汽车厂生产计划
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对于( 式的处理有下面3种方法: 对于(*)式的处理有下面3种方法: 式分解为8种情况, (a)将(*)式分解为8种情况,对每一种情况求 比较目标函数值。 解,比较目标函数值。 引入0 变量, 只取0 两个值, (b)引入0-1变量,设 y1 只取0,1两个值,则
x1 = 0或 ≥ 80 等价于 x1 ≤ My1 , x1 ≥ 80 y1 , y1 ∈ {0,1}
直接求解得设每月生产小、 用 lingo直接求解得设每月生产小 、 中 、 大型汽车 直接求解得设每月生产小 的数量分别为64, 的数量分别为 , 168, 0 , 工厂的最大利润为 , 632.
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进一步讨论:对于问题中提出的“ (3)进一步讨论:对于问题中提出的“如果生产 某一类型的汽车, 则至少生产80 80辆 的限制, 某一类型的汽车 , 则至少生产 80 辆 ” 的限制 , 上 面得到的最优解不满足这个条件, 面得到的最优解不满足这个条件 , 我们需要将决 策变量的约束条件改为: : 策变量的约束条件改为x1 , x2 , x3 = 0或 ≥ 80 相应的模型化为: 相应的模型化为:
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小型
钢材(吨) 劳动时间(小时) 利润(万元)
中型 3 250 3
大型 现有量 5 4 600
1.5 280 2
400 60000
汽车厂的生产数据
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模型建立与求解 设每月生产小、 建立与求解: ( 2 ) 模型 建立与求解 : 设每月生产小 、 中 、 大型 工厂的利润为z 汽车的数量分别为 x1 , x2 , x3 , 工厂的利润为 z , 在 题目所给参数均不随生产数量变化的假设下, 可 题目所给参数均不随生产数量变化的假设下 , 得整数规划模型如下: 得整数规划模型如下:
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max z = 2 x 1 + 3 x 2 + 4 x 3 s.t. 1 . 5 x 1 + 3 x 2 + 5 x 3 ≤ 100 280 x 1 + 250 x 2 + 400 x 3 ≤ 60000 x , x , x ≥ 0 , 且 x , x , x 为整数 1 2 3 1 2 3
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1.汽车厂生产计划 汽车厂生产计划 (1)问题的提出:一汽车厂生产小、中、大三 问题的提出:一汽车厂生产小、 种类型的汽车,已知各类型每辆车对钢材、 种类型的汽车,已知各类型每辆车对钢材、劳动 时间的需求,利润以及每月工厂钢材、 时间的需求,利润以及每月工厂钢材、劳动时间 的现有量如下表所示,试制定月生产计划, 的现有量如下表所示,试制定月生产计划,使工 厂的利润最大。 厂的利润最大。 进一步讨论:由于各种条件限制, 进一步讨论:由于各种条件限制,如果生产 某一类型汽车,则至少要生产80 80辆 某一类型汽车,则至少要生产80辆,那么最优的 生产计划应作何改变。 生产计划应作何改变。
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max z = 2 x1 + 3x2 + 4 x3 1.5 x1 + 3x2 + 5 x3 ≤ 100 s.t. 280 x1 + 250 x2 + 400 x3 ≤ 60000 x , x , x = 0, 或 ≥ 80且x , x , x 为整数(∗) 1 2 3 1 2 3
其中M为相当大的数,本例可取1000, 其中M为相当大的数,本例可取1000,类似的有 1000
x2 ≤ My2 , x2 ≥ 80 y2 , y2 ∈ {0,1}
x3 ≤ My3 , x3 ≥ 80 y3 , y3 ∈ {0,1}
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于是构成了一个特殊的整数规划模型( 于是构成了一个特殊的整数规划模型(既有一般 的整数变量, 又有0 变量) lingo求解 求解, 的整数变量 , 又有 0-1 变量 ) , 用 lingo 求解 , 可 为最优解, 得 x1 = 80, x2 = 150, x3 = 0为最优解,最优目标函 数值z=610. 数值z=610. z=610 化为非线性规划: (c)化为非线性规划:(*)式可表示为
x1 ( x1 − 80) ≥ 0 x2 ( x2 − 80) ≥ 0 x3 ( x3 − 80) ≥ 0
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评注: 式子左端是决策变量的非线性函数, 评注 : 式子左端是决策变量的非线性函数 , 所以就构成了非线性规划模型, 所以就构成了非线性规划模型 , 虽然也可以用现 成的数学软件求解, 成的数学软件求解 , 但是其结果往往依赖于初值 的选择,所以尽量不用非线性规划,对于( 的选择,所以尽量不用非线性规划,对于(*)式 这样的条件,通常是引入0 变量。 这样的条件,通常是引入0-1变量。