《管理运筹学》第三版案例题解
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《管理运筹学》习题11.永久机械厂生产Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三种产品,均要经过A、B两道工序加工。
设有两种规格的设备A1、A2能完成A工序;有三种规格的设备B1、B2、B3能完成B工序。
Ⅰ可在A、B 的任何规格的设备上加工;Ⅱ可在任意规格的A设备上加工,但对B工序,只能在B1设备上加工;Ⅲ只能在A2与B2设备上加工。
加工单位产品所需的工序时间及其他各项数据如表所示。
问:为使该厂获得最大利润,应如何制定产品加工方案?(只建模,不求解。
)表12.某快餐店坐落在一个旅游景点中,雇佣了两名正式职工,两人都是每天工作8小时。
其余工作由临时工来担任。
在星期六,该快餐店从上午11时开始营业到夜晚10时关门。
根据游客就餐情况,在星期六每个营业小时所需职工数(包括正式工和临时工)如表2所示。
已知一名正式职工11点开始上班,工作4个小时后,休息1个小时,而后再工作4个小时;另一名正式职工13点开始上班,工作4个小时后,休息1个小时,而后再工作4个小时。
临时工每班连续工作时间存在3小时、4小时两种情况,前者每小时工资为4元但每班人数不超过5人,后者每小时工资为5元但每班人数不受限制。
那么应如何安排临时工的班次,使得使用临时工的总成本最小?(只建模,不求解。
)3.某公司生产Ⅰ,Ⅱ两种产品,市场对Ⅰ,Ⅱ两种产品的需求量为:产品Ⅰ在1—4月每月需10000件,5—9月每月30000件,10—12月每月需100000件;产品Ⅱ在3—9月每月15000件,其他月每月50000件。
该公司生产这两种产品成本为:产品Ⅰ在1—5月内生产每件5元,6—12月内生产每件4.5元;产品Ⅱ在1—5月内生产每件8元,6—12月内生产每件7元。
该公司每月生产这两种产品的总和不超过120000件。
产品Ⅰ容积为每件0.2立方米,产品Ⅱ容积为每件0.4立方米,该公司仓库容积为15000立方米,占用公司每月每立方米库容需1元,如该公司仓库不足时,可从外面仓库租借,租用外面仓库每月没立方米库容需1.5元。
《管理运筹学》案例题解案例1:北方化工厂月生产计划安排解:设每月生产产品i (i=1,2,3,4,5)的数量为X i ,价格为P 1i ,Y j 为原材料j 的数量,价格为P 2j ,a ij 为产品i 中原材料j 所需的数量百分比,则:510.6j i ij i Y X a ==∑总成本:TC=∑=1512j j j P Y总销售收入为:511i i i TI X P ==∑目标函数为:MAX TP (总利润)=TI-TC 约束条件为:1030248002151⨯⨯⨯≤∑=j j Y X 1+X 3=0.7∑=51i i XX 2≤0.05∑=51i i XX 3+X 4≤X 1 Y 3≤4000 X i ≥0,i=1,2,3,4,5 应用计算工具求解得到: X 1=19639.94kg X 2=0kg X 3=7855.97kg X 4=11783.96kg X 5=0kg最优解为:348286.39元案例2:石华建设监理工程师配置问题解:设X i 表示工地i 在标准施工期需要配备的监理工程师,Y j 表示工地j 在高峰施工期需要配备的监理工程师。
约束条件为: X 1≥5 X 2≥4 X 3≥4 X 4≥3 X 5≥3 X 6≥2 X 7≥2 Y 1+Y 2≥14 Y 2+Y 3≥13 Y 3+Y 4≥11 Y 4+Y 5≥10 Y 5+Y 6≥9 Y 6+Y 7≥7 Y 7+Y 1≥14Y j ≥ X i (i=j ,i=1,2,…,7) 总成本Y 为:Y=∑=+71)12/353/7(i i i Y X解得X 1=5;X 2=4;X 3=4;X 4=3;X 5=3;X 6=2;X 7=2;1Y =9;2Y =5;3Y =8;4Y =3;5Y =7;6Y =2;7Y =5; 总成本Y=167.案例3:北方印染公司应如何合理使用技术培训费解:变量的设置如下表所示,其中X ij为第i类培训方式在第j年培训的人数:第一年第二年第三年1.高中生升初级工X11X12X132.高中生升中级工X213.高中生升高级工X314.初级工升中级工X41X42X435.初级工升高级工X51X526.中级工升高级工X61X62X63则每年年底培养出来的初级工、中级工和高级工人数分别为:第一年底第二年底第三年底初级工X11X12X13中级工X41X42X21 +X43高级工X61X51 +X62X31 +X52+X63则第一年的成本TC1为:1000X11+3000X21+3000X31+2800X41+2000X51+3600 X61≤550000;第二年的成本TC2为:1000X12+3000X21+2000X31+2800X42+(3200 X51+2000X52)+3600X62≤450000;第三年的成本TC3为:1000X13+1000X21+4000X31+2800X43+3200 X52+3600X63≤500000;总成本TC= TC1 +TC2 +TC3≤1500000;其他约束条件为:X41 +X42 +X43+X51 +X52≤226;X61+X62 +X63≤560;X1j≤90 (j=1,2,3);X21 +X41≤80;X21 +X42≤80;X 21 +X 43≤80; X 31 +X 51+X 61≤80; X 31 +X 51+X 52+X 62≤80; X 31 +X 52+X 63≤80;以下计算因培训而增加的产值Max TO=(X 11+ X 12+ X 13) + 4(X 41 +X 42 +X 21 +X 43) +5.5(X 61 +X 51 +X 62 +X 31 +X 52+X 63); 利用计算机求解:X 11=38;X 41=80;X 42=59;X 43=77;X 61=80;X 62=79;X 63=79;其余变量都为0; TO=2211案例4:光明制造厂经营报告书设直径4.76、6、8、10和12的钢管的需求量分别是1x ,x 2,3x ,4x ,5x 。
钢带的供给量为0x 。
则: 钢管销售收入Y1为:Y 1=160001x +16100 x 2+160003x +161004x +163005x 废品回收收入Y 2为:Y 2=100x +(1x 8/92+ x 28.5/91.5 +3x 9/91+5x 10.5/89.5)×700 钢带成本C 1为: C 1=80000x 职工工资C 2为:C 2=0x ×0.99×675+0x ×0.99×0.98×900+(1x + x 2+3x +4x +5x )×900 则净利润Y 0为:Y 0= Y 1+ Y 2- C 1- C 2-2000000-(1x + x 2+3x +4x +5x )×2200(目标函数)约束条件:1.0869571x +1.092896 x 2+1.0989013x +4x +1.1173185x =0x ×0.99×0.981x + x 2+3x +4x +5x =2800 1x ≥1400 840≥x 2≥2803x ≥300 4x = x 2/2 200≥5x ≥1000x ,1x , x 2,3x ,4x ,5x ≥0 利用工具求得:1x =1400 x 2=666.6673x =300 4x =333.3335x =100 0x =3121.831 Y 0=4652126.37案例5:北方食品投资方案规划解:由于总的时间为210分钟,因此每种类型车可能的路线是有限的,不妨穷举出来:2吨车可能的路线(2吨车每点的卸货,验收时间为30min):路线 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12A 4 3 3 2 2 2 1 1 1 0 0 0B 0 1 0 2 1 0 3 2 1 4 3 2 C1121212time 155 170 190 175 185 205 180 190 200 190 200 210 4吨车可能的路线(4吨车每点卸货,验收时间为15min):路线 13 14 15 16 17 18 19 20 21 A 8 7 7 6 6 5 5 4 3 B 0 1 0 2 1 3 2 4 5 C 0111time175 190 190 195 205 200 210 205 210设X i 为跑路线i 的车的数量。
2吨车数量为: Q 2=∑=121i i X4吨车数量为: Q 4=∑=2113i i X总成本TC 为: TC=12 Q 2+18 Q 4目标函数: MIN TC=12 Q 2+18 Q 4 约束条件为:4X 1+3X 2+3X 3+2X 4+2X 5+2X 6+X 7+X 8+X 9+8X 13+7X 14+7X 15+6X 16+6X 17+5X 18+5X 19+4X 20+3X 21≥50X 2+2X 4+X 5+3X 7+2X 8+X 9+4X 10+3X 11+2X 12+X 14+2X 16+X 17+3X 18+2X 19+4X 20+5X 21≥36X 3+X 5+2X 6+X 8+2X 9+X 11+2X 12+X 15+X 17+X 19≥20利用管理运筹学2.0软件中线性规划模块求得结果如下:**********************最优解如下*************************目标函数最优值为: 254.736变量最优解相差值------- -------- --------x1 0 4.364x2 0 3.818x3 0 2.727x4 0 3.273x5 0 2.182x6 0 1.091x7 0 2.727x8 0 1.636x9 0 .545x10 0 2.182x11 0 1.091x12 5.409 0x13 0 2.727x14 0 2.182x15 0 1.091x16 0 1.636x17 0 .545x18 0 1.091x19 9.182 0x20 0 .545x21 1.364 0约束松弛/剩余变量对偶价格------- ------------------- --------1 0 -1.9092 0 -2.4553 0 -3.545目标函数系数范围:变量下限当前值上限------- -------- -------- --------x1 7.636 12 无上限x2 8.182 12 无上限x3 9.273 12 无上限x4 8.727 12 无上限x5 9.818 12 无上限x6 10.909 12 无上限x7 9.273 12 无上限x8 10.364 12 无上限x9 11.455 12 无上限x10 9.818 12 无上限x11 10.909 12 无上限x12 9 12 12.667x13 15.273 18 无上限x14 15.818 18 无上限x15 16.909 18 无上限x16 16.364 18 无上限x17 17.455 18 无上限x18 16.909 18 无上限x19 14 18 18.4x20 17.455 18 无上限x21 16 18 18.75常数项数范围:约束下限当前值上限------- -------- -------- --------1 9.6 50 802 30 36 103.3333 7.474 20 26但是:因为X i为跑路线i的车的数量,所以X i应该是整数。
因此该问题应该是纯整数规划问题。
用工具计算该纯整数规划问题,可得结果:目标函数值=264.0000变量值相差值X1 0.000000 12.000000X2 0.000000 12.000000X3 0.000000 12.000000X4 0.000000 12.000000X5 0.000000 12.000000X6 0.000000 12.000000X7 0.000000 12.000000X8 0.000000 12.000000X9 4.000000 12.000000X10 0.000000 12.000000X11 0.000000 12.000000X12 3.000000 12.000000X13 0.000000 18.000000X14 0.000000 18.000000X15 0.000000 18.000000X16 0.000000 18.000000X17 0.000000 18.000000X18 0.000000 18.000000X19 8.000000 18.000000X20 0.000000 18.000000X21 2.000000 18.000000约束松弛/剩余变量对偶价格1 0.000000 0.0000002 0.000000 0.0000003 2.000000 0.000000注意:由于该整数规划问题变量较多,计算量较大,使用管理运筹学软件需要在PC上运行很长时间,才可以得到以上结果。