EXCEL规划求解案例分析
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利用EXCE的规划求解进行求解威布尔分布参数
由于威布尔分布的可以描述独立同分布变量的分布,经常被用于不同
概率密度函数模型之间的相互比较,因此其参数估计一直是建模分析的重
要环节,使用EXCEL可以规划求解威布尔分布参数,我们以以下案例来求
解该分布参数:
假设有一组随机样本x(1),x(2),…,x(n),满足威布尔分布,想对α
和β参数进行估计,那么我们可以使用下面的方法:
1.首先,使用EXCEL编写对数似然函数,其表达式为:
lnL=ln[αβ^(α+n)]+α∑lnx-β∑x-nlnβ
这里α,β为待求参数。
2.编写规划过程求解α、β估计值。
具体而言,我们需要构建EXCEL规划模型,使得对数似然函数最大,而其估计值α、β即为结果。
我们以EXCEL求解威布尔分布参数为例,指导将这一过程编写如下:
1.首先,在EXCEL中编写对数似然函数,其表达式为:
lnL=ln[αβ^(α+n)]+α∑lnx-β∑x-nlnβ
这里α,β为待求参数,其取值范围通常设置为大于0小于100,因此,可以将参数α作为变量编写入EXCEL规划模型,即:
MIN = lnL
S.T.0 < α < 100 and0 < β < 100
2.在EXCEL中编写对数似然函数,其表达式为:
lnL=ln[αβ^(α+n)]+α∑lnx-β∑x-nlnβ
其中α,β为待求参数,α ∑ lnx 为样本的对数期望值, -β ∑x 为样本的期望值,而n ln β 为测量方差。
Excel规划求解简单例子
1、为了保证人们的健康,若干种养分的日供给量不得少于某个最低值,否则就会因营养缺乏而致病,为简单起见,假设需要三种养分A、B、C(例如蛋白质、维生素、微量元素),并假设人们的食谱由两类食物构成,有关数据如下表所示。
在满足营养要求情况下如何进行是的费用最少?
解:首先根据题意,建立线性方程组:
1、根据题意建立数据表。
然后在B3、D5、D6、D7单元格插入sumproduct函数(工具栏—插入—函数,在函数参数界面直接拖选单元格即行)。
B
2、C2分别代表X1、X2,B4、C4分别是目标函数的系数。
2014年高教社杯全国大学生数学建模竞赛校内选拔赛2013年12月2日关于水泥厂生产及运输方案的最优化求解摘要摘要内容:本论文主要讨论四个水泥厂往五个城市提供水泥的生产运输最优化问题。
根据给出的条件,做出合理的分析,通过建立数学模型以及利用电脑软件Microsoft excel2003辅助,求出2012年的水泥生产成本,并根据各地不同的生产成本以及超出需要额外投资的成本,规划求解得出在资源限制范围内最优的生产运输方案以及所需要的最低费用。
关键词:回归方程;目标函数;数学模型;线性规划求解。
一、问题重述某水泥有限公司现有4个水泥厂,这4个厂生产的水泥都销往附近的ABCDE 这5个城市,而这5个城市今年的需求量分别为110万吨,160万吨,80万吨,200万吨和100万吨。
已知资源消耗系数为2.5,每吨产品的运输费用见表一,表二提供了一些其他供参考的数据,表三提供了最近十年这4家水泥厂生产每吨水泥的生产成本(万元)。
问题:请你根据给定的数据设计出最优的生产及运输方案,并给该水泥公司表一:每吨水泥的运输费用(单位:元)表二:一些其他供参考的数据表三:4家水泥厂的生产成本(万元/吨)注:资源限制是指产地资源的拥有量;资源消耗系数是指生产单位产品所需消耗的资源数。
二、问题分析问题中给出最近几年各个水泥厂生产成本,由回归方程可得到每个水泥厂2012年的生产成本。
设2012年每个水泥厂生产成本分别为W1,W2,W3,W4。
四个水泥厂运往五个城市,需要的运费各不相同。
并且各个水泥厂的生产成本各不相同。
超出年生产能力之后生产每吨水泥需要的额外成本也不一样,所以本题需要设两个主要的函数,分别为年生产能力之内每个水泥厂运往每个地方的水泥数量,以及年生产能力之外每个水泥厂运往每个地方的水泥数量。
设四个水泥厂的代号为A1,A2,A3,A4,五个城市的代号为B1,B2,B3,B4,B5,设产能之内各个水泥厂运往每个城市的水泥吨位为Xij,产能之外各个水泥厂运往每个城市的水泥为Yij。
应用EXCEL规划求解工具进行优化1.线性规划—生产规划:步骤一:建立模型:每天生产甲乙两种产品分别为X1和X2,数学模型为:目标函数:minf(X1,X2)=60*X1+120*X2约束条件:9*X1+4*X2<=3603*X1+4*X2<=3004*X1+5*X2<=200-X1<=0-X2<=0用EXCEL建立模型如下:步骤二:规划求解参数确定:步骤三:选项参数确定:步骤四:求解:由上面求解过程可知:X1=20,X2=24时,可使目标函数值最小,即f(X1,X2)=4080. 2.工程下料问题规划求解:由题意可列出下列方案:步骤一:设使用8种方案的次数分别为X1,X2,X3,X4,X5,X6,X7和X8,且均为正整数,建立数学模型如下:目标函数:f(X)=(5*X1+10*X2+25*X3+5*X4+30*X5+10*X6+25*X7+5*X8)/((X1+X2+X3+X4+X5+X6+X7+X8)*180)约束条件:gX1=2*X1+X2+X3+X4=100gX1=2*X2+X3 +3*X5+2*X6+X7gX1=X1+X3+33*X4 +2*X6+3*X7+5*X8用EXCEL建立模型如下:步骤二:规划求解参数确定:步骤三:选项参数确定:步骤四:求解:由上面求解过程可知:X1=23,X2=50,X3=0,X4=4,X5=0,X6=0,X7=0和X8=3时,可使目标函数值最小,即f(X)=0.045139.3.规划求解—工时安排:某厂生产A B C三种产品,净利润分别为90元,75元,50元;使用的机时数分别为3h,手工时数分别为4h,3h,2h,由于数量和品种受到制约,机工最多为400h,手工为280h,数量最多不能超过50件,C至少要生产32件。
求:如何安排A B C的数量以获得最大利润?解:建立数学模型:A、B、C三种产品的数量分别为X1,X2和X3,其利润为f(X):目标函数:maxf(X)=90*X1+75*X2+50*X3约束条件:3*X1+4*X2+5*X3<=4004*X1+3*X2+2*X3<=280X1<=50X2>=32用EXCEL建立模型如下:步骤一:建立模型:步骤二:规划求解参数确定:步骤三:选项参数确定:步骤四:求解:由上面求解过程可知:X1=0,X2=93,X3=0时,可使目标函数值最大,即f(X)=11160.4.FORTRAN语言解读:C ======================SUBROUTINE FFX(N,X,FX) ;(目标函数定义)C ======================DIMENSION X(N)COMMON /ONE/ I1,I2,I3,I4,NFX,I6NFX=NFX+1P0=ACOS(((1.0+X(1))**2-X(2)**2+25.0)/(10.0*(1.0+X(1))));(输入角初始值)Q0=ACOS(((1.0+X(1))**2-X(2)**2-25.0)/(10.0*X(2)));(输出角初始值)T=90.0*3.1415926/(180.0*30.0) ;(将输入角30等分后每一份值)FX=0.0 ;(目标函数初始值)DO 10 K=0,30 ;(循环程序入口,循环次数30次)PI=P0+K*T ;(计算每一次循环后的输入角)QE=Q0+2.0*(PI-P0)**2/(3.0*3.1415926);(计算每一次循环后的理想输出角)D=SQRT(26.0-10.0*COS(PI)) ;(与L1和L4相邻的连杆四边形对角线长度r)AL=ACOS((D*D+X(2)*X(2)-X(1)*X(1))/(2.0*D*X(2)));(L3和r的夹角)BT=ACOS((D*D+24.0)/(10.0*D)) ;(L4和r的夹角)IF (PI.GE.0.0 .AND. PI.LT.3.1415926) THEN;(判断输入角是否在0到pi之间,计算实际输出角)QI=3.1415926-AL-BTELSEQI=3.1415926-AL+BTENDIFIF(K.NE.0 .OR. k.NE.30) THEN ;(判断循环次数是否在30次内,计算目标函数)FX=FX+(QI-QE)**2*T;ELSEFX=FX+(QI-QE)**2*T/2.0ENDIF10 CONTINUE ;(继续循环)END ;(程序段结束)C =========================SUBROUTINE GGX(N,KG,X,GX) ;(约束条件函数子程序)C =========================DIMENSION X(N),GX(KG) ;(定义GX<=0的约束条件函数)GX(1)=-X(1) ;(杆长L2>=0)GX(2)=-X(2) ;(杆长L1>=0)GX(3)=-(X(1)+X(2))+6.0 ;(最短杆L1和杆L4之和小于另两杆之和)GX(4)=-(X(2)+4.0)+X(1) ;(最短L1和杆L2之和小于另两杆之和条件)GX(5)=-(4.0+X(1))+X(2) ;(最短L1和杆L3之和小于另两杆之和条件)GX(6)=-(1.4142*X(1)*X(2)-X(1)**2-X(2)**2)-16.0 ;(传动角大于45度)GX(7)=-(X(1)**2+X(2)**2+1.4142*X(1)*X(2))+36.0;(传动角小于135度)ENDC =========================SUBROUTINE HHX(N,KH,X,HX) ;(约束条件函数子程序)C =========================DIMENSION X(N),HX(KH) ;(定义HX=0的约束条件函数)X(1)=X(1)END5.学习心得:这次作业让我收获了很多,通过课堂上的学习,让我对优化设计有了一个充分的认识,老师的讲解细致入微,也让我对这门课充满了兴趣。
下面我们通过一个例子来解释怎样用“规划求解”来求解数学规划问题。
例1 公司通常需要确定每月(或每周)生产计划,列出每种产品必须生产的数量。
具体来说就是,产品组合问题就是要确定公司每月应该生产的每种产品的数量以使利润最大化。
产品组合通常必须满足以下约束:● 产品组合使用的资源不能超标。
● 对每种产品的需求都是有限的。
我们每月生产的产品不能超过需求的数量,因为生产过剩就是浪费(例如,易变质的药品)。
下面,我们来考虑让某医药公司的最优产品组合问题。
该公司有六种可以生产的药品,相关数据如下表所示。
设该公司生产药品1~6的产量分别为126,,,x x x (磅),则最优产品组合的线性规划模型为123456123456123456123456max 6 5.3 5.4 4.2 3.8 1.86543 2.5 1.545003.2 2.6 1.50.80.70.316009609281041..977108410550,16j z x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x s t x x x x j =++++++++++≤⎧⎪+++++≤⎪⎪≤⎪≤⎪⎪≤⎨⎪≤⎪≤⎪⎪≤⎪⎪≥≤≤⎩下面用规划求解加载宏来求解这个问题: 首先,如下如所示,在Excel 工作表内输入目标函数的系数、约束方程的系数、右端常数项;其次,选定目标函数单元、可变单元、约束函数单元,定义目标函数、约束函数其中,劳动力约束函数的定义公式是“=MMULT(B3:G3, J5:J10)”,原料约束函数的定义公式是“=MMULT(B4:G4,J5:J10)”,目标函数的定义公式是“MMULT(B5:G5, J5:J10)”。
注:函数MMULT(B3:G3, J5:J10)的意义是:单元区B3:G3表示的行向量与单元区J5:J10表示的列向量的内积。
这一要特别注意的是,第一格单元区必须是行,第二格单元区必须是列,并且两个单元区所含的单元格个数必须相等。
使用Excel进行线性规划求解功能,轻松找到问题的最优的解
决方案
在我们的工作中,规划求解是十分常见的应用场景,是一种研究线性约束条件下线性目标函数的极值问题的数学理论和方法。
比如在生产管理中,在人工、材料等等条件的约束下,如何安排才能使工厂利益的最大化问题就是典型的规划问题。
而对于此类问题的求解,如果使用手工求解的方式还是存在一定的困难,但是如果使用Excel这个工具的话,就能轻松的进行求解。
下面,我就通过一个工厂生产利润最大化的例子来给小伙伴们讲解下具体的使用方法。
题目:某家具生产厂可以生产A、B、C、D四种家具,四种家具所需要的人工、木材、玻璃等的量是不同的,同时由于市场
的限制,每种家具的最大销售量也是有限制的。
四种家具的所
需材料、市场限额、利润见下表:
根据上述要求,可以设该厂生产A、B、C、D四种家具的量分别为X1、X2、X3、X4,则利润为:maxZ=60X1+66X2+40X3+50X4。
约束条件如下:
根据以上条件,在Excel中做出以下求解模版:
根据以上分析,目标值单元格的公式如下:
=SUMPRODUCT(B13:E13,B6:E6)。
时间约束,木材约束,玻璃约束的使用量公式分别为:=SUMPRODUCT(B18:E18,$B$13:$E$13)
=SUMPRODUCT(B19:E19,$B$13:$E$13)
=SUMPRODUCT(B20:E20,$B$13:$E$13)
专栏
从进销存系统入门ExcelVBA编程。
excel规划求解经典案例经济运行中的一些经典案例常常被用来进行计划求解,其中一个经典案例就是Excel规划求解。
Excel是一种功能强大的电子表格软件,可以用来进行各种计算和数据处理操作。
在经济规划中,Excel可以帮助我们进行各种经济指标的计算和分析,帮助我们更好地制定经济政策和计划。
一个很经典的Excel规划求解案例是生产计划的制定。
企业在制定生产计划时,需要考虑许多因素,比如市场需求、生产能力、成本等。
使用Excel可以帮助企业优化生产计划,以实现最大化的利润。
首先,企业需要收集市场需求和产品价格等数据。
然后,他们可以使用Excel建立一个模型,其中包含了生产能力、成本和利润的相关信息。
通过输入不同的参数,企业可以通过Excel进行各种分析,比如利润最大化、成本最小化等。
举一个例子来说,假设某企业有三种产品,每种产品的成本和售价如下表所示:产品成本(元/个)售价(元/个)产品A 10 20产品B 15 25产品C 20 30企业的生产能力有限,每种产品的生产量必须在一定范围内。
比如,产品A的生产量不能超过100个,产品B的生产量不能超过200个,产品C的生产量不能超过150个。
通过在Excel中建立一个模型,并设定一些限制条件,企业可以求解最优的生产计划,以实现最大的利润。
首先,在Excel中建立一个工作表,输入产品的成本和售价。
然后,在同一行中输入每种产品的生产量限制。
接下来,在某一个单元格中输入一个公式,用来计算利润。
利润 = 销售量 *(售价 - 成本)使用Excel的求解器功能,企业可以设定限制条件和目标函数,然后求解最优的生产计划。
在这个案例中,限制条件是每种产品的生产量不能超过一定的限制,目标函数是最大化利润。
通过Excel的求解器功能,企业可以得到最优的生产计划,以实现最大的利润。
比如,最优的生产计划可能是,生产100个产品A,生产150个产品B,生产100个产品C。
这个生产计划可以使得企业获得最大利润。