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第四章--目标规划及图解法--运筹学
本题三个目标依次表示为: 本题三个目标依次表示为: 产品不超过10 10单位 1、B产品不超过10单位 x2 <=10 利润不低于1600 1600元 2、利润不低于1600元 80x1 + 100x2 >=1600 充分利用2车间的生产能力,尽量不加班。 3、充分利用2车间的生产能力,尽量不加班。 x1 + 2x2 = 40
d2 - d2 +
0 -4/3
σ
C CB 0 0 0 0 XB d3 + x1 d2 - x2 b 12 6 0 3 P1 P2 P3
0 x1 0 1 0 0 0 0 0
0 x2 0 0 0 1 0 0 0
0 x3 1 1/10 -3/5 1/20 0 0 0
P1 d1 - 1 1/2 -1 -1/4 1 0 0
-1 -3/5
-3/10 3/10 1 0 0 0 0 0
σ
P2 P3
最优解 X1 = (24/5,12/5) , )
C CB 0 0 0 0 XB x3 x1 d2 - d1 + b 20 8 4 8 P1 P2 P3
0 x1 0 1 0 0 0 0
0 x2 10/3 4/3 10/3 0 0 0
0 x3 1 0 0 0 0 0 0
P1 d1 - 0 0 0 -1 1 0 0
0 d1 + 0 0 0 1 0 0 0
0 0 0 1 0 0 0 0
P2 0 0 -1 0 0 1 0
P3 d3 - -5/6 1/6 -2/3 1/6 0 0 1
0 d3 + 5/6 -1/6 2/3 -1/6 0 0 0
+ +
P3( d3-
+ d3 ) }
问题分析ห้องสมุดไป่ตู้
综上所述,本题的数学模型为: 综上所述,本题的数学模型为: 目标函数: 目标函数:min Z={P1d1 , P2d2 , P3( d3 +
+ + d3 )
}
2x1 + 1.5x2 约束 条件 d 1-
≤ 50
+ x2 + - d1 = 10 + = 1600 80x1 + 100x2 + d2 - d2 + x1 + 2x2 + d3 - d3 = 40 + x1 ,x2 ,di ,di ≥0 ,i=1,2,3
d
+ 2
=1600
充分利用2车间的生产能力,尽量不加班。 3、充分利用2车间的生产能力,尽量不加班。 + x1 + 2x2 + d3 - d3 =40
问题分析
目标的重要程度不同, 4)目标的重要程度不同,因此目标的满足有 先有后,即有优先级别。设最重要的为P1 先有后,即有优先级别。设最重要的为P1 次之者为P2 P2级 级,次之者为P2级——
[ 1 ] -2
σ
P2 P3
-6 -8
最终单纯形表
C CB 0 0 0 0 XB x3 x1 d2 - x2 b 12 24/5 36/5 12/5 P1 0 x1 0 1 0 0 0 0 0 0 x2 0 0 0 1 0 0 0 0 x3 1 0 0 0 0 0 0 P1 d1 - 1 2/5 -2/5 0 d1 + -1 -2/5 2/5 0 P2 P3 d3 - -1 1/10 1/20 0 0 1 0 d3 + 1 -1/10 3/5 -1/20 0 0 0 d2 - d2 + 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0
问题分析
3)目标约束的目标一定要明确,给出确切的量值, 目标约束的目标一定要明确,给出确切的量值, 即
目标期望值
如:
B产品不超过
10单位
利润不低于
1600元
充分利用2车间的生产能力, 充分利用2车间的生产能力,尽量不加班
问题分析
目标约束不是刚性的,而是弹性的, 4)目标约束不是刚性的,而是弹性的,允许在一定 范围内有偏差,这更接近于实际。为表达这种 范围内有偏差,这更接近于实际。 灵活性, 灵活性,便引入了
目标规划的概念及数学模型
数学模型为: 数学模型为:
目标函数 min Z = {Pl (∑k(Wlk- •dk-+Wlk+ • dk ), 目标约束 l=1,2,…,L} 约束 条件
+)
∑jckjxj+ dk- - dk+ =bk,
k=1,2,…,K
∑jaijxj ≤(= ≥) bi, i=1,2,…,m xj ,dk-,dk+ ≥0 ,j=1,…n;k=1,2,…,K
(
)
− − + + min z = ∑ Pl ∑ Wlk d k + Wlk d k l =1 k =1
L K
(
)
§4.3 解目标规划的单纯形法
目标规划的数学模型结构与线性规划的数学模型结构没有 本质的区别,所以可用单纯形法进行求解。 本质的区别,所以可用单纯形法进行求解。但要考虑目标 规划数学模型的一些特点: 规划数学模型的一些特点: (1) 因目标规划问题的目标函数都是求最小化,所以检验 因目标规划问题的目标函数都是求最小化, 数的最优准则与我们前面讲到的线性规划检验准则是相反 即以所有的σ 为最优准则 为最优准则; 的,即以所有的 j≥0为最优准则; (2) 因为非基变量的检验数中含有不同等级的优先因子,且 因为非基变量的检验数中含有不同等级的优先因子, Pi >>Pi+1,i = 1,2,…,L-1. 所以在判断各检验数大小时得小心; 所以在判断各检验数大小时得小心;
除了前面提到的刚性约束外, 2)除了前面提到的刚性约束外,例2中还提出一 些的希望达到的目标。 些的希望达到的目标。这些要求实际上也是约 束条件,当然这些目标能到达最好, 束条件,当然这些目标能到达最好,实在无法 达到也是可以接受的, 达到也是可以接受的,我们称之为
目标约束
产品不超过10 10单位 如:1、B产品不超过10单位 利润不低于1600 1600元 2、利润不低于1600元 充分利用2车间的生产能力,尽量不加班。 3、充分利用2车间的生产能力,尽量不加班。
≤ ≤
50 40
例2
由于各种原因,对例1的提出一些要求: 由于各种原因,对例1的提出一些要求: 产品不超过10 10单位 1、B产品不超过10单位 2、利润不低于1600元 利润不低于1600 1600元 充分利用2车间的生产能力,尽量不加班。 3、充分利用2车间的生产能力,尽量不加班。
目标的含义
运筹学基础
第四章 目标规划
教 材 运筹学教程》( 》(第 《运筹学教程》(第三版) 胡运权 主编 清华大学出版社
例1
资源
产品 1车间 2车间 单位利润
A 2 1 80
B 1.5 2 100
限量 50 40
求利润最大的生产方案 利润 约束 条件 max z= 80 x1 + 100x2 2x1 + 1.5x2 x1 + 2x2 x 1, x 2 ≥ 0
优先因子
P看成实数
P1>>P2
问题分析
有时同级别的目标中, 5) 有时同级别的目标中,其重要程度又 有 系数W 差别, 差别,则设置不同的权重(系数W) 。 6) x1 +
2x2 2 x2 +
≤
40 -
系统约束) (系统约束)
+ 3
x1 +
d3
-
d
目标约束) =40 (目标约束)
当对某个资源约束既是系统约束, 当对某个资源约束既是系统约束,又是 目标约束时, 目标约束时,则不再表示为系统约束
问题分析
7)目标规划的目标 )
产品不超过10 10单位 1、B产品不超过10单位
d 越小越好
-
+ 1
利润不低于1600 1600元 2、利润不低于1600元 d2 越小越好 充分利用2车间的生产能力, 3、充分利用2车间的生产能力,尽量不加班 + d3 和 d3 越小越好
0最佳 0最好
问题分析
7)目标规划的目标函数: )目标规划的目标函数: 目标规划有多个目标, 目标规划有多个目标,我们已经把它转化 为目标约束, 为目标约束,整个问题的目标就是使得实施结 果与目标期望值的偏差最小 于是本题目标函数表示为: 于是本题目标函数表示为: minZ={P1d1 , P2d2 ,
解目标规划的单纯形法计算步骤
(1) 建立初始单纯形表,在表中将检验数行按优先因 建立初始单纯形表, 子个数分别列成L行 子个数分别列成 行,置k=1。 。 (2) 检查该行中是否存在负数,且对应的前k-1行的系 检查该行中是否存在负数,且对应的前 行的系 数是0。若有,则取其中最小者对应的变量为换入变量, 数是 。若有,则取其中最小者对应的变量为换入变量, 转(3);否则,转(5)。 ;否则, 。 (3) 按最小比值规则确定换出变量,当存在两个或两 按最小比值规则确定换出变量, 个以上相同的最小比值时, 个以上相同的最小比值时,选取具有较高优先级别的变量 为换出变量。 为换出变量。 (4) 按单纯形法进行基变换运算,建立新的单纯形表。 按单纯形法进行基变换运算,建立新的单纯形表。 (5) 当k=L时,计算结束,表中解即为满意解。否则 时 计算结束,表中解即为满意解。 置k=k+1,返回 。 ,返回(2)
该目标规划和下面线性规划问题等价 Min s.t. z = P1d1- + P2 d2+ + P3 d35x1 + 10x2 + x3 = 60 x1 - 2x2 + d1- - d1+ = 0 4x1 + 4x2 + d2- -d2+ = 36 6x1 + 8x2 + d3- -d3+ = 48 x1 , x2 , x3 , di- ,di+ ≥ 0 , i = 1,2,3.