《运筹学》第三章 运输问题资料讲解


18
产销平衡表

B1 B2 B3 B4 产量
回 A1 (1) (2) 4 3 7 路 A2 3 (1) 1 (-1) 4 法 A3 (10) 6 (12) 3 9
销量 3 6 5 6
单位运价表
B1 B2 B3 B4 A1 3 11 3 10 A2 1 9 2 8 A3 7 4 10 5
△z=c11-c13+c23-c21=1=11 △z=c12-c14+c34-c32=2=12
一、典例
某食品公司经营糖果业务,公司下设三个工厂A1、A2、 A3,四个销售门市部B1、B2、B3、B4。已知每天各自的生产 量、销售量及调运时的单位运输费用情况。问:如何调运可 使总费用最小?
生产量:A1——7吨, A2 —— 4吨, A3 —— 9吨
销售量:B1 —— 3吨,B2 —— 6吨,B3 —— 5吨,B4 —— 6吨
《运筹学》第三章 运输问题
3.1 运输问题的典例和数学模型 3.2 运输问题的求解方法:表上作业法 3.3 几类特殊的运输问题 3.4 运输问题的应用
2
运输问题: 根据已有的交通网,如何制定运输 方案,使得这些物资被运送到各个销售地,并保 证某个指标最优(例如总运费最小)。
3
3.1 运输问题的典例和数学模型
A1
43 7
A2 3
1
4
A3
6
39
销量 3 6 5 6
单位运价表
B1 B2 B3 B4 A1 3 11 3 10 A2 1 9 2 8 A3 7 4 10 5
14
Vogel法

B1 B2 产量
A1 8 5 10 A2 2 1 20
销量 15 15
最小元素法:z=8×10+2×5+1×15=105 Vogel法:z=10×5+15×2+5×1=85
7
一般模 型表示 (ai=bj)
8
三、模型的特点
1.变量数:mn个 2.约束方程数:m+n个
最大独立方程数:m+n-1 3.系数列向量结构:
0
Pij= 1 ——第i个分量
1 ——第m+j个分量 0
9
…… …
x11 x12 ······ x1n x21 x22 ······ x2n ,············, xm1 i=1 1xm21············xmn 1 0
15
Vogel法
产销平衡表
A1 A2 A3
销量
B1 B2 B3 B4 产量
3 6
5 27 14 39
3656
B1 B2 B3 B4 行两最小元素之差
A1 3 11 3 10 0 0 0 7 A2 1 9 2 8 1 1 1 6 A3 7 4 10 5 1 2 - -
列两 2 5 1 3 最小 2 - 1 3 元素 2 - 1 2 之差
--12
16
针对最小元素法和vogel法,需要说明的几点:
(1) 任何运输问题都有基可行解,且有最优解;
(2) 如果供应量和需求量都是整数,那么一定可以得到整数 形式的最优解;
(3) 用最小元素法和vogel法得到的是运输问题的一个基可行 解,数字格对应基变量;
(4) 若在中途同时有行列要求得到满足,将同时划掉一行一 列,最后数字格个数将少于m+n-1个。为使数字格的个数恰 好等于m+n-1,在同时划去的行列中,任选(或选其价
10
0 1 ······ 0 0
关于运输模型的几个结论:
(1)设有m个产地,n个销地且产销平衡的运输问题,则基变 量数是m+n-1;
(2)若变量组B包含有闭回路,则B中变量对应的列向量线性 相关;
(3)m+n-1个变量组构成基变量的充要条件是它不包含任何闭 回路。
11
3.2 运输问题的求解方法:表上作业法
格系数最小元素对应的)空格,填上数字0作为特殊的数字 格(即基变量)。
17

产销平衡表
B1 B2 B3 B4 产量
A1 20 A2
0 20
10
10
A3 10 25
15 50
销量 30 25 10 15
单位运价表
B1 B2 B3 B4 A1 2 7 3 11 A2 8 4 6 9 A3 4 3 10 5
初始基可行解




最优否? Y
STOP



N

新的基可行解
12
表上作业法步骤: 初始运输方案最优性检验改进运输方案
一、初始方案的确定
1.最小元素法 2.Vogel法 二、最优性检验 1.闭回路法 2.位势法 三、方案改进方法 在闭回路内改进。
13
最小元素法
产销平衡表
B1 B2 B3 B4 产量
j=1 0 ······ 0
·· ·· ··
·· ·· ··
·· ·· ··
·· ·· ··
·· ·· ··
············
·· ·· ··
·· ·· ··
j=2
0 0 ······ 0 0 0 ······ 0 ············ 1 j=n 1 ······ 1
1 0 ······ 0 1 0 ······ 0 ············ 1 0 ······ 0
i=2
0 ······ 0 0 ······ 0
············ 0
· · · · ··· ··· ··
·· ·· ··
·· ·· ··
·· ·· ··
············
·· ·· ··
·· ·· ··
0 0 ······ 0 1 i=m 1 ······ 1 ············ 0
x11+x12+x13+x14=7

x21+x22+x23+x24=4
量 限
x31+x32+x33+x34=9

xij0,(i=1,2,┄,3;j=1,2,┄,4)
x11+x21+x31=3 x12+x22+x32=6 x13+x23+x33=5 x14+x24+x34=6
6
产 销 平 衡 表
单 位 运 价 表
销地
产地
B1
B2
A1311 NhomakorabeaA2
1
9
A3
7
4
B3
B4
3
10
2
8
10
5
4
7吨 A1
产 4吨 A2 地
调运示意图
x11
B1 3吨
B2 6吨

B3 5吨

9吨 A3
x34
B4 6吨
5
二、建立模型
设 xij——第i产地到第j销地之间的调运量,则有
34
Min z = cij·xij
i=1 j=1
产 量 限 制
B1 B2 B3 B4 产量 A1 (0) (2) 5 2 7 A2 3 (2) (1) 1 4 A3 (9) 6 (12) 3 9 销量 3 6 5 6
19
注: 只要求的基变量是正确的,并且数目为m+n-1个,那么 每个非基变量的闭回路存在且唯一,因此,检验数唯一。
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第三章 运输问题 运筹学 课件

第三章 运输问题   运筹学 课件
A2
B1
B2
B3
B4
产量
6 4 2 1
5
3
4
3
4 7
1
5 3
4 6
A3 销量 2
7
3
4
6
3
5
4
8
3 13
x23检验数为 7-3+4-5=3
销地 产地 A1
A2
B1
B2
B3
B4
产量
6 4 2 1
5
3
4
3
4 7
1
5 3
4 6
A3 销量 2
7
3
4
6
3
5
4
8
3 13
x31检验数为 7-4+4-5=1
销地 产地 A1
销地 产地 A1
A2
B1
B2
B3
B4
产量
6
5 3
3 1
4
4
4
2 1
4 6
3
4 3
7
3
5
6
A3
销量 2
7
5
4
8
3 13
σ11=-3, σ12=-2,σ23=-4, σ31=-1,σ33=1, σ34=-1
销地 产地 A1
A2
B1
B2
B3
B4
产量
6
5 0
3 4
4
4
4
2 4
4 6
3
4 3
7
0
5
6
A3
销量 2
2、位势法 当运输问题变量的格数较多时,用闭 回路法计算检验数比较麻烦,而位势法比 较简便。 对于运输问题 minf=CX AX=b X≥0 设B为其一个可行基,则xij的检验数为 σ ij=CBB-1Pij-Cij

运筹学胡运权第三版第三章运输问题

运筹学胡运权第三版第三章运输问题
产销平衡运输问题的数学模型可表示如下:
§1运 输 问 题 及 其 数 学 模 型
二、运输问题数学模型的特点: 运输问题一定有最优解;基变量的个数=m+n-1 运输问题约束条件的系数矩阵:
x1m
x2m
xm1
xmm
x11
x12

x21
x22

xm2


m行
n行
§1运 输 问 题 及 其 数 学 模 型
解 的 最 优 性 检 验
运输问题及其数学模型
用表上作业法求解运输问题
运输问题的进一步讨论
应用问题举例
本章内容
3运输问题进一步讨论
01.
产销不平衡的运输问题 有转运的运输问题
02.
1.当产大于销时,即 产销不平衡问题 平衡后的数学模型为: 加入假想销地(假想仓库),销量为 ,由于实际并不运 送,它们的运费为 = 0;
解 的 最 优 性 检 验
解 的 最 优 性 检 验
销地产地
B1
B2
B3
B4
产量
ui
A1
16
u1(1)
A2
10
u2(0)
A3
22
u3(-4)
销量
8
14
12
14
48
vj
v1(2)
v2(9)
v3(3)
v4(10)
4
2
8
12
5
4
10
11
3
9
6
11
表3-9
1.增加一位势列和位势行并计算位势
其中
8
10
2
6
8
产量
A1

管理运筹学讲义 第3章 运输问题(6学时)

管理运筹学讲义 第3章 运输问题(6学时)

【定理 3】m+n - 1 个变量组构成基变量的充要条件 是它不包含任何闭回路。
定理 3 告诉了一个求基变量的简单方法,同时 也可以判断一组变量是否可以作为某个运输问题的 基变量。这种方法是直接在运价表中进行的,不需 要在系数矩阵 A 中去寻找,从而给运输问题求初始 基可行解带来极大的方便。
例 3-3 : m=3,n=4 ,在运价表 Cij 的格子的右上 方填上相应的xij,如表3-5所示。
表3-4 B1 B2 x12 B3
A1
A2 A3 A4
x11
x11 , x41 , x43 , x33 , x32 , x12
例如变量组 A x21 , x22 , x33 , x31 , x11 , x12 ;
x32
x33 x43
x41
A不能组成一条闭回路,但A中包含有闭回路
B的变量数是奇数,显然不是闭回路,也不含有闭回路;
Ai
Bj
表 3- 5
B1 x11 C11 x21
B2 x12 C12 x22 C22 x31 x32 C32 b2

B1 x11 x21 c11 c21
B2 x12 x22

Bn x1n x2n c1n c2n
产量 a1 a2

c12
c22
Am 销量
xm1 b1
cm1
xm2 b2
cm2 …
xmn bn
cmn
am
设xij(i=1,2,…,m;j=1,2,…,n)为第i个产地到 第j个销地的运量,产销平衡运输问题的数学模型为:
(2)所有结构约束条件都是等式约束 (3)各产地产量之和等于各销地销量之和
(4)运输问题约束条件的系数矩阵特点

运筹学教学课件 第三章 运输问题

运筹学教学课件 第三章 运输问题

7 4 9 3 6 5 6
2.1 确定初始基可行解
• 这与一般线性规划问题不同,产 销平衡的运输问题总是存在可行解。 因有
b a
i 1 j i 1
m
m
i
d
必存在 0≤ xij,i=1,…,m,j=1,…,n 是可行解。又因 0≤xij≤min(a1,bj) • 故运输问题的可行解和最优解必存在。 • 确定初始可行解的方法有很多,一般 希望的方法即简便又尽可能接近最优解。 下面介绍两种方法:最小元素法和伏格 尔(Vogel)法。(其它如西北角法等)
例1
• 某公司经销甲产品,它下设三个加工厂。每 日的产量分别为: • A1——7吨,A2——4吨,A3——9吨。该公 司把这些产品分别运往四个销售点。各销售 点每日的销量为:B1——3吨,B2——6吨, • B3——5吨,B4——6吨。已知从各工厂到各 销售点的单位产品的运价为表3-3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。
运价表与行差和 列差的计算
表3-10 伏格尔法
伏格尔法基可行解, 总运费为85,恰好得 到最优解
销地 B1 B2 B3 B4 行 产 差 量 产地
销地 B1 B2 B3 B4 产地 A1 A2
A1
A2 A3
3
1 7
11 3
9 4 5 6 2 1 5
10 0
8 3 6 1 1
7
4 9
10 5
列差 2 销量 3
A3
表3-13
B1 销地 加工厂 A1 A2 A3 销量 ห้องสมุดไป่ตู้2 B3 B4 产量
5 3 6 3 6 5
2 1 3 6
7 4 9

运筹学-3运输问题

运筹学-3运输问题
产销平衡问题 产销不平衡问题
产大于销 销大于供
当产销平衡时,其模型如下:
当产大于销时,其模型是:
mn
min Z
cij xij
i1 j1
xij ai xij bj
xij
0
( ai bj)
当销大于产时,其模型是:
min Z
cij xij
xij ai xij bj
可行解的方法
Review
二、表上作业法的步骤
Step1.找出初始基本可行解(在m*n产销平衡 表上寻找初始调运方案,一般m+n-1个数字 格),用最小元素法、西北角法、伏格尔法;
Step2.求出各非基变量的检验数,判别是否达 到最优解。如果是停止计算,否则转入下一步, 用闭回路或位势法计算;
Step3.改进当前的基本可行解(确定换入、 换出变量),用闭合回路法调整; Step4.重复2. 3,直到找到最优解为止。
(3)运输问题的解
定义1. 闭回路
x x x x x x 闭回路是能折成 i1 j1, i1 j2 , i2 j2 , i2 j3 ,..., isjs , isj1
形式的变量组集合。其中 i1 , i2 , …, is 互不相同,j1 , j2 , …, js 互不相 同。每个变量称为闭回路的顶点,连接闭回路相邻两顶点的直线段叫做闭
统计学院
运筹学-第三章 运输问题
张红历
本章内容
1.运输问题及其数学模型 2.表上作业法 3.运输问题的进一步讨论
4.应用问题举例
第一节 运输问题及其数学模型
一、运输问题的提出
例:某运输问题的资料如下:
单位 销地 运价
产地
A1 A2 A3
销量

《运筹学》第三章:运输问题培训课件

《运筹学》第三章:运输问题培训课件

确定初始可行解方法一:西北角 法
门市部 工厂
1
2
3
4 供应总计
9
12
9
6
1
50
7
3
7
7
2
60
6
5
9
11
3
50
需求总计 40 40 60 20
确定初始可行解方法一:西北角 法
门市部 工厂
1
2
3
4 供应总计
9
12
9
6
1
50
40 10
7
3
7
7
2
30 30
60
6
5
9
11
3
30 20
50
需求总计 40 40 60 20
2
34
9 12 9 6
1
40
10
U1
7
3
7
7
2

40
20
U2
3
6
5
9
11
40
10
U3
V1 V2 V3 V4
21 (7 6 9) (9 11 7) 5
继续求检验数
门市部
工厂
1
2
3
4
供应总 计
9 12 9 6
1
40 (12) (5)
10
50
7
3
7
7
2
(-5) 40
20 (-2) 60
3
6
计算检验数方法一:闭合回 路法
门市部 工厂
1
9 1
40
7 2
6 3
需求总计 40
2
3

【运筹学 精品培训讲义】第三章运输问题


cij xij
i1 j1
n
xij ai
j1
i=1,2, ,m
m
xij b j
i 1
j=1,2, ,n
xij 0, i = 1,2, , m; j = 1, , n
2.运输问题的模型
x11 x12
x1n x21 x22
x2n
xm1 xm2 xmn
1 1
1
11
1
A=1
1
11
1
1
1
1
1
1
1
i 1
j1
s.t. ui v j cij
对偶变量 xij
i = 1,2, , m; j 1,2, , n
ui, v j 无约束 i = 1,2, , m; j = 1, , n
运输问题例子
销售商 Boston Chicago St. Louis Lexington
供应商CleveΒιβλιοθήκη and3Bedford
S. t.
x11 +x 12 +x 13 +x 14
≤ 5000
x21 +x 22 +x 23 +x 24
≤ 6000
x31 +x 32 +x 33 +x 34 ≤2500
x 11
+x 21
+x 31
= 6000
x 11
+x 21
+x 31
= 4000
x 11
+x 21
+x 31
= 2000
x 11
7
York
2
需求量(吨) 6,000

运筹学--第三章 运输问题

示);这n个销地的需要量(通称为销量)分别为b1,b2,…, bn(通写为bj);
从第i个产地到第j个销地的单位物资运价为cij。
怎样调运这些物品才能使总运费最小? 上面这些数据通常用产销平衡表5-3和单位运价表5-4来表示。
表3-3 产销平衡表
销地
1
2

n
产量 a1 a2 … am
产地
1 2 … m 销量 b1 b2 … bn
运筹学
第三章
运输问题
引入
我们已经讨论了线性规划的一般形式以及求解的方 法。 但是在实际工作中,常常碰到很多线性规划问题,
由于它们的约束条件变量的系数矩阵具有特殊的结
构,有可能找到比单纯形法更为简便的方法求解, 从而可大量节约计算的时间和费用。
运输问题
一、运输问题的实例和数学模型
1、运输问题的实例
x11 x21 x31 5 x x x 7 12 22 32 x13 x23 x33 8 x14 x24 x34 3
xij 0, i 1,2,3;j 1,2,3,4
请大家试着写出约束条件的系数矩阵
运输问题
一、运输问题的实例和数学模型
来看看它的系数矩阵、系数矩阵的秩等有什么特点。
min z cij xij
i 1 j 1
m
n
n xij ai j 1 m s.t. xij b j i 1 xij 0
(i 1,...,m) ( j 1,...,n)
这就是运输问题的数学模 型,包含: m×n个变量 m+n个约束条件 约束条件的系数矩阵A有 m+n行m×n列:
m行
n行

运筹学-第三章-运输问题ppt课件

45
46
首先建立电子表格
47
区域名称
产量 单位运价 实际产量 实际销量 销量 运输量 总费用
单元格 I9:I11 C4:F6 G9:G11 C12:F12 C14:F14 C9:F11
I14
48
49
Excel 求解结果为:
50
9
§3-2 表上作业法(运输单纯形法)
表上作业法的计算步骤: 1. 确定初始方案,即找出初始基可行解; 2. 求非基变量检验数,判断最优; 3. 用闭回路法调整; 4. 重复2, 3 ,直至求出最优解。
10
一、确定初始基可行解(两种方法)
1. 最小元素法(“就近调运”) 1)找到运价中最小的元素,确定供销关系;
34
解:
v 该问题要求满足不同顾客的需求(采购量),即最小采购 量实际供给量最大采购量。三个工厂的总产量为20000件, 4个顾客的最低采购量为12000件,最高采购量为30000件, 大于总产量。为保持产销平衡,虚拟一个工厂4,其产量 为10000件。
v 由于每个顾客的需求分为必须满足和不一定满足两部分, 故将其视为两个顾客。必须满足的顾客其采购量不能由虚 拟工厂提供,令其单位利润为M (M为任意大正数),不 一定满足的顾客其采购量能由虚拟工厂提供,令其单位利 润为0。由此可得该问题的产销平衡及单位利润表,如表324所示。
§3-1 运输问题的数学模型
一、示例 例1
4
二、运输问题描述
v 有m 个产地Ai ,产量为 ai, i=1,2, …m (sources) v 供n 个销地 Bj , 需求量 bj, j=1,2, …n (destinations)
v 已知 Ai到 Bj的单位运价为 cij v 问如何调运使总运费最小?

运筹学(第三章)PPT课件


B1 4
8
2
8
8
B2
12
8
10
6
5
14
B3
4
3
4
11
8
12
B4
产量
11
16 ②
9
10 ④
6
14
22 ⑥
14
48




8×4+8×12 +6×10+4×3+8×11+14×6= 372(元)
-
14
最小元素法——每次找最小元素
销地 产地 A1
A2
A3 销量
B1 4
2
8
8
8
B2 12
10
5
14
14
B3
i =1
xij 0
-
31
此时增加一个假想的产地m+1,该产地的产量
为n
bj
m
ai,而假想产地到各销地的单位运价定为
j =1
i =1
0,就转化成产销平衡的运输问题。
销地 产地 A1
A2
B1
C 11 x 11
C 21 x 21
Am
A m+1 (虚产地)
销量
x m1
x m+1,1 b1
C m1 0
B2
-
37
销地 产地 A1
A2
A3 销量
B1 2 1 3
10
B2 4 5 2
4
B3 3 6 4
6
产量 6≤a1≤11
a2=7 a3≥4
A3最多可能送出的产品数量:(10+4+6)-(6+7)=7
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