第一章 管理运筹学——线性规划
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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》(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。
.解:标准化.列出单纯形表412b02[8]2 /80868 /641241/41/81/8]/8(1/4/(1/813/265/4/43/4(13/2/(1/4 0-1/23/21/222806-221-12-502故最优解为,即,此时最优值为.6.表1—15中给出了求极大化问题的单纯形表,问表中为何值及变量属于哪一类型时有:(1)表中解为唯一最优解;(2)表中解为无穷多最优解之一;(3)下一步迭代将以代替基变量;(4)该线性规划问题具有无界解;(5)该线性规划问题无可行解。