《运筹学教学资料》第一章 excel求解线性规划PPT资料21页
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《运筹学线性规划》PPT课件

划问题化成如下的标准型:
max Z x1 2x2 3x4 3x5 0x6 0x7
x1 x2 x4 x5 x6 7 x1 x2 x4 x5 x7 2 3x1 x2 2x4 2x5 5 x1, x2, x4, , x7 0
第二节 线性规划问题的图解法及几何意义
一、线性规划问题的解的概念
(1.4)
标准型具有如下特点: (1)目标函数求最大值; (2)所求的变量都要求是非负的; (3)所有的约束条件都是等式; (4)常数项非负。 综合以上的讨论可以说明任何形式的线 性规划问题都可以通过上述手段把非标准 型的线性规划问题化成标准型。现举例如 下:
例1-4 试将如下线性规划问题化成标准型
多样性给讨论问题带来了不便。为了便于今后讨论,我 们规定线性规划问题的标准型为:
max Z c1x1 c2x2 cnxn
a11x1 a12x2 a21x1 a22x2
a1nxn b1 a2nxn b2
am1x1 am2x2 amnxn bm
x1, x2 , , xn 0
例1-1:(计划安排问题)某工厂在计划期内安排
生产Ⅰ、Ⅱ两种产品,已知生产单位产品所占用的
设备A、B的台时、原材料的消耗及两种产品每件可
获利润见表所示:
I
II 资源总量
设备A(h)
0
3
15
设备B(h)
4
0
12
原材料(公斤)
2
2
14
利润(元)
2
3
问如何安排计划使该工厂获利最多?
解: 假设 x1、x2分别表示在计划期内生产
二、线性规划问题的图解法
对于简单的线性规划问题(只有两个决策变量的
线性规划问题),我们可以通过图解法对它进行求解
max Z x1 2x2 3x4 3x5 0x6 0x7
x1 x2 x4 x5 x6 7 x1 x2 x4 x5 x7 2 3x1 x2 2x4 2x5 5 x1, x2, x4, , x7 0
第二节 线性规划问题的图解法及几何意义
一、线性规划问题的解的概念
(1.4)
标准型具有如下特点: (1)目标函数求最大值; (2)所求的变量都要求是非负的; (3)所有的约束条件都是等式; (4)常数项非负。 综合以上的讨论可以说明任何形式的线 性规划问题都可以通过上述手段把非标准 型的线性规划问题化成标准型。现举例如 下:
例1-4 试将如下线性规划问题化成标准型
多样性给讨论问题带来了不便。为了便于今后讨论,我 们规定线性规划问题的标准型为:
max Z c1x1 c2x2 cnxn
a11x1 a12x2 a21x1 a22x2
a1nxn b1 a2nxn b2
am1x1 am2x2 amnxn bm
x1, x2 , , xn 0
例1-1:(计划安排问题)某工厂在计划期内安排
生产Ⅰ、Ⅱ两种产品,已知生产单位产品所占用的
设备A、B的台时、原材料的消耗及两种产品每件可
获利润见表所示:
I
II 资源总量
设备A(h)
0
3
15
设备B(h)
4
0
12
原材料(公斤)
2
2
14
利润(元)
2
3
问如何安排计划使该工厂获利最多?
解: 假设 x1、x2分别表示在计划期内生产
二、线性规划问题的图解法
对于简单的线性规划问题(只有两个决策变量的
线性规划问题),我们可以通过图解法对它进行求解
《运筹学》课件 第一章 线性规划

10
解:令
xi=
1, Si被选中
min z= ci xi i 1 10
0, Si没被选中
xi 5
i 1
x1 x8 1 x7 x8 1
称为技术系数
b= (b1,b2, …, bm) 称为资源系数
2、非标准型
标准型
(1)Min Z = CX
Max Z' = -CX
(2)约束条件
• “≤”型约束,加松弛变量;
松弛变量
例如: 9 x1 +4x2≤360
9 x1 +4x2+ x3=360
• “≥”型约束,减松弛变量;
例、将如下问题化为标准型
数据模型与决策 (运筹学)
课程教材:
吴育华,杜纲. 《管理科学基础》,天津大学出版社。
绪论
一、运筹学的产生与发展
运筹学(Operational Research) 直译为“运作研究”。
• 产生于二战时期 • 60年代,在工业、农业、社会等各领域得到广泛应用 • 在我国,50年代中期由钱学森等引入
Min z x1 2x2 3x3
x1 x2 x3 7
s.t
.
x1 x2 x3 3x1 x2 2
x3
2
5
x1, x2 , x3 0
解:令 Min z Max z' (z' z) ,第一个约束加松弛变量x5,
第二个约束减松弛变量x6,得标准型:
Max z' x1 2x2 +3x3
x1 x2 x3 x4 7
s.t .
x1 x2 3x1
x3 x2
x5 2 2x3 5
x1 , , x5 0
运筹学课件PPT课件

整数规划的解法
总结词
整数规划的解法可以分为精确解法和近似解法两大类。
详细描述
整数规划的解法可以分为两大类,一类是精确解法,另一类是近似解法。精确解法包括割平面法、分支定界法等, 这些方法可以找到整数规划的精确最优解。而近似解法包括启发式算法、元启发式算法等,这些方法可以找到整 数规划的近似最优解,但不一定能保证找到最优解。
模拟退火算法采用Metropolis准则来 判断是否接受一个较差解,即如果新 解的能量比当前解的能量低,或者新 解的能量虽然较高但接受的概率足够 小,则接受新解。
模拟退火算法的应用
01
模拟退火算法在旅行商问题中得到了广泛应用。通过模拟退火算 法,可以求解旅行商问题的最优解,即在给定一组城市和每对城 市之间的距离后,求解访问每个城市恰好一次并返回出发城市的 最短路径。
动态规划的解法
确定问题的阶段和状态
首先需要确定问题的阶段和状态,以便将问 题分解为子问题。
建立状态转移方程
根据问题的特性,建立状态转移方程,描述 状态之间的转移关系。
求解子问题
求解每个子问题,并存储其解以供将来使用。
递推求解
从最后一个阶段开始,通过递推方式向前求 解每个阶段的最优解。
动态规划的应用
线性规划的解法
单纯形法
01
单纯形法是求解线性规划问题的经典方法,通过迭代过程逐步
找到最优解。
对偶理论
02
对偶理论是线性规划的一个重要概念,它通过引入对偶问题来
简化求解过程。
分解算法
03
分解算法是将大规模线性规划问题分解为若干个小问题,分别
求解后再综合得到最优解。
线性规划的应用
生产计划
线性规划可以用于生产计划问题, 通过优化资源配置和生产流程, 提高生产效率和利润。
线性规划的EXCEL求解

关于“规划求解选项”各可选项的说明 (3)
• 装入模型:输入对所要调入模型的引用 • 保存模型:将打开“保存模型”对话框, 输入模型的保存位置,只有当需要在工作 表上保存多个模型时,单击此命令,第一 个模型会自动保存。
一类特殊的线性规划问题:运输问 题
例1 某公司经销甲产品。它下设三个加工厂。 每日的产量分别是:A1为7吨,A2为4吨,A3为9吨。 该公司把这些产品分别运往四个销售点。各销售点 每日销量为:B1为3吨,B2为6吨,B3为5吨,B4为 6吨。已知从各工厂到各销售点的单位产品的运价如 下表所示。问该公司应如何调运产品,在满足各销 点的需要量的前提下,使总运费为最少。
( j 1, 2,3, 4) (i 1, 2,3)
这类问题,我们称之为运输问题。产量正好和销 量相等的运输问题称为产销平衡问题,产销平衡问题 有以下特征:
1. 平衡运输问题必有可行解,也必有最优解. 2. 平衡运输问题的约束方程系数矩阵 A 的所有各阶子 式只取 0,1 或 -1 三个值. 3. 如果平衡运输问题中的所有产量 ai 和销量 bj 4. 都是整数,那么,它的任一基可行解都是整数解.
线性规划问题的EXCEL求解
• 用EXCEL求解线性规 划问题前,需要在工 具菜单上选择加载宏: 弹出对话框
勾选规划工具,点击“确定”即可
• 若已加载过则无需再次加载。若安装不完全,也是无法加 载的,需要重新安装。 • 加载宏之后,工具菜单上即出现“规划求解”按钮,可以 用来求解许多规划问题,当然包含线性规划问题
例:某工厂生产三种产品,各种产品所需的原材料和设备 台时及能供给数量如下表所示,问如何安排生产利润最大?
甲
原材料 工时 单位利润 3 2 4
乙
运筹学教学课件(全)

实用举例
某公司通过市场调研,决定生产高中档新型拉杆箱。 某分销商决定买进该公司3个月内的全部产品。拉杆箱生 产需经过原材料剪裁、缝合、定型、检验和包装4过程。
通过分析生产过程,得出:生产中档拉杆箱需要用 7/10小时剪裁、5/10小时缝合、1小时定型、1/10小时检 验包装;生产高档拉杆箱则需用1小时剪裁、5/6小时缝合、 2/3小时定型、1/4小时检验包装。由于公司生产能力有限, 3月内各部的最大生产时间为剪裁部630小时、缝合部600 小时、定型部708小时、检验包装部135小时。
D {x | Ax b, x (x1,, xi ,, xn ) 0}
是凸集(凸多面体)。
引理2.1:线性规划的可行解 x (x1 ,, xn )T 为基本可行解的 充分必要条件是x的正分量所对应的系数列向量是线性无关的, 即每个正分量都是一个基变量。
定理2.2:线性规划问题的基本可行解x对应于可行域的顶点
通过分析生产过程,得出:生产中档拉杆箱需要用
7/10小时可剪裁以、通5/1过0小线时性缝合规、划1小求时定解型!、1/10小时
检验包装;生产高档拉杆箱则需用1小时剪裁、5/6小时 缝合、2/3小时定型、1/4小时检验包装。由于公司生产 能力有限,3月内各部的最大生产时间为剪裁部630小时、 缝合部600小时、定型部708小时、检验包装部135小时。
x2
L1:x1=6 L3:2x1+3x2=18
B 可行域
L2:x2=4 最优解
x1
4x1+3x2
解的特殊情况——解的特殊情况——无界解
线性规划的基本性质
若线性规划有最 优解,则最优解必在可 行域的顶点上达到。
X
可行域内部的点 • 可行解? 是 • 最优解? 不
运筹学教学课件线性规划学习课件

降低潜在损失
通过全面、有效的风险管理策略,降低潜 在损失。
06线性规划在ຫໍສະໝຸດ 通运输中的应用线性规划在货物运输中的应用
优化运输路径
通过线性规划方法,可以优化货物的运输 路径,从而降低运输成本和时间。
车辆装载优化
线性规划可以优化车辆的装载方案,使得 车辆的装载量达到最大,减少车辆使用数 量和运输成本。
04
线性规划问题的求解方法
图解法
总结词
直观、简单、易懂
详细描述
图解法是一种用几何图形来求解线性规划问题的简单直观的方法,它通过将不等式约束条件转换为图形的限制 条件,将线性规划问题转化为在图中寻找最优解的问题。该方法适用于小规模问题,方便理解,是求解线性规 划问题的基本方法之一。
单纯形法
总结词
03
线性规划问题的数学模型
线性规划问题的标准形式
确定线性规划问题的标准形式
标准形式是由一个线性目标函数和一个线性约束条件组成的数学模型。
将非标准形式转化为标准形式
在求解线性规划问题时,通常需要将非标准形式转化为标准形式,这可以通过引入变量、转换约束条件等方式 实现。
线性规划问题的扩展形式
多目标线性规划
05
线性规划在管理决策中的应用
线性规划在生产计划中的应用
总结词
高效、低成本
确定生产计划目标
通过线性规划方法确定最优质、低 成本的生产计划。
优化生产资源配置
将有限的资源,如人力、物料、设 备等,根据不同产品或部门的需要 ,进行合理分配和优化。
提高生产效率
通过优化生产流程和布局,减少生 产过程中的浪费和等待时间,提高 生产效率。
特点
运筹学注重定量分析、优化思想和系统方法,强调理论与实践相结合,具有广泛应用性和多学科交叉 性。
EXCEL求解第一章线性规划和灵敏度分析

EXCEL求解线性规划模型
应用规则:
当允许增加量(减少量)为无穷大时,则对于 任一个增加量(减少量),其允许增加(或减 少)的百分比都看成零。
百分之一百法则是判断最优解变与不变的充分 条件,但不是必要条件。
不能应用于目标函数决策变量系数和约束条件 右端常数同时变化的情况。
EXCEL求解线性规划模型
方法2:灵敏度分析
方法1:电子表格分析
最优解不变,总利润上升
方法2:灵敏度分析
对原电子表格模型运行“规划求解”功 能,得出“规划求解结果”对话框,选 择“敏感性报告”选项,得出结果。
比较
2、多个cj变动
例如把门的利润由300提高到450,同时 把窗的单位利润由500减少到400,原来 的最优解和最优值是否会发生变化。
3、单个bi变动 例:如果车间2的可用工时由12小时增加
到13小时,原来的最优解和最优值是否 发生变化? 方法1:应用电子表格进行分析
改变电子表格模型中相应的参数,再运行 EXCEL”规划求解”功能,得出结果,看其是 否对原最优解、最优值有影响。 分析:2——10——18——20的不同结果?
方法1:电子表格分析,改变参数 方法2:灵敏度分析
电子表格分析
最优解不变,总利润下降300
灵敏度分析
应用敏感性报告以及百分之一百法则进 行分析。
百分之一百法则:
对于所有变化的目标函数决策变量系数(或约束 条件右边常数),当其所有允许增加百分比和允 许减少百分比之和不超过百分之一百时,最优解 不变。
解决方法:在原电子表格模型中增加一列,输入 防盗门的相关数据,修改相应的计算公式形成新 的电子表格模型,再运行EXCEL”规划求解”功 能,得出新的最优解、最优值。
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(5)求解模型:完成以上设定后,点击规划求解参数设定对话框中的“求 解”按钮,将出现如下求解结果对话框。
根据需要选择右边列出的三个报告中的一部分或全部,然后点击确定按钮就 可以在Excel内看到求解报告。
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首先,在Excel工作表中输入目标函数的系数向量、约束条件的系数矩 阵和右端常数项(每一个单元格输入一个数据);
其次,选定一个单元格存储目标函数(称为目标单元格),用定义公 式的方式在这个目标单元格内定义目标函数;
[3]该过程通过更改单元格中的值来查看这些更改对工作表中公式结果的影响。例 如,更改分期支付表中的利率可以调整支付金额。
二、怎样加载规划求解加载宏?
加载规划求解加载宏的方法如下:
打开“工具”下拉列菜单,然后单击“加载宏”,打开“加载宏”对话框。
在“可用加载宏”框中,选中“规划求解”旁边的复选框[2],然后单击“确定”按
如果出现一条消息,指出您的 计算机上当前没有安装规划求 解,请单击“是”用原Office安 装盘进行安装。单击菜单栏上 的“工具”。加载规划求解后, “规划求解”命令会添加到 “工具”菜单中。
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再次,选定与决策变量个数相同的单元格(称为可变单元格),用以存 储决策变量;再选择与约束条件个数相同的单元格,用定义公式的方式在每 一个单元格内定义一个约束函数(称为约束函数单元格);
最后,点击下拉列菜单中的规划求解按钮,打开规划求解参数设定对话 框(如下图所示),完成规划模型的设定
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雅致家具厂生产计划优化问题
雅致家具厂生产4种小型家具,由于该四种家具具有不同的大小、形状、重 量和风格,所以它们所需要的主要原料(木材和玻璃)、制作时间、最大 销售量与利润均不相同。该厂每天可提供的木材、玻璃和工人劳动时间分 别为600单位、1000单位与400小时,详细的数据资料见下表。
应如何安排这四种家具的日产量,使得该厂的日利润最大?
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(4)设定算法细节:点击规划求解参数设定对话框中的“选项”按钮,出 现如下规划求解选项对话框。
选择完成后点击确定按钮回到规划求解参数设定对话框。
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规划求解工具在Office典型安装状态下不会安装,可以通过自定义安装 选择该项或通过添加/删除程序增加规划求解加载宏。
[1]加载项的功能是为Microsoft Office 提供自定义命令或自定义功能的补充程序
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一、什么是规划求解加载宏?
规划求解加载宏(简称规划求解)是Excel的一个加载项[1],可以来 解决线性规划与非线性规划优化问题。规划求解可以用来解决最多有200个 变量,100个外在约束和400个简单约束(决策变量整数约束的上下边界) 的问题。可以设置决策变量为整型变量。
规划求解加载宏的开发商是Fronline System公司。用户通过自定义安 装MS-Office所使用的是标准版本规划求解加载宏,Fronline System公司同 时提供增强的Premium Solver工具。
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模型设定方法如下:
(1)设定目标函数和优化方向: 光标指向规划求解参数设定对话框中的 “设置目标单元格”提示后的域,点击鼠 标左键,然后选中Excel工作表中的目 标单元格。然后根据模型中目标函数的优化方向,在规划求解参数设定对话 框中的“等于”一行中选择“最大值”或“最小值”; (2)设定(表示决策变量的)可变单元:光标指向规划求解参数设定对话框 中的“可变单元格”提示后的域,点击鼠标左键,然后选中Excel工作表中的可变 单元组。可以点击“推测”按钮,初步确定可变单元格的范围,然后在此基础上 进一步确定;
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(3)设定约束条件:直接点击规划求解参数设定对话框中的添加按钮,出现 如下添加约束对话框:
先用鼠标左键点击“单元格引用位置”标题下的域,然后在工作表中选择 一个约束函数单元格,再点击添加约束对话框中向下的箭头,出现<=,=, >=,int和bin五个选项,根据该约束函数所在约束方程的情况选择,其中int 和bin分别用于说明整型变量和0-1型变量。选择完成后,如果还有约束条件 未设定,就点击“添加”按钮,重复以上步骤设定约束条件,设定完所有约 束条件后,点击确定完成约束条件设定,回到规划求解参数设定对话框。
(木材约束)
6
x
1
2 x2
x3
2
x4
1000
(玻璃约束)
s.t
.
2 x1 1x2 x1 100 x2 200
3
x3
2x4 400 (劳动时间 ( 家 具1需 求 量 约 束 )
( 家 具 2需 求 量 约 束 )
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解:依题意,设置四种家具的日产量分别为决策变量x1,x2,x3,x4 据此,列出下面的线性规划模型:
MaxZ 60 x1 20 x2 40 x3 30 x4
4 x1 2 x2 x3 2 x4 600
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[2]如果“规划求解”未列出, 请单击“浏览”进行查找。
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三、怎样使用规划求解加载宏求解数学规划?
规划求解加载宏是一组命令构成的一个子程序,这些命令有时也称作假 设分析[3]工具,其功能是可以求出线性和非线性数学规划问题的最优解和最 优值。 使用规划求解加载宏求解数学规划的步骤