管理运筹学1绪论及线性规划模型
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管理运筹学(一)管理运筹学绪论线性规划(运输问题)整数规划动态规划存储论排队论对策论决策分析第一章绪论运筹学(Operational Research) 直译为“运作研究”运筹学是应用分析、试验、量化的方法,对经济管理系统中的人力、物力、财力等资源进行统筹安排,为决策者提供有依据的最优方案,以实现最有效的管理。
运筹学有广泛应用运筹学的产生和发展§1 决策、定量分析与管理运筹学决策过程(问题解决的过程):1)提出问题:认清问题2)寻求可行方案:建模、求解3)确定评估目标及方案的标准或方法、途径4)评估各个方案:解的检验、灵敏性分析等5)选择最优方案:决策6)方案实施:回到实践中7)后评估:考察问题是否得到完满解决1)2)3):形成问题;4)5)分析问题:定性分析与定量分析。
构成决策。
§2 运筹学的分支线性规划非线性规划整数规划图与网络模型存储模型排队论排序与统筹方法决策分析动态规划预测§3运筹学在工商管理中的应用生产计划:生产作业的计划、日程表的编排、合理下料、配料问题、物料管理等库存管理:多种物资库存量的管理,库存方式、库存量等运输问题:确定最小成本的运输线路、物资的调拨、运输工具的调度以及建厂地址的选择等人事管理:对人员的需求和使用的预测,确定人员编制、人员合理分配,建立人才评价体系等市场营销:广告预算、媒介选择、定价、产品开发与销售计划制定等财务和会计:预测、贷款、成本分析、定价、证券管理、现金管理等*** 设备维修、更新,项目选择、评价,工程优化设计与管理等运筹学方法使用情况(美1983)运筹学的推广应用前景据美劳工局1992年统计预测: 运筹学应用分析人员需求从1990年到2005年的增长百分比预测为73%,增长速度排到各项职业的前三位.结论:运筹学在国内或国外的推广前景是非常广阔的工商企业对运筹学应用和需求是很大的在工商企业推广运筹学方面有大量的工作要做第二章线性规划的图解法在管理中一些典型的线性规划应用合理利用线材问题:如何下料使用材最少配料问题:在原料供应量的限制下如何获取最大利润投资问题:从投资项目中选取方案,使投资回报最大产品生产计划:合理利用人力、物力、财力等,使获利最大劳动力安排:用最少的劳动力来满足工作的需要运输问题:如何制定调运方案,使总运费最小线性规划的组成:目标函数 Max f 或 Min f约束条件 s.t. (subject to) 满足于决策变量用符号来表示可控制的因素§1问题的提出例1. 某工厂在计划期内要安排甲、乙两种产品的生产,已知生产单位产品所需的设备台时及A、B两种原材料的消耗以及资源的限制,如下表:问题:工厂应分别生产多少单位甲、乙产品才能使工厂获利最多?线性规划模型一般形式目标函数: Max (Min) z = c1 x1 + c2 x2 + … + cn xn约束条件: s.t. a11 x1 + a12 x2 + … + a1n xn ≤( =, ≥)b1a21 x1 + a22 x2 + … + a2n xn ≤( =, ≥)b2…………am1 x1 + am2 x2 + … + amn xn≤( =, ≥)bmx1 ,x2 ,…,xn ≥ 0标准形式目标函数: Max z = c1 x1 + c2 x2 + … + cn xn约束条件: s.t. a11 x1 + a12 x2 + … + a1n xn = b1a21 x1 + a22 x2 + … + a2n xn = b2…………am1 x1 + am2 x2 + … + amn xn = bmx1 ,x2 ,…,xn ≥ 0§2 图解法例1.目标函数:Max z = 50 x1 + 100 x2约束条件:s.t.x1 + x2 ≤ 300 (A)2 x1 + x2 ≤ 400 (B)x2 ≤ 250 (C)x1 ≥ 0 (D)x2 ≥ 0 (E)得到最优解:x1 = 50, x2 = 250最优目标值 z = 27500进一步讨论线性规划的标准化内容之一:——引入松驰变量(含义是资源的剩余量)例1 中引入 s1, s2, s3 模型化为目标函数:Max z = 50 x1 + 100 x2 + 0 s1 + 0 s2 + 0 s3约束条件:s.t. x1 + x2 + s1 = 3002 x1 + x2 + s2 = 400x2 + s3 = 250x1 , x2 , s1 ,s2 , s3 ≥ 0对于最优解 x1 =50 x2 = 250 , s1 = 0 s2 =50 s3 = 0说明:生产50单位甲产品和250单位乙产品将消耗完所有可能的设备台时数及原料B,但对原料A则还剩余50千克。
《管理运筹学》各章的作业----复习思考题及作业题第一章绪论复习思考题1、从运筹学产生的背景认识本学科研究的内容和意义。
2、了解运筹学的内容和特点,结合自己的理解思考学习的方法和途径。
3、体会运筹学的学习特征和应用领域。
第二章线性规划建模及单纯形法复习思考题1、线性规划问题的一般形式有何特征?2、建立一个实际问题的数学模型一般要几步?3、两个变量的线性规划问题的图解法的一般步骤是什么?4、求解线性规划问题时可能出现几种结果,那种结果反映建模时有错误?5、什么是线性规划的标准型,如何把一个非标准形式的线性规划问题转化成标准形式。
6、试述线性规划问题的可行解、基础解、基础可行解、最优解、最优基础解的概念及它们之间的相互关系。
7、试述单纯形法的计算步骤,如何在单纯形表上判别问题具有唯一最优解、有无穷多个最优解、无界解或无可行解。
8、在什么样的情况下采用人工变量法,人工变量法包括哪两种解法?9、大M 法中,M 的作用是什么?对最小化问题,在目标函数中人工变量的系数取什么?最大化问题呢?10、什么是单纯形法的两阶段法?两阶段法的第一段是为了解决什么问题?在怎样的情况下,继续第二阶段?作业题:1、把以下线性规划问题化为标准形式:(1) max z= x1-2x2+x3s.t. x1+x2+x3≤122x1+x2-x3≥6-x1+3x2=9x1, x2, x3≥0(2) min z= -2x1-x2+3x3-5x4s.t x1+2x2+4x3-x4≥62x1+3x2-x3+x4=12x1+x3+x4≤4x1, x2, x4≥0(3) max z= x1+3x2+4x3s.t. 3x1+2x2≤13x2+3x3≤172x1+x2+x3=13x1, x3≥02、用图解法求解以下线性规划问题(1) max z= x1+3x2s.t. x1+x2≤10≤12-2x1+2x2x1≤7x1, x2≥0(2) min z= x1-3x2s.t. 2x1-x2≤4x1+x2 ≥3x2≤5x1≤4x1, x2≥03、在以下问题中,列出所有的基,指出其中的可行基,基础可行解以及最优解。
《管理运筹学》线性规划对偶规划整数规划规划论动态规划目标规划非线性规划运输问题对策论存储论排队论决策分析网络计划问题图论运筹学的分支及主要内容运筹学规划论图论排队论存储论对策论决策论线性规划非线性规划整数规划动态规划目标规划一般线性规划特殊线性规划第一章线性规划在管理中一些典型的线性规划应用•合理利用线材问题:如何下料使用材最少•配料问题:在原料供应量的限制下如何获取最大利润•投资问题:从投资项目中选取方案,使投资回报最大•产品生产计划:合理利用人力、物力、财力等,使获利最大•劳动力安排:用最少的劳动力来满足工作的需要•运输问题:如何制定调运方案,使总运费最小第一节线性规划及其数学模型线性规划§1 问题的提出甲乙资源限制设备11300台时原料A21400千克原料B01250千克单位产品获利50元100元s.t. x4 3 5利润(元/件)120 3 5D 164 0 1C 152 2 4B 203 1 2A 设备能力(小时)甲乙丙产品设备⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧≥≥≥≤+≤+≤++≤++00012531642542220233213231321321x x x x x x x x x x x x x ,,321534max x x x Z ++= 4 3 5120 3 5164 0 1152 2 4203 1 2设备能力甲乙丙。
⏹⏹⏹⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧≥≥≥≤+≤+≤++≤++12531642542220233213231321321xxxxxxxxxxxxx,,321534max xxxZ++=价值系数(李润系数,成本系数)工艺系数(结构稀疏,消耗系数)资源限量(限定稀疏,常数项)第三节线性规划的标准型1.极小化目标函数的问题:2、约束条件不是等式的问题:3. 变量无符号限制的问题:4.右端项有负值的问题:将目标函数转换成极大化:2个松弛变量和1个剩余变量引入两个非负变量把该式两端乘以-1线性规划的解基基基矩阵,610151⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=B ,010152⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=B ,110053⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=B ⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=26114B ⎥⎦⎤⎢⎣⎡=10019B ,12017⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=B ,02118⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=B ,16016⎥⎦⎤⎢⎣⎡=B ,06115⎥⎦⎤⎢⎣⎡=B ⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=10261001115A基向量非基向量基变量非基变量⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=010152B可行解最优解基本解基本可行解⎩⎨⎧=+=+2610352121x x x x -,610151⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=B Tx )0,0,0,1,52()1(=,010152⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=B最优基可行基最优基解。