验要求 1、七人一组每人至少完成一项实验内容; 2、每组上交一份实验报告; 3、每人进行1~2分钟实验演示; 4、实验成绩比例: 出勤:40% 课堂提问:20% 实验报告:30% 实验演示:10%。 三、实验内容 1、线性规划 例运筹学74页14题 Min z=-2x -x2 s.t. 2x1+5x2≤60 x1+x2≤18 3x1+x2≤44 X2≤10 X1,x2≥0

用matlab运行后得到以下结果: the program is with the linear programming Please input the constraints number of the linear programming m=6 m = 6 Please input the variant number of the linear programming n=2 n = 2 Please input cost array of the objective function c(n)_T=[-2,-1]' c = -2 -1 Please input the coefficient matrix of the constraints A(m,n)=[2,5;1,1;3,1;0,1;-1,0;0,-1] A = 2 5 1 1 3 1 0 1 -1 0 0 -1 Please input the resource array of the program b(m)_T=[60,18,44,10,0,0]' b =

Lingo运筹学,数学必学的基础软件

LINGO 8.0 TUTORIAL Created by: Kris Thornburg Anne Hummel Table of Contents Introduction to LINGO 8.0 (2) Creating a LINGO Model (3) Solving a LINGO Model (4) Using Sets in LINGO (6) The LINGO Data Section (8) Variable Types in LINGO (10) Navigating the LINGO Interface (11) LINGO Operators and Functions (14) Common LINGO Error Messages (16) LINGO Programming Examples (17)

Introduction to LINGO 8.0 LINGO is a software tool designed to efficiently build and solve linear, nonlinear, and integer optimization models. LINGO 8.0 includes several new features, including: ? A new global solver to confirm that the solution found is the global optimum, ?Multistart capability to solve problems more quickly, ?Quadratic recognition and solver to identify quadratic programming (QP) problems, ? A faster and more robust Dual Simplex solver, ?An improved integer solver to enhance performance in solving many types of problems, ?Linearization capability to transform common nonsmooth functions to a series of linear functions, ?Infeasible and unbounded analytical tools to help identify model definition problems, ? A decomposition feature to identify if a model contains independent submodels, ? A threadsafe DLL for various classes of models, and ?More fun than ever before!

运筹学 软件结果分析题1

软件结果分析题 max z=500x1+400x2; 约束条件:2x1≤300, 3x2≤540, 2x1+2x2≤440, +≤300, x1,x2≥0. 使用“管理运筹学”软件,得到的计算机解如图3-5)所示 根据图3-5回答下面的问题: (1)最优解即最优产品组合是什么此时最大目标函数值即最大利润为多少? (2)(2) 哪些车间的加工工时数已使用完哪些车间的加工工时数还没用完其松弛变量即没用完的加工工时数为多少? (3)(3) 四个车间的加工工时的对偶价格各为多少请对此对偶价格的含义予以说明. (4)(4) 如果请你在这四个车间中选择一个车间进行加班生产,你会选择哪个车间为什么? (5)(5) 目标函数中x1的系数c1,即每单位产品Ⅰ的利润值,在什么范围内变化时,最优产品的组合

不变? (6) (6) 目标函数中x2的系数c2,即每单位产品Ⅱ的利润值,从400元提高为490元时,最优产品组 合变化了没有为什么? (7) (7) 请解释约束条件中的常数项的上限与下限. (8) (8) 第1车间的加工工时数从300增加到400时,总利润能增加多少这时最优产品的组合变化了 没有? (9) (9) 第3车间的加工工时数从440增加到480时,从图3-5中我们能否求得总利润增加的数量为什 么? (10) (10) 当每单位产品Ⅰ的利润从500元降至475元,而每单位产品Ⅱ的利润从400元升至450元时, 其最优产品组合(即最优解)是否发生变化请用百分之一百法则进行判断. (11) (11) 当第1车间的加工工时数从300增加到350,而第3车间的加工工时数从440降到380时, 用百分之一百法则能否判断原来的对偶价格是否发生变化如不发生变化,请求出其最大利润. .解: (1) 1501=x ,702=x 。目标函数最优值103000。 (2) 1,3车间的加工工时已使用完;2,4车间的加工工时没用完;没用完的加工工时数为 2车间330小时,4车间15小时. (3) 50,0,200,0 含义:1车间每增加1工时,总利润增加50元;3车间每增加1工时,总利润增加200元;2车间与4车间每增加一个工时,总利润不增加。 (4) 3车间,因为增加的利润最大。 (5) 在400到正无穷的范围内变化,最优产品的组合不变。 (6) 不变 因为在[]500,0的范围内。 (7) 所谓的上限和下限值指当约束条件的右边值在给定范围内变化时,约束条件1的右边值 在[]440,200变化,对偶价格仍为50(同理解释其它约束条件)。 (8) 总利润增加了100×50=5000,最优产品组合不变。 (9) 不能,因为对偶价格发生变化。 (10) 不发生变化,因为允许增加的百分比与允许减少的百分比之和 2550100%100100 +≤ (11) 不发生变化,因为允许增加的百分比与允许减少的百分比之和%1001406014050≤+,其最大利润为103000+50×50-60×200=93500元。

运筹学实验报告1

运筹学实验报告(一) 实验要求:学会在Excel 软件中求解。 实验目的:通过小型线性规划模型的计算机求解方法。 熟练掌握并理解所学方法。 实验内容: 题目: 某昼夜服务的公交线路每天各时间区段内所需司机和乘务人员数如下; 设司机和乘务人员分别在各时间区段一开始上班,并连续工作八小时,问该公交线 路至少配备多少名司机和乘 务人员。列出这个问题的线 性规划模型。 解:设Xj 表示在第j 时间区段开始上班的司机和乘务人员数 班次 时间 所需人数 1 6:00-10:00 60 2 10:00-14:00 70 3 14:00-18:00 60 4 18:00-22:00 50 5 22:00-2:00 20 6 2:00-6:00 30

。 6-10 10-14 14-18 18-22 22-2 2-6 1 X1--- X1 2 X2--- X2 3 X3--- X3 4 X4--- X4 5 X5--- X5 6 X6 X6--- 60 70 60 50 20 30 所需人 数 Min z=x1+x2+x3+x4+x5+x6 St: x1+x6>=60 X1+x2>=70 X2+x3>=60 X3+x4>=50 X4+x5>=20 X5+x6>=30 Xj>=0,xj为整数, j=1,2,3,4,5,6

过程: 工作表[Book1]Sheet1 报告的建立: 2011-9-28 19:45:01 目标单元格(最小值) 单元格名字初值终值 $B$1 min 0 150 可变单元格 单元格名字初值终值 $B$3 x 0 45 $C$3 x 0 25 $D$3 x 0 35 $E$3 x 0 15 $F$3 x 0 15 $G$3 x 0 15 结果:最优解X=(45,25,35,15,15,15)T 目标函数值z=150 小结:1.计算机计算给规划问题的解答带来方便,让解答变得简洁;

浅析运筹学在物流管理中的应用与发展(正文)080220142杜娟

浅析运筹学在物流管理中的基本应用与发展 杜娟 (河南大学数学与信息科学学院开封475004) 摘要本文对运筹学在物流管理中的基本应用与发展进行了总结,分析了一些物流管理中常用的运筹学方法。目前物流产业作为社会的基础产业,已成为推动经济持续发展的重要力量。在物流系统中应用优化技术,合理配置物流资源、有效控制物流活动,以降低物流系统成本,显得尤为重要。 关键词运筹学;物流运输;线性规划;存储论;对策论 1 引言 近年来,随着我国经济水平的提高,连锁企业的迅速发展,连锁经营已成为我国商业企业发展的主要模式,伴随而来的物流管理方面的问题如采购量不当、库存过多、运输安排不合理等已成为制约企业发展壮大的瓶颈。运用运筹学的理论,可以为解决这些问题提供科学的方法。运筹学是采用系统化的方法,通过建立数学模型及其测试,协助达成最佳决策的一门科学。它在经济管理系统中应用广泛,能对企业的人、财、物等资源进行统筹安排,为决策提供科学的依据。本文探索运用运筹学的方法,解决企业物流管理中的采购、仓储和运输等方面的问题。 2 运筹学与现代物流 2.1运筹学 运筹学是上世纪四十年代开始形成的一门学科[1]。起源于二战期间英、美等国的军事运筹小组,主要用于研究军事活动。二战后,运筹学主要转向经济活动的研究,研究活动中能用数字量化的有关运用,筹划与管理等方面的问题。通过建立模型的方法或数学定量方法,使问题在化的基础上达到科学、合理的解决,并使活动系统中的人、才、财、物和信息得到最有效的利用,使系统的投入和产出实现最佳的配置。运筹学的研究内容非常广泛,根据其研究问题的特点,可分为两大类:确定型模型与概率型模型。其中确定型模型中主要包括:线性规划、非线性规划、整数规划、图与网络和动态规划等;概率型模型主要包括:对策论、

2020年管理运筹学实验报告

管理运筹学实验报告 课程实验报告 管理运筹学实验(二) 专业年级课程名称指导教师学生姓名学号 实验日期实验地点实验成绩 教务处制xx年11月日 实验项目名称实验目的及要求 线性规划和运输问题综合实验 1、学会运用管理运筹学软件对管理运筹学中规划问题、运输问题进行求解。2能够运用管理运筹学知识解决相关的问题。 实验内容 运用管理运筹学软件解决相关的管理运筹学中规划问题。 一、规划问题1、某锅炉制造厂,要制造一种新型锅炉10台,需要原材料为63.5×mm的锅炉钢管,每台锅炉需要不同4长度的锅炉钢管数量如表4-12所示. 库存的原材料的长度只有5500mm一种规格,问如何下料,才能使总的用料根数最少?需要多少根原材料?2、某快餐店坐落在一个旅游景点中.这个旅游景点远离市区,平时游客不多,而在每个星期六游客猛增.快餐店主要为旅客提供低价位的快餐服务.该快餐店雇佣了两名正式职工,正式职工每天工作8小时.其余工作由临时工来担任,临时工每班工作4个小时.在星期六,该快餐店从上午11时开始营

业到下午10时关门.根据游客就餐情况,在星期六每个营业小时所 需职工数(包括正式工和临时工)如表4-13所示.表4-13 已知一名正式职工11点开始上班,工作4个小时后,休息1个小时,而后再工作4个小时;另一名正式职工13点开始上班,工作4 个小时后,休息1个小时,而后再工作4个小时.又知临时工每小时的工资为4元.(1)在满足对职工需求的条件下,如何安排临时工的 班次,使得使用临时工的成本最小?(2)这时付给临时工的工资总额为多少?一共需要安排多少临时工的班次?请用剩余变量来说明应该安 排一些临时工的3小时工作时间的班次,可使得总成本更小.3、前 进电器厂生产A,B,C三种产品,有关资料如表4-14所示.表4-14 (1)在资源限量及市场容量允许的条件下,如何安排生产使获利最多?(2)说明A,B,C三种产品的市场容量的对偶价格以及材料、台时的对偶价格的含义,并对其进行灵敏度分析.如要开拓市场应当首先开拓哪种产品的市场?如要增加资源,则应在什么价位上增加机器台 时数和材料数量?4、某饲料公司生产雏鸡饲料、蛋鸡饲料、肉鸡饲料三种饲料.这三种饲料是由A,B,C三种原料 受资金和生产能力的限制,该公司每天只能生产30t饲料,问如 何安排生产计划才能使获利最大?二、运输问题: 3 实验步骤 1、打开管理运筹学软件,选择

运筹学优化软件汇总.doc

运筹学优化软件 Xpress-MP功能介绍 Xpress-MP是一个数学建模和优化工具包,它用于求解线性,整数,二次,非线性,以及随机规划问题。Xpress-MP的用户包括: ?需要在其产品中嵌入优化功能的OEM/ISV。 ?向顾客提供优化解决方案的咨询人员。 ?大型机构中需直接解决其自身的优化问题的商业分析师和其他最终用户。 Xpress-MP工具包可以用于所有常见的计算机平台,并具有不同性能的版本,以及解决各种不同规模的问题。本产品支持多种用户/软件接口,包括可以使用C,C++,VB,Java,和.net语言进行调用的API库,以及独立的命令行界面。请点击此处以查看详细信息。 在这里我们将介绍Xpress-MP工具包中的各种产品,这些产品使Xpress-MP能够应用于如此广泛的领域中。 求解引擎 Xpress-Optimizer中包含的优化算法使你能够求解线性规划问题(LP),混合整数规划问题(MIP),二次规划问题(QP),以及混合整数二次规划问题(MIQP)。 Xpress-SLP是一个非线性规划问题(NLP)以及混合整数非线性规划问题(MINLP)的求解器。它使用了连续线性逼近方法,这一方法从过程工业的技术中发展而来,能够解决具有数千个变量的大型问题。 Xpress-SP是一个随机规划工具,用于求解具有不确定性的优化问题。Xpress-SP可以用于建模和求解在供应链管理,能源,财务,运输,等等过程中出现的问题,它将不确定性嵌入到优化问题中,以避免未来的变数。 Xpress-Kalis是一个有约束规划软件,它构建于Artelys的Kalis求解器之上。Xpress-Kalis 专用于离散组合问题,这些问题频繁出现于诸如规划和计划制定之类的问题中。 建模和开发工具 Xpress-Mosel使你能够定义你的问题,然后使用一个或多个Xpress求解引擎进行求解,并对结果进行分析,这一切都通过一种专为此目的设计的全功能的编译型编程语言来实现。 Xpress-Mosel环境包括Mosel语言及其调试器;用于在此语言中直接访问其他软件组件和外部数据源的模块和I/O驱动;用于将模型嵌入到应用程序中的库;以及一个开放的接口,以便用户对Mosel语言进行扩展。 Xpress-BCL是一个面向对象的库,用于在应用程序中直接构建,求解,以及分析问题。

管理运筹学上机实验报告1

管理运筹学实验报告 班级: __________________________ 姓名: __________________________ 学号: __________________________ 学期: __________________________ 中国矿业大学管理学院 2009年3月1日

实验题目线性规划建模应用 一、实验目的 1、了解线性规划问题在Excel屮如何建、丫,主要是数据单兀格、输岀单元格、可 变单元格和冃标单元格定义以及规划求解宏定义应川设置。 2、熟练寧握Excel规划求解宏定义模块便川。 3、掌拥LINDO软件在线性规划求解中的应用 二、实验内容 某医院院周会上正在研究制定一昼夜护士值班安排计划。在会议上,护理部主任提交了-份全院24小时各时段内需要在岗护士的数量报告,见下表。 如果按照每人每天两小班轮换.中间间隔休息时间8小时.这样安排岗位不但会造成人员冗余,同时护理人员上下班不是很方便。由丁?医院护理匸作的特殊性,又要求尽量保证护理人员T?作的连续性.报终确定毎名护士连续丁作两个小班次,即24小时内-个大班*小时,即连续上满两个小班。为了合理的压缩编制,医务部提出一个合理化建议:允许不同护士的人班之间可以合理相互重叠小班,即分成八组轮班开展全人的护理值班(每一人小班时段实际上山两个交替的大班的前段和后段共同庫担)o 现在人力部门而临的问题是:如何合理安排岗位.才能满足值班的需要? 」E在会议结束Z1W,护理部又提出一个问题:冃前全院在编的正式护I:只冇5() 人.匸资定额为10元/小时;如果人力部门提供的定编超过5()人,那么必须以

运筹学线性规划实验报告

《管理运筹学》实验报告实验日期: 2016年 04月 21日—— 2016 年 05 月 18 日

3.在点击“新建”按钮以后,按软件的要求输入目标函数个数和约束条件个数,输入目标函数级约束条件的歌变量的系数和b值,并选择好“≤”、“≥”或“=”,如图二所示,最后点击解决

4.注意事项: (1)输入的系数可以是整数、小数,但不能是分数,要把分数化为小数再输入。(2)输入前要合并同类项。 当约束条件输入完毕后,请点击“解决”按钮,屏幕上讲显现线性规划问题的结果,如图所示

5.输出结果如下

5.课后习题: 一、P31习题1 某家具公司生产甲、乙两种型号的组合柜,每种组合柜需要两种工艺(制白坯和油漆).甲型号组合柜需要制白坯6工时,油漆8工时:乙型号组合柜需要制白坯12工时,油漆4工时.已知制白坯工艺的生产能力为120工时/天,油漆工艺的生产能力为64工时/天,甲型号组合柜单位利润200元,乙型号组合柜单位利润为240元. 约束条件: 问题: (1)甲、乙两种柜的日产量是多少?这时最大利润是多少? 答:由实验过程中的输出结果得甲组合柜的日产量是4个,乙的事8个。 . 0,0,6448,120126;240200 z max ≥≥≤+≤++=y x y x y x y x

(2)图中的对偶价格13.333的含义是什么? 答: 对偶价格13.333的含义是约束条件2中,每增加一个工时的油漆工作,利润会增加13.33元。 (3)对图中的常数项围的上、下限的含义给予具体说明,并阐述如何使用这些信息。 答:当约束条件1的常数项在48~192围变化,且其他约束条件不变时,约束条件1的对偶价格不变,仍为15.56;当约束条件2的常数项在40~180围变化,而其他约束条件的常数项不变时,约束条件2的对偶价格不然,仍为13.333。 (4)若甲组合柜的利润变为300,最优解不变?为什么? 答:目标函数的最优值会变,因为甲组合柜的利润增加,所以总利润和对偶价格增加;甲、乙的工艺耗时不变,所以甲、乙的生产安排不变。 二、学号题 约束条件: 无约束条件 (学号)学号43214321432143214321 0 0,30 9991285376)(53432max x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x z ≤≥≤-+-+≥-+-+=-++-+++=??????????????-≥?-?-?-?-?-7606165060~5154050~414 )30(40~313)20(30~21210 20~11 10~1)(学号)(学号)(学号学号学号)(学号不变学号规则

运筹学指派问题的匈牙利法实验报告

运筹学 课 程 设 计 报 告 专业: 班级: 学号: : 2012年6月20日

目录 一、题目。 二、算法思想。 三、算法步骤。 四、算法源程序。 五、算例和结果。 六、结论与总结。

一、题目:匈牙利法求解指派问题。 二、算法思想。 匈牙利解法的指派问题最优解的以下性质: 设指派问题的系数矩阵为C=()c ij n n?,若将C的一行(或列)各元素分别减去一个常数k(如该行或列的最小元素),则得到一个新的矩阵C’=()'c ij n n?。那么,以C’位系数矩阵的指派问题和以C位系数矩阵的原指派问题有相同最优解。 由于系数矩阵的这种变化不影响约束方程组,只是使目标函数值减少了常 数k,所以,最优解并不改变。必须指出,虽然不比要求指派问题系数矩阵中无 负元素,但在匈牙利法求解指派问题时,为了从以变换后的系数矩阵中判别能否 得到最优指派方案,要求此时的系数矩阵中无负元素。因为只有这样,才能从总 费用为零这一特征判定此时的指派方案为最优指派方案。 三、算法步骤。 (1)变换系数矩阵,使各行和各列皆出现零元素。 各行及各列分别减去本行及本列最小元素,这样可保证每行及每列中都有 零元素,同时,也避免了出现负元素。 (2)做能覆盖所有零元素的最少数目的直线集合。

因此,若直线数等于n,则以可得出最优解。否则,转第(3)步。 对于系数矩阵非负的指派问题来说,总费用为零的指派方案一定是最优指派方案。在第(1)步的基础上,若能找到n个不同行、不同列的零元素,则对应的指派方案总费用为零,从而是最优的。当同一行(或列)上有几个零元素时,如选择其一,则其与的零元素就不能再被选择,从而成为多余的。因此,重要的是零元素能恰当地分布在不同行和不同列上,而并在与它们的多少。但第(1)步并不能保证这一要求。若覆盖所有零元素的最少数目的直线集合中的直线数目是n,则表明能做到这一点。 此时,可以从零元素的最少的行或列开始圈“0”,每圈一个“0”,同时把位于同行合同列的其他零元素划去(标记为),如此逐步进行,最终可得n个位于不同行、不同列的零元素,他们就对应了最优解;若覆盖所有零元素的最少数目的直线集合中的元素个数少于n,则表明无法实现这一点。需要对零元素的分布做适当调整,这就是第(3)步。 (3)变换系数矩阵,是未被直线覆盖的元素中出现零元素。回到第(2)步。 在未被直线覆盖的元素中总有一个最小元素。对未被直线覆盖的元素所在的行(或列)中各元素都减去这一最小元素,这样,在未被直线覆盖的元素中势必会出现零元素,但同时却又是以被直线覆盖的元素中出现负元素。为了消除负元素,只要对它们所在的列(或行)中个元素都加上这一最小元素(可以看作减去这一最小元素的相反数)即可。 四、算法源程序。

运筹学在生产管理中的应用

江苏省某市玻璃有限公司生产两种规格的平板玻璃, 厚度为8mm和5mm, 该厂已接到2006年第一季度的订单, 其中每个月对这两种规格玻璃的需求量如下表1所示, 据估计, 本年末这两种产品的库存量分别为50万平方米和20万平方米, 为保证2006年第二季度的需求, 该厂希望第一季度末两种产品的库存水平分别不低于40万平方米和20万平方米。已知两种产品的生产成本分别为30元/平方米和12元/平方米, 存储成本分别为元/平方米和元/平方米, 生产与储存两种产品需要占用机器、工人劳动时间和仓库三种资源如下表一所示, 而根据预测, 该厂明年第一季度可提供的三种资源能力如下表二所示。 表1 生产与库存相关数据表 那么该厂应如何合理制定生产与库存计划, 才能在满足需求与资源能力限制的前提下, 使得生产与库存的费用最小

解:设8mm 平板玻璃为产品A,5mm 平板玻璃为产品B 明年第一季度产品A 各月的产量依次为A 1,A 2,A 3万平方米 各月末的库存量分别为IA 1,IA 2,IA 3 产品B 各月的产量依次为B 1,B 2,B 3万平方米 各月末的库存量分别为IB 1,IB 2,IB 目标函数: minZ=30*( A 1+A 2+A 3)+12*( B 1+B 2+B 3)+*( IA 1+IA 2+IA 3)+*( IB 1+IB 2+IB 3) 目标函数: minZ=30*( A 1+A 2+A 3)+12*( B 1+B 2+B 3)+*( IA 1+IA 2+IA 3)+*( IB 1+IB 2+IB 3) IA 1,IA 2,IA 3,分别表示产品A 在一二三月的平均库存量, IB 1,IB 2,IB 分别表示产品B 在一二三月的平均库存量 (这里在计算库存费用时, 使用了平均库存的概念, 即各月的库存费用等于单位库存量成本乘以该月的平均库存量, 而月平均库存量等于该月末库存量与上月末库存量的平均值。) 约束条件: 1) 需求约束 即产品A 与产品B 的各月供应量应分别等于各月需求量。 而各月的供应量则等于( 上月末库存量) +( 本月产量) —( 本月末库存量) , 50+ A 1- IA 1= 100( 产品A 在一月份的提供量等于需求量) IA 1+ A 2- IA 2= 260( 产品A 在二月份的提供量等于需求量) IA 2+ A 3- IA 3= 450( 产品A 在三月份的提供量等于需求量) 20+ B 1- IB 1= 100( 产品B 在一月份的提供量等于需求量) IB 1+ B 2- IB 2= 260( 产品B 在二月份的提供量等于需求量) IB 2+ B 3- IB 3= 350( 产品B 在三月份的提供量等于需求量) 2) 资源约束 生产两种产品所占用的机器与劳动力的时间、存储两种产品所占用仓库的面积不能超过其可提供量: +<=600( 一月份生产两种产品占用机器的时间不能超过600小时) + <=700( 二月份生产两种产品占用机器的时间不能超过700小时)

运筹学实验报告

运筹学实验报告 专业: 班级:? 姓名:? ?学号: 指导教师: 数学与应用数学专业 2015—12—18 实验目录 一、实验目得?3 二、实验要求?3 三、实验内容..................................................................................................................... 3 1、线性规划?3 2、整数规划?6 3、非线性规划 (13) 4、动态规划........................................................................................................... 14 5、排队论?19 四、需用仪器设备........................................................................................................... 26 五、MATLAB优化工具箱使用方法简介 (26) 六、LINGO优化软件简介.......................................................................................... 26 七、实验总结?27

一、实验目得 1、会利用适当得方法建立相关实际问题得数学模型; 2、会用数学规划思想及方法解决实际问题; 3、会用排队论思想及方法解决实际问题; 4、会用决策论思想及方法解决实际问题; 5、掌握MATLAB、LINGO等数学软件得应用; 二、实验要求 1、七人一组每人至少完成一项实验内容; 2、每组上交一份实验报告; 3、每人进行1~2分钟实验演示; 4、实验成绩比例: 出勤:40% 课堂提问:20% 实验报告:30% 实验演示:10%. 三、实验内容 1、线性规划 例运筹学74页14题 Minz=—2x —x2 s、t、2x1+5x2≤60 x1+x2≤18 3x1+x2≤44 X2≤10 X1,x2≥0 用matlab运行后得到以下结果:

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