第9章动态规划
④ 0-1变量:
x ij 1 ,0(i 1 ,2 , ,1 7 ;j 1 ,2 ,3 )
目标函数:未带物品购买费用最小
3
17
3
1 xij(i 8,9, ,17) Mizn pi(1 xij)
j1
i8
j1
补充:背包问题
(容量一定的背包里装尽可能多的物品)
Excel求解结果为:
包1 放3件 物品1 物品3 物品5 包2 放5件 物品4 物品10 物品13 物品15 物品17 包3 放4件 物品2 物品6 物品7 物品14 没有放 5件 物品8 物品9 物品11 物品12 物品16
9.2.1 生产与存贮问题
解:明年市场总需求为3000+4000+8000+ 7000 =22000双 , 而 最 多 可 生 产 4×6000= 24000双,所以皮鞋公司可以满足市场总需求 。 (1) 决策变量
本问题是要确定该公司明年每个季度的生产 计划,所以设
物品 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
体积 200 350 500 430 320 120 700 420 250 100
价格 15 45 100 70 50 75 200 90 20 30
补充:背包问题
(容量一定的背包里装尽可能多的物品)
决策变量:对每个物品要确定是否带的同 时,还要确定放在哪个包里(如果增加一个 虚拟包,把不带的物品放在里面,则问题就 转化为确定每个物品放在哪个包里。这里的 数学模型和电子表格模型没有用虚拟包)。 因此可设决策变量为第i个物品是否放在第j 个包中(1-放,0-不放)。
动态规划问题的提出
在实际的决策过程中,由于涉及的参数比较多, 往往需要将问题分成若干个阶段,对不同阶段采取 不同的决策,从而使整个决策过程达到最优。
显然,由于各个阶段选择的策略不同,对应的整 个过程就可以有一系列不同的策略。
动态规划是解决多阶段决策过程最优化的一种方 法。这种方法把困难的多阶段决策问题变换成一系 列互相联系的比较容易的单阶段问题,解决了这一 系列比较容易的单阶段问题,也就解决了困难的多 阶段决策问题。
例9.1 某货运公司使用一种最大承载能力 为10吨的卡车来装载3种货物,每种货物 的重量及价值如表9-1所示。应当如何装 载货物才能使总价值最大?
货物 编号
123
单位
重量 3 4 5
(吨)
用单Ex位cel求解背包问题时,采用的是 整价数值规划4 的5 方6 法。
9.1.2 多维背包问题
当约束条件不仅有货物的重量,还有体积 等限制时,构成了多维背包问题。
(容量一定的背包里装尽可能多的物品)
某人出国留学打点行李,现有三个旅行包,容积 大小分别为1000、1500和2000,根据需要列出需 带物品清单,其中一些物品是必带物品,共有7件, 其体积大小分别为400、300、150、250、450、 760、190。尚有10件可带可不带物品,如果不带 将在目的地购买,通过网络查询可以得知其在目的 地的价格(美元)。这些物品的容量及价格分别见 下表,试给出一个合理的安排方案,把物品放在三 个旅行包里。
9.1 背包问题
背包问题可以抽象为这样一类问题:设 有n种物品,每种物品有其重量及价值。 同时有一个背包,最大装重为c,现从n种 物品中选取若干件(同一种物品可以选多 件),使其总重量小于等于c,而总价值 最大。 背包问题等同于车、船、人造卫星等工 具的最优装载问题,有广泛的实际意义。
9.1.1 一维背包问题
未带物品购买费用为200美元
9.2 生产经营问题
在生产和经营中,经常遇到如何合理安排 生产计划、采购计划以及库存计划和销售计 划等问题,要求既要满足市场的需要,又要 尽量降低成本费用。因此,正确制定生产( 或采购)策略,确定不同时期的生产量(或 采购量)、销售量和库存量,在满足产品需 求量的条件下,使得总收益最大或总成本( 生产成本+存储成本)最小,这就是生产经 营问题,包括生产与存储问题、采购与销售 问题等。
例9.2 现有一辆载重为5吨,装载体积8立 方米的卡车,可装载三种货物,已知每种货 物各8件,其它有关信息如表9-2所示,求携 带货物价值最大的装载方案。
货物品种
1 2 3
单位重量 (吨) 0.2 0.4 0.3
单位体积 (立方米)
0.3 0.5 0.4
单位价值 (千元) 3 7.5 6
补充:背包问题
x ij 1 ,0(i 1 ,2 , ,1 7 ;j 1 ,2 ,3 )
补充:背包问题
(容量一定的背包里装尽可能多的物品)
约束条件 17 ① 包的容量限制 cixij rj (j1,2,3) i1
3
② 必带物品限制 xij 1 (i 1,2, ,7) j1
3
③ 选带物品限制 xij 1 (i 8,9, ,17) j1
9.2.1 生产与存贮问题
例9.3 某皮鞋公司根据对去年的市场需求
分析预测明年的需求:一季度3000双,二 季 度 4000 双 , 三 季 度 8000 双 、 四 季 度 7000双。企业现在每个季度最多可以生产 6000双皮鞋。为了满足所有的预测需求, 前两个季度必须有一定的库存才能满足后 两个季度的需求。已知每双皮鞋的利润为 20元,每个季度的库存成本8元。请确定 该公司明年每个季度的生产计划,使公司 的年利润最大。
第9章动态规划
动态规划问题的提出
动态规划是解决多阶段决策过程最 优化问题的一种方法。该方法是由美 国 数 学 家 贝 尔 曼 (RBellman) 等 人 在 20世纪50年代初提出的。他们针对多 阶段决策问题的特点,提出了解决这 类问题的“最优化原理”,并成功地 解决了生产管理、工程技术等方面的 许多实际问题,从而建立了运筹学的 一个新分支,即动态规划。
有时阶段可以用时间表示,在各个时间段,采用 不同决策,它随时间而变动,这就有“动态”的含 意
动态规划问题的Байду номын сангаас出
动态规划是现代企业管理中的一个 重要决策方法。 本章利用微软Excel软件在“公式” 和“规划求解工具”两方面的强大功 能,对背包问题、生产经营问题、资 金管理问题和资源分配问题等进行分 析、建模与求解,解决了实际经营中 的优化问题,迅速准确地得出决策结 果。