系统工程结课论文----线性规划问题的Excel建模及求解
用EXCEL求解线性规划
用EXCEL求解线性规划
要用EXCEL求解线性规划问题，需要遵循以下步骤：
1. 给定问题中的约束条件和目标函数。
2. 打开EXCEL，建立一个新的工作表。
3. 在工作表中输入问题的约束条件和目标函数。
在输入目标函数时，需要将所有项移动到等号左侧，使它成为一个线性方程。
需要注意将不等式约束条件转化为等式约束条件，可以通过添加松弛变量来实现。
4. 使用EXCEL的“规划”工具，在工具栏中点击“数据”-“分
析”-“规划器”，打开“规划器”。
5. 在“规划器”中，选择需要优化的目标单元格，在“约束条件”
中输入所有约束条件所在的单元格，设置变量单元格的范围。
6. 可以在“选项”中添加其他约束条件。
例如，可以设定变量的整数或二元特性等。
7. 单击“求解”按钮，EXCEL将自动求解最优解，并输出最优
值和变量值。
需要注意的是，线性规划问题求解的结果是一个数值，而不是图形。
因此，需要谨慎分析问题以确保从数值结果中得到了正确的结论。
实验1用Excel求解线性规划模型
实验一、用Excel求解线性规划模型线性规划问题用手工求解工作量很大，而且没有较高的数学基础很难理解其计算过程和方法，但是借助Excel“规划求解”工具，就能轻而易举地求得结果。
Excel最多可解200个变量、600个约束条件的问题。
下面我们以一实例介绍利用Excel规划求解工具怎样快速解决具体的经济决策问题。
一、实验目的1、掌握如何建立线性规划模型。
2、掌握用Excel求解线性规划模型的方法。
3、掌握如何借助于Excel对线性规划模型进行灵敏度分析，以判断各种可能的变化对最优方案产生的影响。
4、读懂Excel求解线性规划问题输出的运算结果报告和敏感性报告。
二、实验内容1、[工具][规划求解]命令规划求解加载宏是Excel的一个可选安装模块，在安装Excel时，只有在选择“完全/定制安装”时才可选择装入这个模块。
在安装完成进入Excel后还要用[工具][加载宏]命令选中“规划求解”，以后在[工具]菜单下就增加了一条[规划求解]命令。
使用[规划求解]命令的一般步骤为：第一步：在选取[工具][规划求解]命令后，弹出图1所示“规划求解参数”对话框，其中各选项说明如表1。
图1“规划求解参数”对话框选项名说明设置目标单元格选取计算问题的目标函数，并含有计算公式的单元格等于按问题目标进行选择。
如利润问题，选取“最大值”可变单元格决策变量所在各单元格、不含公式，可以有多个区域或单元格约束增加、修改、删除各个约束等式或不等式，一个一个地与图2切换填入或修改添加选择后弹出图2所示对话框更改选择后弹出图3所示对话框删除删除所选定的约束条件选项决定采用线性模型还是非线性模型求解约束条件中的单元格引用位置，可从键盘直接录入，也可用鼠标拖放选取。
图2图3第二步：完成图1所示的一切填入项目后，单击“选项”按钮，在弹出的“规划求解选项”对话框中若是线性模型则选取“采用线性规模”选项按钮，再单击“确定”按钮回到图1。
图4第三步：在图1中单击“求解”按钮，经计算完成后弹出“规划求解结果”对话框（图5）。
excel线性规划求解
excel线性规划求解Excel是一种功能强大的电子表格软件，除了可以进行基本的计算和数据分析外，还可以用于求解线性规划问题。
线性规划是一种数学优化方法，通过最大化或最小化线性目标函数，同时满足一系列线性约束条件，从而寻找最优解。
在Excel中，我们可以使用内置的线性规划求解器来解决这类问题。
下面将介绍如何使用Excel进行线性规划求解。
首先，我们需要将线性规划问题转化为Excel的表格形式。
假设我们有一个线性目标函数和一系列线性约束条件，我们可以将变量和常数分别放置在表格的不同单元格中。
然后，我们可以在Excel中的“数据”选项卡中找到“线性规划求解器”。
单击“线性规划求解器”并选择“确定”后，我们将进入求解器对话框。
在求解器对话框中，我们需要设置求解的目标、变量和约束条件。
首先，我们需要选择是求取最大值还是最小值。
然后，我们需要指定目标函数和约束条件中的变量单元格范围。
接下来，我们可以指定变量的约束条件。
例如，我们可以将某个变量约束为非负数，或者指定它的取值范围。
最后，我们可以选择求解方法和优化选项。
一般来说，我们可以选择线性规划求解器自动选择最佳求解方法。
如果需要更精确的结果，我们可以选择增加迭代次数和精度。
完成设置后，单击“确定”按钮，Excel将自动计算并求解线性规划问题。
求解结果将显示在工作表中，并且还可以显示最优解的目标函数值和各个变量的取值。
使用Excel进行线性规划求解的优点是，它提供了一个直观和易于使用的界面，并且能够快速计算出结果。
然而，它也有一些局限性，例如只能处理线性约束条件和目标函数、求解的精度有限等。
总的来说，使用Excel进行线性规划求解是一种简单而方便的方法。
通过将问题转化为Excel的表格形式，并使用内置的线性规划求解器，我们可以快速求解线性规划问题，并获得最优解。
以上为关于Excel线性规划求解的简要介绍，希望能帮助你了解如何在Excel中进行线性规划求解。
怎么利用EXCEL求解线性规划
利用线性回归方法求解生产计划方法一：1、建立数学模型:①设变量：设生产拉盖式书桌x台，普通式书桌y台，可得最大利润②确定目标函数及约束条件目标函数：y=max+115P90x约束条件：200x .....................⑴+y10≤20x .....................⑵4≤+y16128x .....................⑶+y1015≤220yx ..........................⑷,≥2、在Excel中求解线性规划①首先，如图1所示，在Excel工作表格输入目标函数的系数、约束方程的系数和右端常数项：图1②将目标方程和约束条件的对应公式输入各单元格中F2=MMULT（B6:C6,F6:F7)；F3=MMULT（B3:C3,F6:F7)；F2=MMULT（B4:C4,F6:F7)；F2=MMULT（B5:C5,F6:F7)；出现图2样式：图2线性规划问题的电子表格模型建好后，即可利用“线性规划”功能进行求解。
选择“工具”→“规划求解”出现“规划求解参数”窗口，如图3所示:图3在该对话框中，目标单元格选择F2，问题类型选择“最大值”，可变单元格选择F6：F7，点击“添加”按钮，弹出“添加约束条件”窗口，如图4所示:图4根据所建模型，共有4个约束条件，针对约束（1）：2002010≤+y x ，左端“单元格所引用位置”选择F3，右端“约束值”选择D3，符号类 型选择“<=”，同理继续添加约束（2）（3）（4），完成后选择“确定”，回到“规划求解参数”对话框，如5图所示：图5④点击“选项”按钮，弹出“规划求解选项”对话框，选择“采用线性模型”和“假定非负”两项，如图6所示：图6⑤点击“确定”→“求解”，选择“运算结果报告”“敏感性报告”“极限值报告”三项，最后点击“确定”，输出结果： 运算结果报告：敏感性报告：极限报告：方法二：1、建立数学模型设生产拉盖式书桌x 台，普通式书桌y 台，总利润为Z 元 确定目标函数及约束条件 目标函数：y x Z 90115max += 约束条件：⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≥≤+≤+≤+0,22010151281642002010..y x y x y x y x t s 2、在Excel 中规划求解在Excel 中建立线性规划模型，如图1所示：图11)在E2中输入“=B2*B6+C2*C6”如图2所示，同理 E3=B3*B6+C3*C6E4=B4*B6+C4*C6B7=B5*B6+C5*C6图22)单击“工具”菜单下的“规划求解”，在弹出的“规划求解参数”对话框输入各项参数：✓目标单元格选择B7✓问题类型选择“最大值”✓可变单元选择B6:C6✓约束条件选择B6:C6≥0；E2:E4≤D2:D4参数设置完毕，如图3：图33）点击“选项”，弹出“规划求解选项”对话框，选择“采用线性模型”、“假定非负”和“显示迭代结果”，说明要求求解的问题是线性模型且所求的变量必须为非负，如图4所示：图44）点击“确定”→“求解”，选择“运算结果报告”“敏感性报告”“极限值报告”三项，最后点击“确定”，输出结果：运算结果报告：敏感性报告：极限值报告：。
EXCEL求解线性规划问题
约束右端值降低15时，目旳函数值旳变化量。
解：（1）最优解为x1=0, x2=12.4, x3=9.5
（2） x1旳目旳系数降低5，占允许降低旳百分比=5/∞=0%，x2 旳目旳系数增长4,占允许增长旳百分比=4/7.8=51.2%。
变化旳百分比和为51.2%，没有超出100%，所以最优解不变。
（3）第一资源约束右端值增长30，占允许增长旳30 /∞=0%， 第二资源约束右端值增长4 ，占允许增长旳4/15=26.7%，
•初值和终值分别指 单元格在此次求解 前旳数值和求解后 旳数值。
敏感性分析报告（1）
可变单元格中 • “单元格”指决策变量所在单元格旳地址 • “名字”是决策变量旳名称 • “终值”是决策变量旳终值,即最优值 • “递减成本”指最优解中档于0旳变量，相应旳目旳函数中旳系数
增长或降低多少，最优解不再为0 • “目旳式系数”目旳函数中旳系数，为已知条件 • “允许旳增量”与“允许旳减量”表达目旳函数中旳系数在增量
（1）引用旳类型
三种类型 ：
相对引用、 绝对引用、混合引用
（2） 相对引用
格式： A3 、B6
使用相对引用后，系统将会记住建立公式旳单元格和被 引用旳单元格旳相对位置，在复制这个公式时，新旳公式单 元和被引用旳单元依然保持这种相对位置。
（3）绝对引用 格式：$a$3 $d$5
绝对引用是指被引用旳单元与引用旳公式单元旳位置 关系是绝正确，不论将这个公式复制到任何单元，公式所 引用旳还是原来单元格旳数据。
2) 在弹出旳对话框中旳“可用加载宏”列表框 中,选定待添加旳加载宏“规划求解”选项旁 旳复选框,然后单击“拟定”.单击“拟定” 后,“工具”菜单下就会出现一项“规划求解”
3. “规划求解”各参数设置
Excel求解线性规划问题实验教程要点
数学与信息科学学院Excel求解线性规划问题实验教程二零一三零八月目录1.关于“规划求解” (1)2.如何加载“规划求解” (2)3.“规划求解”各参数解释和设置 (3)4.“规划求解”的步骤 (6)5.Excel求解线性规划问题 (8)6.Excel求解运输问题 (14)7.Excel求解目标规划问题 (18)8.Excel求解整数规划问题 (22)1.关于“规划求解”“规划求解”是Excel中的一个加载宏，借助“规划求解”，可求得工作表上某个单元格（被称为目标单元格）中公式（公式:单元格中的一系列值、单元格引用、名称或运算符的组合，可生成新的值。
公式总是以等号（=）开始）的最优值。
“规划求解”将对直接或间接目标单元格中公式相关联的一组单元格中的数值进行调整，最终在目标单元格公式中求得期望的结果。
“规划求解”通过调整所指定的可更改的单元格（可变单元格）中的值，从目标单元格公式中求得所需的结果。
在创建模型过程中，可以对“规划求解”中的可变单元格数值应用约束条件（约束条件：“规划求解”中设置的限制条件。
可以将约束条件应用于可变单元格、目标单元格或其它与目标单元格直接或间接相关的单元格。
而且约束条件可以引用其它影响目标单元格公式的单元格。
使用“规划求解”可通过更改其它单元格来确定某个单元格的最大值或最小值。
）Microsoft Excel的“规划求解”工具取自德克萨斯大学奥斯汀分校的Leon Lasdon 和克里夫兰州立大学的Allan Waren共同开发的Generalized Reduced Gradient(GRG2)非线性最优化代码。
线性和整数规划问题取自Frontline Systems公司的John Watson 和Dan Fylstra提供的有界变量单纯形法和分支边界法。
2.如何加载“规划求解”安装office的时候，系统默认的安装方式不会安装宏程序，需要用户根据自己的需求选择安装。
下面是加载“规划求解”宏的步骤：（1）在“工具”菜单上，单击“加载宏”。
利用EXCEL进行线性规划
解：依题意，设置四种家具的日产量分别为决策变量
x1, x2 , x3, x4 ，目标要求是日利润最大化，
约束条件为三种资源的供应量限制和产品销售量限制。 据此，列出下面的线性规划模型：
MaxZ 60x1 20x2 40x3 30x4
4x1 2x2 x3 2x4 600
x1, x2 , x3 , x4 0 （非负约束）
其中 x1, x2 , x3, x4 分别为四种家具的日产量。
下面介绍用Excel中的“规划求解”功能求此题。 第一步 在Excel中描述问题、建立模型，如下图所示。
=SUMPRODUCT(B6:E6,$B$15:$E$15)
第二步 在“工具”菜单中选择“规划求解”。
第三步 在“规划求解参数”对话框进行选择如下图。
第四步 点击“选项”按钮，弹出“规划求解选项”对话框
第五步 选择“采用线性模型”和“假定非负”， 单击“确定”，返回下图。单击“求解”，即可解 决此题。
最后结果如下页图所示。
应如何安排这四种家具的日产量，使得该厂的日利 润最大？
表1 雅致家具厂基本数据
12
3
4
家具类型
劳动时间
21 3
2
（小时/件）
木材
42 1
2
（单位/件）
玻璃（单位/ 6 2
1
2
件）
单位利润
60 20 40
30
（元/件）
最大销量 100 200 50
100
（件）
可提供两 400小时 600单位 1000单位
• 单击“添加”,显示添加约束对话框
• 选项:显示”规划求解选项”对话框.在其中可 以加载或保存规划求解模型,并对规划求解过 程的高级属性进行控制
利用excel软件求解线性规划问题
数学规划模型实验指导手册Excel的规划求解加载宏求解数学规划问题一、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，可以用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。
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。
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：（1）打开“工具”下拉列菜单，然后单击“加载宏”，打开“加载宏”对话框。
（2）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”按钮。
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2如果“规划求解”未列出，请单击“浏览”进行查找。
（3）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。
（4）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。
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；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（如图4所示），完成规划模型的设定模型设定方法如下：（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。
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《系统工程》结课论文
线性规划问题的Excel建模及求解
最优化就是从所有可能的方案中选择最合理的一种以达到最优目标的学科。
运筹学作为一种新型的管理方法，在解决系统工程优化问题上有着广泛的应用。
建立线性规划模型问题使得许多动态决策管理问题优化并得到解决。
对实际规划问题作定量分析，必须建立数学模型。
建立数学模型首先要选定适当的目标变量和决策变量，并建立起目标变量与决策变量之间的函数关系,称之为目标函数。
然后将各种限制条件加以抽象,得出决策变量应满足的一些等式或不等式，称之为约束条件。
在解决线性规划问题上本文我介绍采用Excel如何建模并解决问题。
非线性规划问题的一般数学模型可表述为求未知量x1，x2，…，x n，使满足约束条件：
gi(x1，…，x n)≥0i＝1,…,m
hj(x1，…，x n)＝0 j＝1,…,p
并使目标函数f(x1，…,x n)达到最小值(或最大值)。
其中f，诸g i和诸h j都是定义在n维向量空间Rn的某子集D(定义域)上的实值函数,且至少有一个是非线性函数。
上述模型可简记为：
min f(x)
s.t. g i(x)≥0i＝1,…,m
h j(x)＝0 j＝1,…,p
其中x＝(x1，…,x n)属于定义域D，符号min表示“求最小值”，符号s.t.表示“受约束于”。
定义域D中满足约束条件的点称为问题的可行解。
全体可行解所成的集合称为问题的可行集。
对于一个可行解x*,如果存在x*的一个邻域，使目标函数在x*处的值f(x*)优于 (指不大于或不小于)该邻域中任何其他可行解处的函数值，则称x*为问题的局部最优解（简称局部解）。
如果f(x*)优于一切可行解处的目标函数值,则称x*为问题的整体最优解（简称整体解）。
实用非线性规划问题要求整体解，而现有解法大多只是求出局部
解。
虽然运用表上作业法已使人们可以方便地给出一般线性规划的最优解（或满意解），并且也可给出某些参数的灵敏度分析。
但随着科学、经济的发展，竞争的加剧，手工操作的局限性逐渐暴露出来。
这样，随着计算机的普及和发展，大量的用以求解线性规划问题的计算机程序被开发出来，并能同时提供关于问题本身及其解的相关信息。
许多电子数据表格软件（如Microsoft excel 、lotus1-2-3等）中包括了对线性规划问题进行求解的程序，这样就使具有众多参数的线性规划模型及时求解成为可能。
下面就一类线性规划问题的计算机求解，阐述一下运用Microsoft excel的求解过程。
一、在Excel中加载线性规划工具
要使用Excel应首先安装Microsoft office，然后从中找到Microsoft excel 并启动。
在Excel的主菜单中点击【工具】-【加载宏】，选择“规划求解”，如图所示。
点击【确定】后，在工具菜单中将增加【规划求解】选项。
二、在Excel中建立线性规划模型
【例】一建筑公司有4个施工队A1、A2、A3、A4，需要在一定期限内完成3项施工
任务B1、B2、B3，相应的工程量分别为300、200、400单位。
若4个施工队在相应期限内可利用的工时分别为2000、3000、3000、4000，施工队A j（j=1, 2, 3, 4）完成任务B i （i=1, 2, 3）单位工程量所需工时t ij及单位工时所需费用c ij见表A2-2。
如何安排各施工队的任务，才能使得完成3项施工任务的总费用最小。
表A2-2 各施工队完成任务所需工时t ij及单位工时费用c ij
根据以上问题，建立模型。
施工队A1、A2、A3、A4分别完成任务B1工程量分别为x1 、x2 、x3 、x4；施工队A1、A2、A3、A4分别完成任务B2工程量分别为x5 、x6 、x7、x8；施工队A1、A2、A3、A4分别完成任务B3工程量分别为x9 、x10 、x11、x12。
目标函数：
MinZ=24x1+12x5+56x9+35x2+40x6+24x10+24x3+12x7+40x11+15x4+36x8+6x12
s.t. x1 +x2 +x3 +x4=300
x5 +x6 +x7 +x8=200
x9 +x10 +x11 +x12=400
6x1 +2x5 +8x9≤2000
7x2 +8x6+4x10 ≤3000
6x3 +4x7 +5x11 ≤3000
3x4 +9x8+2x12 ≤4000
Xi≥0 ，i=1、2 (12)
使用excel求解线性规划问题：
【图1】
1、选择【工具】选项|【加载宏】菜单命令，在弹出的【加载宏】对话框中选择【规划求
解】和【分析工具库】选项。
2、单击【确定】按纽，然后加载宏提示框，单击弹出提示框中的【是】按钮，即可等待安装“规划求解”和“分析工具库”宏功能。
3、根据题设的规划模型，然后选择【工具】|【规划求解】菜单命令，则在弹出如图的【规划求解参数】对话框。
【规划求解参数】对话框
4、在如图所示的【规划求解参数】对话框中选中【最小值】单选按钮。
再将光标放置到【可变单元格】文本框中，并在当前工作表中选择A10：L10单元格区域，结果如图所示。
5、单击【添加】按钮，在弹出的【添加约束】对话框中进行如图所示的设置。
添加对应下列的约束：
M10=M1
M11=M2
M12=M3
M13《M4
M14《M5
M15《M6
M16《M7
6、单击【添加】按钮实现了第一组约束的添加，再按照同样的办法添加其余6组的约束，最后设置效果如图所示。
由该对话框的【约束】栏显示结果可以看出，完成了7个约束的添加。
7、在图所示对话框中单击【求解】按钮，然后在弹出的【规划求解结果】对话框中进行如图所示的选择和设置。
点击【继续执行】
一直到显示如图得到最优解停止
在参数设定表的选项中设定了线性规划求解，并且在对话框中选择生成运算结果报告，敏感性报告和极限值报告，则可生成各个分析报告（见表）。
如图得最优解Max Z=9300
对应参数的求解如【图1】所示
三、线性规划灵敏度分析
线性规划模型会有很多参数，都只是对实际书籍的大致估计，而不可能在研究的时候就获得精确的数值。
通过灵敏度分析可以得出每一个估计的数据需要精确到何种程度，才能保持解的最优性。
研究与分析一个系统（或模型）的状态或输出变化对系统参数或周围条件变化的敏感程度的方法。
在最优化方法中经常利用灵敏度分析来研究原始数据不准确或发生变化时最优解的稳定性。
通过灵敏度分析还可以决定哪些参数对系统或模型有较大的影响。
因此，灵敏度分析几乎在所有的运筹学方法中以及在对各种方案进行评价时都是很重要的。
但是实际上这些参数往往是一些根据估计或预测得到的数据，因而存在误差。
同时，在实际过程中，这些参数还会发生不同程度的变化。
例如，在处理产品搭配的线性规划问题中，目标函数中的参数一般同市场条件等因素有关。
当市场条件等因素发生变化时，目标参数也会随之而变化。
约束条件中的参数随工艺条件等因素的变化而改变，bi的值
则同企业的能力等因素有关。
线性规划中灵敏度分析所要解决的问题是：当这些数据中的一个或几个发生变化时，最优解将会发生怎样的变化。
或者说，当这些数据在一个多大的范围内变化时最优解将不发生变化。
投入产出法中灵敏度分析可以用来研究采取某一项重大经济政策后将会对国民经济的各个部门产生怎样的影响。
例如，美国政府曾经利用投入产出表研究了提高职工工资10％对国民经济各部门商品价格的影响。
研究的结果表明，在职工工资增加10％时，建筑业产品的价格将上7％，农产品的价格将上涨1.3％，其余各部门产品价格将上涨1.3～7％不等,生活费用将上升3.8％，职工的实际得益为6.2％。
方案评价中灵敏度分析可以用来确定评价条件发生变化时备选方案的价值是否会发生变化或变化多少。
例如，在利用评价表进行评价时，需要确定每一个分目标的权重系数和各分目标的评分数。
这中间或多或少地会存在当事人的主观意识，不同的人可能会有截然不同的价值观念。
因此就必须考虑当分配的权重系数或评分数在某一个范围内变化时，评价的结果将会产生怎样的变化。
本文实例的灵敏度分析结果见附表格，另外，该软件还提供了极限值报告，结合该报告，我们还可以得出更多的有价值的结论。
运用计算机求解运筹学线性规划模型，简单、高效、实用。
伴随着竞争经济和计算机技术的发展，该方法必将逐步取代繁琐的手工计算，成为管理者实施现代化管理的重要手段。
9。