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运筹学08整数规划PPT课件
2、指示变量:指示不同情况的出现
例.有m个仓库,要决定动用哪些仓库,满足n个 顾客对货物的需要,并决定从各仓库分别向不同 顾客运送多少货物?
令
1 动用i仓库 yi
0 否则
i 1,2,,m
( yi为指示变量) xij :从仓库 i 到 j 顾客运送的货物量
费用: fi:动用i仓库的固定运营费(租金等) cij:从仓库i到j顾客运送单位货物运费
8.2 整数规划的应用
解:设:0--1变量 xi = 1 (Ai 点被选用)或 0 (Ai 点没被选用)。 这样我们可建立如下的数学模型:
Max z =36x1+40x2+50x3+22x4+20x5+30x6+25x7+48x8+58x9+61x10 s.t.
100x1+120x2+150x3+80x4+70x5+90x6+80x7+140x8+160x9+180x10 ≤ 720 x1 + x2 + x3 ≤ 2 x4 + x5 ≥ 1 x6 + x7 ≥ 1 x8 + x9 + x10 ≥ 2
资源
小号容器 中号容器大号容器
金属板(吨) 2
4
8
劳动力(人月) 2
3
4
机器设备(台月) 1
2
3
8.2 整数规划的应用
解:这是一个整数规划的问题。
各设种x容1,器x的2,固x定3 分费别用为只小有号在容生器产、该中种号容容器器时和才大投号入容,器为的了生说产明数固量定。费 用 产的第这i种种容性器质即,x设i =y0i =时1)(当。生产第 i种容器, 即 xi > 0 时) 或0(当不生
xj ≥ 0 且xj 为0--1变量,i = 1,2,3,……,10
8.2 整数规划的应用
二、固定成本问题
例5.高压容器公司制造小、中、大三种尺寸的金属容器,所用资源为 金属板、劳动力和机器设备,制造一个容器所需的各种资源的数量如表 所示。不考虑固定费用,每种容器售出一只所得的利润分别为 4万元、5 万元、6万元,可使用的金属板有500吨,劳动力有300人/月,机器有 100台/月,此外不管每种容器制造的数量是多少,都要支付一笔固定的 费用:小号是l00万元,中号为 150 万元,大号为200万元。现在要制定 一个生产计划,使获得的利润为最大。
引入约束 =0。
xi ≤ M yi ,i =1,2,3,M充分大,以保证当 yi = 0 时,xi
这样我们可建立如下的数学模型:
Max z = 4x1 + 5x2 + 6x3 - 100y1 - 150y2 - 200y3 s.t. 2x1 + 4x2 + 8x3 ≤ 500
2x1 + 3x2 + 4x3 ≤ 300 x1 + 2x2 + 3x3 ≤ 100
整数规划(Integer Programming)。简称IP。 线性规划中的变量(部分或全部)限制为整数时,
称为整数线性规划。
8.1 整数规划问题及其数学模型
三、建模中常用的处理方法:
1、资本预算问题:
设有n个投资方案,cj为
第j个投资方案的收益。投 资过程共分为m个阶段,bi 为第i个阶段的投资总量,
约束条件:i)每个顾客的需要量dj必须得到满足;
ii)只能从动用的仓库运出货物。
mn
m
min f
cij xij
fi yi
i1 j 1
i 1
m
s.t.
xij d j j 1,2, , n
i 1
n
n
xij yi d j 0 i 1, , m
(当
y
i
j 1
0时,
j 1
xi ≤ M yi ,i =1,2,3,M充分大
xj ≥ 0 yj 为0--1变量,i = 1,2,3
8.2 整数规划的应用
三、指派问题
有 n 项不同的任务,恰好 n 个人可分别承担这些任务,但由于每人特 长不同,完成各项任务的效率等情况也不同。现假设必须指派每个人 去完成一项任务,怎样把 n 项任务指派给 n 个人,使得完成 n 项任务 的总的效率最高,这就是指派问题。
aij为第i阶段第j项投资方案
所需要的资金。目标是在 各阶段资金限制下使整个 投资的总收益最大。
设决策变量 得到模型:
1, 对第 j项投资
xj
0,否则
n
Max z c j x j
j 1
s
.t
.
n
a ij x j b i
i 1, n
第八章 整数规划
8.1 整数规划问题及其数学模型 8.2 整数规划的应用 8.3 整数规划与线性规划的关系 8.4 分支定界法
8.1 整数规划问题及其数学模型
一、整数规划问题的特征:
变量取值范围是离散的,经典连续数学中的理论 和方法一般无法直接用来求解整数规划问题。
二、整数规划问题的定义: 规划中的变量(部分或全部)限制为整数时,称为
A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 A10 投资额 100 120 150 80 70 90 80 140 160 180
利润 36 40 50 22 20 30 25 48 58 61
Aj 各点的设备投资及每年可获利润由于地点不同都是不一样的,预测 情况见表所示 (单位:万元)。但投资总额不能超过720万元,问应选择哪 几个销售点,可使年利润为最大?
xij
0,
j
1, 2 ,
, n)
xij 0, yi 0或1
i 1,2, , m ; j 1, , n
四、整数规划的数学模型
Ma(xMin)
n
Z cjxj
j1
s.t
n
aijxj
bi
j1
i 1,2,,m
xj 0,j 1,2,,n且部分或全部为整数
纯整数规划:所有决策变量为非负整数; 全整数规划:所有变量、系数和常数均为整数; 混合整数规划:只有一部分决策变量为非负整数,其余变量可
为非负实数; 0-1整数规划:所有决策变量只能取0获1两个整数。
8.2 整数规划的应用
一、投资场所的选择
例4、京成畜产品公司计划在市区的东、西、南、北四区建立销售门市, 拟议中有10个位置 Aj (j=1,2,3,…,10)可供选择,考虑到各地区居民 的消费水平及居民居住密集度,规定:
在东区由A1 , A2 ,A3 三个点至多选择两个; 在西区由A4 , A5 两个点中至少选一个; 在南区由A6 , A7 两个点中至少选一个; 在北区由A8 , A9 , A10 三个点中至少选两个。