多目标规划应用实例.ppt
- 格式:ppt
- 大小:256.51 KB
- 文档页数:20
多目标规划实例简介多目标规划是一种决策方法,它可以帮助人们在多个目标之间做出权衡和平衡。
在实际问题中,通常会有多个相互关联的目标需要同时考虑,而单目标规划无法满足这种需求。
多目标规划通过建立多个目标函数和约束条件之间的优化问题,从中寻找一个解集,该解集包含了一系列近似最优的解,这些解通常被称为 Pareto 最优解。
在本文中,我们将介绍一个实际的多目标规划问题,并使用 Markdown 文本格式展示其模型、目标函数和约束条件。
实例描述假设我们是一家电子产品制造公司,我们要生产两种类型的电子产品:手机和平板电脑。
我们有两个主要的目标:最大化销售额和最小化生产成本。
我们需要找到一个生产计划,使得销售额最大化同时生产成本最小化。
模型我们假设我们可以生产的手机数量为 x,平板电脑数量为 y。
我们使用以下模型描述我们的多目标规划问题:•目标函数 1:最大化销售额–销售额 = 销售价格 × 销售数量–销售价格:手机价格为 P1,平板电脑价格为 P2–销售数量:手机数量为 x,平板电脑数量为 y•目标函数 2:最小化生产成本–生产成本 = 生产成本1 + 生产成本2–生产成本1:生产一个手机的成本为C1–生产成本2:生产一个平板电脑的成本为 C2•约束条件–生产产能限制:手机数量加平板电脑数量不能超过产能上限 N–非负约束:手机数量和平板电脑数量不能为负数目标函数和约束条件根据上述模型,我们可以得到以下目标函数和约束条件。
目标函数 1:最大化销售额Maximize: P1 * x + P2 * y目标函数 2:最小化生产成本Minimize: C1 * x + C2 * y约束条件x + y <= Nx >= 0y >= 0结论多目标规划是一种强大的决策方法,可以帮助我们在多个目标之间做出权衡和平衡。
在本文中,我们介绍了一个实际的多目标规划问题,以及该问题的模型、目标函数和约束条件。
第19章 多目标规划19.1 算法前面介绍的最优化方法只有一个目标函数,是单目标函数最优化方法。
但是,在许多实际工程问题中,往往希望多个指标都达到最优值,所以就有多个目标函数。
这种问题称为多目标最优化问题。
多目标最优化问题的数学模型为:u l e i e i Rx x x x m m i x G m i x G x F n ≤≤+====∈,...,10)(,...,10)()(m in式中F (x ) 为目标函数向量。
由于多目标最优化问题中各目标函数之间往往是不可公度的,因此往往没有惟一解,此时引进非劣解的概念(非劣解又称为有效解或帕累托解)。
定义 若,)*(,)*(*Ω∈∆+∆Ω∈x x x x x 使得的邻域内不存在 且j x F x x F m i x F x x F j j i i 对于某些*)()*(,...,1*)()*(<∆+=≤∆+则称x* 为非劣解.多目标规划有许多解法,下面列出常用的几种。
1. 权和法该法将许多目标向量问题转化为所有目标的加权求和的标量问题,即∑⋅=Ω∈2)()(m in x F x f i i x ω 加权因子的选取方法很多,有专家打分法、α方法、容限法和加权因子分解法等。
该问题可以用标准的无约束最优化算法进行求解。
2. ε 约束法ε 约束法克服了权和法的某些凸性问题。
它对目标函数向量中的主要目标 进行最小化, 将其他目标用不等式约束的形式写出:p i m i x F sub x F i i p x ≠=≤Ω∈,...,1)(.)(m in ε3. 目标达到法目标函数系列为)},(),...,(),({)(21x F x F x F x F m = 对应地有其目标值系列*}*,...,*,{*21m F F F F =。
允许目标函数有正负偏差,偏差的大小由加权系数向量},...,,{21m W W W W =控制,于是目标达到问题可以表达为标准的最优化问题:m i F x F sub i i i x R ,...,1*)(.m in ,=≤-Ω∈∈γωγγ指定目标*}*,{21F F ,定义目标点P 。