线性规划应用案例分析
线性规划经典例题
线性规划经典例题一、问题描述我们考虑一个典型的线性规划问题,假设有一个工厂需要生产两种产品:产品A和产品B。
工厂有两个生产车间:车间1和车间2。
生产产品A需要在车间1和车间2进行加工,而生产产品B只需要在车间2进行加工。
每一个车间的加工时间和加工费用都是不同的。
我们的目标是找到最佳的生产计划,使得总的加工时间和加工费用最小。
二、问题分析1. 定义变量:- x1:在车间1生产产品A的数量- x2:在车间2生产产品A的数量- y:在车间2生产产品B的数量2. 定义目标函数:目标函数是最小化总的加工时间和加工费用。
假设车间1生产产品A的加工时间为t1,车间2生产产品A的加工时间为t2,车间2生产产品B的加工时间为t3,车间1生产产品A的加工费用为c1,车间2生产产品A的加工费用为c2,车间2生产产品B的加工费用为c3,则目标函数可以表示为:Z = t1 * x1 + t2 * x2 + t3 * y + c1 * x1 + c2 * x2 + c3 * y3. 约束条件:- 车间1生产产品A的数量不能超过车间1的生产能力:x1 <= capacity1- 车间2生产产品A的数量不能超过车间2的生产能力:x2 <= capacity2- 车间2生产产品B的数量不能超过车间2的生产能力:y <= capacity2 - 产品A的总需求量必须满足:x1 + x2 >= demandA- 产品B的总需求量必须满足:y >= demandB4. 线性规划模型:综上所述,我们可以建立如下的线性规划模型:最小化 Z = t1 * x1 + t2 * x2 + t3 * y + c1 * x1 + c2 * x2 + c3 * y满足约束条件:- x1 <= capacity1- x2 <= capacity2- y <= capacity2- x1 + x2 >= demandA- y >= demandB- x1, x2, y >= 0三、数据和解决方案为了展示如何求解该线性规划问题,我们假设以下数据:- 车间1的生产能力为100个产品A- 车间2的生产能力为150个产品A和100个产品B- 产品A的总需求量为200个- 产品B的总需求量为80个- 车间1生产产品A的加工时间为2小时,加工费用为10元/个- 车间2生产产品A的加工时间为1小时,加工费用为8元/个- 车间2生产产品B的加工时间为3小时,加工费用为15元/个根据以上数据,我们可以得到线性规划模型如下:最小化 Z = 2 * x1 + 1 * x2 + 3 * y + 10 * x1 + 8 * x2 + 15 * y满足约束条件:- x1 <= 100- x2 <= 150- y <= 100- x1 + x2 >= 200- y >= 80- x1, x2, y >= 0接下来,我们可以使用线性规划求解器来求解该问题。
线性规划的实际应用举例
线性规划的实际应用举例即两为了便于同学们掌握线性规划的一般理论和方法,本文拟就简单的线性规划(的实际应用举例加以说明。
个变量的线性规划)1 物资调运中的线性规划问题万个40万个和30万个,由于抗洪抢险的需要,现需调运1 A,B两仓库各有编织袋50例/元万个、180/万个到乙地。
已知从A仓库调运到甲、乙两地的运费分别为120元到甲地,20元/万个。
问如何调运,能150/万个、万个;从B仓库调运到甲、乙两地的运费分别为100元? ?总运费的最小值是多少使总运费最小仓库调Bz元。
那么需从x万个到甲地,y万个到乙地,总运费记为解:设从A仓库调运40-x万个到甲地,调运运万个到乙地。
20-y从而有。
z=120x+180y+100(40-x)+150·(20-y)=20x+30y+70001)(图,即可行域。
作出以上不等式组所表示的平面区域z'=z-7000=20x+30y. 令:20x+30y=0,作直线l且与原点距离最小,0),,l的位置时,直线经过可行域上的点M(30l把直线向右上方平移至l y=0时,即x=30,亦取得最小值,取得最小值,从而z=z'+7000=20x+30y+7000z'=20x+30y 元)。
30+30×z=20×0+7000=7600(min万个到乙地,可使总万个到甲地,20B30万个到甲地,从仓库调运10A答:从仓库调运元。
运费最小,且总运费的最小值为76002 产品安排中的线性规划问题吨,麦麸0.4吨需耗玉米某饲料厂生产甲、乙两种品牌的饲料,已知生产甲种饲料2例1O.4吨,其余添加剂0.2.吨甲种1吨,其余添加剂0.2吨。
每吨;生产乙种饲料1吨需耗玉米0.5吨,麦麸0.3元。
可供饲料厂生产的玉米供应500元,每1吨乙种饲料的利润是饲料的利润是400吨。
问甲、乙300吨,麦麸供应量不超过500吨,添加剂供应量不超过量不超过600 ? ?最大利润是多少两种饲料应各生产多少吨(取整数),能使利润总额达到最大1。
线性规划的实际应用举例
线性规划的实际应用举例为了便于同学们掌握线性规划的一般理论和方法,本文拟就简单的线性规划(即两个变量的线性规划)的实际应用举例加以说明。
1 物资调运中的线性规划问题例1 A,B两仓库各有编织袋50万个和30万个,由于抗洪抢险的需要,现需调运40万个到甲地,20万个到乙地。
已知从A仓库调运到甲、乙两地的运费分别为120元/万个、180元/万个;从B仓库调运到甲、乙两地的运费分别为100元/万个、150元/万个。
问如何调运,能使总运费最小?总运费的最小值是多少?解:设从A仓库调运x万个到甲地,y万个到乙地,总运费记为z元。
那么需从B仓库调运40-x万个到甲地,调运20-y万个到乙地。
从而有z=120x+180y+100(40-x)+150·(20-y)=20x+30y+7000。
作出以上不等式组所表示的平面区域(图1),即可行域。
令z'=z-7000=20x+30y.作直线l:20x+30y=0,把直线l向右上方平移至l l的位置时,直线经过可行域上的点M(30,0),且与原点距离最小,即x=30,y=0时,z'=20x+30y取得最小值,从而z=z'+7000=20x+30y+7000亦取得最小值,z min=20×30+30×0+7000=7600(元)。
答:从A仓库调运30万个到甲地,从B仓库调运10万个到甲地,20万个到乙地,可使总运费最小,且总运费的最小值为7600元。
2 产品安排中的线性规划问题例2某饲料厂生产甲、乙两种品牌的饲料,已知生产甲种饲料1吨需耗玉米0.4吨,麦麸0.2吨,其余添加剂O.4吨;生产乙种饲料1吨需耗玉米0.5吨,麦麸0.3吨,其余添加剂0.2吨。
每1吨甲种饲料的利润是400元,每1吨乙种饲料的利润是500元。
可供饲料厂生产的玉米供应量不超过600吨,麦麸供应量不超过500吨,添加剂供应量不超过300吨。
问甲、乙两种饲料应各生产多少吨(取整数),能使利润总额达到最大?最大利润是多少?分析:将已知数据列成下表1。
线性规划应用案例
线性规划应用案例线性规划是一种在约束条件下寻找最优解的数学优化方法。
它在实际应用中广泛使用,涉及许多领域和行业。
本文将介绍两个典型的线性规划应用案例:运输问题和产能规划问题。
一、运输问题运输问题是线性规划最早发展起来的一个领域,它是指如何在各个供应地和需求地之间运输商品,以使得总运输成本最小。
一个典型的运输问题可以描述为:有m个供应地和n个需求地,每个供应地和需求地之间有一个固定的运输成本和一个固定的供应和需求量。
问题是如何确定每对供需地之间的运输量,以使得总运输成本最小。
举例来说,假设有三个供应地A、B、C,三个需求地X、Y、Z。
运输成本如下表所示:\begin{array}{ c c c c c c }&X&Y&Z&供应量\\A&10&12&8&100\\B&6&8&7&200\\C&9&10&11&300\\需求量&150&175&125&\\\end{array}求解此问题的线性规划模型如下:目标函数:minimize \quad Z = 10x_{11} + 12x_{12} + 8x_{13} + 6x_{21} + 8x_{22} + 7x_{23} + 9x_{31} + 10x_{32} + 11x_{33}约束条件:x_{11} + x_{12} + x_{13} \leq 100x_{21} + x_{22} + x_{23} \leq 200x_{31} + x_{32} + x_{33} \leq 300x_{11} + x_{21} + x_{31} \geq 150x_{12} + x_{22} + x_{32} \geq 175x_{13} + x_{23} + x_{33} \geq 125x_{ij} \geq 0, i = 1,2,3 \quad j = 1,2,3其中x_{ij}表示从供应地i到需求地j的运输量。
第二章 线性规划应用举例
2.17 有 A, B 两种产品,都须经过两道化学反应过程。 每一单位产品 A 需要在前一工序中花去 2 小时和在后 道工序中花去 3 小时; 每一单位产品 B 需要在前一工 序中花去 3 小时和在后道工序中花去 4 小时。 可供利 用的前一工序的时间为 200 小时, 后道工序的时间为 240 小时。每生产 1 个单位的产品 B 同时也能得到 2 个单位的副产品 C。出售产品 A 每单位能获利 5 元, 产品 B 每单位能获利 10 元,副产品 C 每单位能获利 3 元。卖不出去的产品 C 必须销毁,单位销毁费用是 1 元。 由市场预测知, 最多出售出 10 个单位的产品 C。 试问如何安排生产计划,可使获得的利润最大。
解:定义决策变量为产品中所含原料数量。令 xij 表示第 j 种产品中 i 种原料的 数量(公斤),i=A, B, C, D;j=1, 2, 3。由于产品 3 不含有 C,故 xC 3 0 。
化简后可得:
目标是使利润最大,这里就是总销售收入与原料的总成本之差为最大。
目标函数为:
该问题的LP模型可归纳如下:
2.18 某造纸厂生产宽度为 3 米的卷筒 纸,再将这种大卷筒切成宽度分别为 1.6m, 1.lm 和 0.7m 的小卷筒。 市场对这 三种小卷筒的需求分别是 100、200 和 400 个。问应以怎样的方法切割,可使 耗用的大卷筒最少而又能满足市场的 需要。最优切割方案是否唯一?
2.19一家化工厂生产洗衣粉和洗涤剂。 生产原料可以从市场上以 每公斤5元的价格买到。 处理1公斤原料可生产0.55公斤普通洗衣 粉和0.35公斤普通洗涤剂。 普通洗衣粉和普通洗涤剂可分别以每 公斤8元和12元的价格在市场上出售。市场对普通洗衣粉的最低 需求是每天1000公斤。工厂设备每天最多可处理10吨原料,每 加工1公斤原料的成本为 1.5元。为生产浓缩洗衣粉和高级洗涤 剂,工厂还可继续对普通洗衣粉和普通洗涤剂进行精加工。处 理1公斤普通洗衣粉可得0.6公斤浓缩洗衣粉,处理1公斤普通洗 涤剂可得0.3公斤高级洗涤剂。浓缩洗衣粉和高级洗涤剂的市场 价格分别为每公斤24元和55元。每公斤精加工产品的加工成本 为3元。如果原料供应没有限制且各类产品畅销,问该工厂如何 生产能使其利润最大?
线性规划应用案例
市场营销应用案例一:媒体选择在媒体选择中应用线性规划的目的在于帮助市场营销经理将固定的广告预算分配到各种广告媒体上,可能的媒体包括报纸、杂志、电台、电视和直接邮件。
在这些媒体中应用线性规划,目的是要使宣传范围、频率和质量最大化。
对于应用中的约束条件通常源于对公司政策、合同要求及媒体的可用性。
在下面的应用中,我们将介绍如何应用线性规划这一工具来建立模型进而解决媒体选择问题。
REL发展公司正在私人湖边开发一个环湖社区。
湖边地带和住宅的主要市场是距离开发区100英里以内的所有中上收入的家庭。
REL公司已经聘请BP&J 来设计宣传活动。
考虑到可能的广告媒体和要覆盖的市场,BP&J建议将第一个月的广告局限于5种媒体。
在第一个月末,BP&J将依据本月的结果再次评估它的广告策略。
BP&J已经收集到了关于受众数量、广告单价、各种媒体一定周期内可用的最大次数以及评定5种媒体各自宣传质量的数据。
质量评定是通过宣传质量单位来衡量的。
宣传质量单位是一种用于衡量在各个媒体中一次广告的相对价值的标准,它建立于BP&J在广告业中的经验,将众多因素考虑在内,如受众层次(年龄、收入和受众受教育的程度)、呈现的形象和广告的质量。
表4-1列出了收集到的这些信息。
表4-1 REL发展公司可选的广告媒体REL发展公司提供给BP&J第一个月广告活动的预算是30000美元。
而且,REL公司对BP&J如何分配这些资金设置了如下限制:至少要使用10次电视广告,达到的受众至少要有50000人,并且电视广告的费用不得超过18000美元。
应当推荐何种广告媒体选择计划呢?案例二:市场调查公司开展市场营销调查以了解消费者个性特点、态度以及偏好。
专门提供此种信息的市场营销调查公司,经常为客户机构开展实际调查。
市场营销调查公司提供的典型服务包括涉及计划、开展市场调查、分析收集数据、提供总结报告和对客户提出意见。
线性规划运用举例
线性规划运用举例线性规划是一种经济学和数学领域中的数学优化技术,其主要目的是将某些目标函数在满足一定的约束条件下最大或最小化。
线性规划在现代经济学、决策科学、制造业和生产管理等领域都有广泛的应用。
下面将举例说明线性规划在实际生产和管理中的应用。
1. 生产计划方案优化生产计划方案优化是一个很复杂的问题。
企业的目标是尽可能地减少生产和仓储成本,同时保证所生产的产品能满足市场需求。
线性规划可以帮助企业找到一个最优的计划方案,使得成本最小化,并能够满足市场需求。
例如,生产一种食品有两个不同的发酵温度可以选择。
这个决策需要考虑到提高产量的同时也要保证产品质量。
通过将这个问题转化为线性规划问题,可以确定最佳的温度条件,以最小化生产成本并且保证产品质量。
2. 资源分配问题企业在日常运营中需要管理各种资源,如员工,机器等。
为了确保资源的有效利用,企业需要通过资源分配来确保生产能力最优化。
线性规划可以帮助企业分配资源,使得资源利用更加高效,成本更加低廉和运营更加有效。
例如,在生产线上,可以通过线性规划算法来优化设备的分配和维护计划,使得设备的维护和使用更加平滑,减少因设备故障造成的损失和停机时间。
3. 市场销售策略线性规划也可以帮助企业确定最优的市场营销策略。
在一个竞争激烈的市场中,企业需要考虑产品的定价,销售渠道和营销推广策略等因素。
通过将这些因素转化为线性规划问题,企业可以找到最优的市场营销策略。
例如,在销售一种产品时,企业可以通过确定最优价格来最大化销售收入。
总之,线性规划在生产和管理中的应用非常广泛。
通过线性规划算法可以解决非常复杂的问题,帮助企业做出最优的决策,从而实现成本最小化和收益最大化。
线性规划 实际案例
线性规划是一种数学优化模型,用于解决在有一些约束条件下,如何使一个目标函数达到最优解的问题。
线性规划广泛应用于许多实际案例中,其中一些常见的案例如下:
1.生产规划:在生产过程中,企业可能需要在有限的生产资源和需求的限制下,决策
生产的数量、成本、产品组合等,以使生产效益最大化。
这就需要用到线性规划模
型来解决。
2.交通规划:在城市规划过程中,市政部门可能需要决策道路的建设、扩建、维护等,
以满足城市交通需求,并考虑到道路建设的成本和环境影响等因素。
这时候可以使
用线性规划模型来解决。
3.财务规划:在进行财务管理时,企业或个人可能需要在有限的资金和资产的限制下,
决策投资、储蓄、借贷等,以使财务效益最大化。
这时候可以使用线性规划模型来
解决。
4.供应链管理:在供应链管理过程中,企业可能需要决策采购、生产、运输、库存等
各个环节,以保证供应链的流畅运行并达到最优的效益。
这时候可以使用线性规划
模型来解决。
这些都是线性规划在实际案例中的应用,线性规划能够帮助企业和组织在有限的条件下,有效地规划和决策,并取得较好的效益。
线性规划应用案例分析
通过整理,得到以下模型:
15
例6.(续)
目标函数:Max z = -15x11+25x12+15x13-30x21+10x22-40x31-10x33 约束条件: s.t. 0.5 x11-0.5 x12 -0.5 x13 ≥ 0 (原材料1不少于50%) -0.25x11+0.75x12 -0.25x13 ≤ 0 (原材料2不超过25%)
标准汽油
表 4
辛烷数
蒸汽压力(g/cm2)
库存量(L)
1
2 3 4
107.5
93.0 87.0 108.0
7.11×10-2
11.38 ×10-2 5.69×10-2 28.45 ×10-2 蒸汽压力(g/cm2)
380000
265200 408100 130100 产量需求
表 4 7
---
6
飞机汽油 辛烷数 1 2 不小于91 不小于100
0.75x21-0.25x22 -0.25x23 ≥ 0 (原材料1不少于25%)
-0.5 x21+0.5 x22 -0.5 x23 ≤ 0 (原材料2不超过50%)
x11+
x21 +
x31 ≤ 100
(供应量限制)
x12+
x13+
x22 +
x23 +
x32 ≤ 100
x33 ≤ 60
(供应量限制)
约束条件: 从第1个表中有:
x11≥0.5(x11+x12+x13)
x12≤0.25(x11+x12+x13)
x21≥0.25(x21+x22+x23) x22≤0.5(x21+x22+x23)
线性规划案例分析(1)
1. 在一个金属板加工车间内,要从尺寸为48分米⨯96分米的大块矩形金属板上切割下小块的金属板。
此车间接到订单要求生产8块大小为36分米⨯50分米的矩形金属板,13块大小为24分米⨯36分米的矩形金属板,以及15块大小为18分米⨯30分米的矩形金属板。
这些金属板都需要从现有的大金属板上切割下来。
为了生产出满足订单要求的金属板,最少可以使用多少块大金属板? 列出该问题的线性规划模型。
Zmin =2. 某县级市正在研究引进公交系统以减轻市内自驾车引起的烟尘污染。
这项研究的目标是寻求满足运输所需要的最少公交车数。
在收集了必要的信息之后,市政工程师注意到,每天所需的最少公交车数随一天中的时间不同而变化,而且所需的最少公交车数在若干连续的4小时间隔内可以近似看成一个常数。
图1描述了工程师的发现,为了完成公交车所需的日常维护,每辆公交车一天只能连续运行8小时,问该市至少需要多少量公交车?列出该问题的线性规划模型。
0:004:008:0012:0016:0020:0024:00481248107124图13. 某银行正在制订一项总额可达6000万元的贷款策略,表1提供了各类贷款的相关数据。
表1贷款类型利率 坏账比率 个人 0.140 0.10 汽车0.130 0.07 住房0.120 0.03 农业0.125 0.05 商业 0.100 0.02其中,坏账不可收回且不产生利息收入。
为了与其它金融机构竞争,要求银行把至少40%的资金分配给农业和商业贷款。
为扶持当地的住房产业,住房贷款至少要等于个人、汽车和住房贷款总额的50%。
银行还有一项明确的政策,不允许坏账的总比例超过全部贷款的4%。
试寻求一种最佳贷款策略,使得银行的净收益达到最大。
建立此问题的线性规划模型。
4.某种产品在未来4个季度的需求量分别是300,400,450,250件,每件的价格在第1季度以20元开始,其随后的每个季度增加2元。
供应商在任一季度最多可以提供产品400件。
线性规划应用案例
的预算分配。列出广告的总宣传率并指出总的可以到达的潜在新客户 数。
2)如果广告预算增加10000美元,那么总的宣传率会怎么变化? 3)讨论目标函数系数的变化范围。该变化范围揭示了推荐的解决方 案对HJ的宣传率系数有多敏感? 4)在审阅了HJ的推荐方案后,火烈鸟烤肉饭店的管理层想要知道若 广告活动的目标变化最大化达到的潜在客户,则推荐方案会有什么变 化?在这个目标下构建媒体使用计划模型。 5)比较问题1和4中的推荐方案,你对于火烈鸟烤肉饭店的广告活动 有何建议?
火烈鸟公司管理层接受了最大化各种媒体总宣传率作为这次广告运
动的目标。由于管理层很在意吸引新的客户,因此希望这次广告活动至 少能达到100000个新客户。为了平衡广告宣传活动以及充分利用广告媒 体,火烈鸟公司管理团队还采纳了以下方针:
1) 广播广告运用的次数至少是电视广告的2倍; 2) 电视广告不能运用超过20次;
的不同。(目标函数系数的取值范围在这两种模型中的含义 有什么不同)
案例3 Cinergy煤分配
Cinergy公司为位于印第安纳、肯塔基及俄亥俄州的客户发电并配 送电力。该公司每年运作其燃煤及燃气发电厂所需的燃料花费为7.25亿 —7.5亿美元。发电厂所需的燃料中,92%—95%为煤炭。Cinergy公司 有10家燃煤发电厂,5家坐落在内陆,另外5家坐落在俄亥俄河上,有的 工厂不止一套发电设备。作为全美第7大燃煤单位,Cinergy公司每年使 用2800万—2900万吨煤,平均每天花费约200万元。
公司构造了一个模型,以确定每个发电单位需生产的电量【以百万 瓦时(mWh)为单位】及衡量发电单位的效率(以发热率为标准)。 发热率是指生产千瓦时(kWh)的电力所需的BTU总量。
线性规划问题应用举例
表5.19
5
6
1根
0根
5根
6根
0.12
0.32
巩固知识 典型例题
设采用第j种截法的钢管数为xj根(j=1,2,…6). 建立线性规划模型: 目标函数
min Z x j ,
利润为11250单位.
巩固知识 典型例题
案例3 环境保护问题 某河流旁设置有甲、乙两座化工厂,如图 5-11 所 示 , 已 知 流 经 甲 厂 的 河 水 日 流 量 为 500×104m3, 在两厂之间有一条河水日流量为 200×104m3的支流. 甲、乙两厂每天生产工业 污水分别为2×104m3和1.4×104m3 ,甲厂排出 的污水经过主流和支流交叉点 P后已有20%被 自然净化 . 按环保要求,河流中工业污水的含 量不得超过 0.2% ,为此两厂必须自行处理一 部分工业污水,甲、乙两厂处理每万立方米污 水的成本分别为1 000元和800元.问:在满足 环保要求的条件下,各厂每天应处理多少污水, 才能使两厂的总费用最少?试建立规划模型, 并求解.
满足
利用Excel软件求解: 结果为:xA=0, xB=4, xC=16 总费用最少为44.
巩固知识 典型例题
案例 5 运输问题 设有两座铁矿山 A 、 B ,另有三个炼铁厂甲、 乙、丙需要矿石,各矿日产量和各厂日需量及对 应的运价(元)如表5.18给出,问怎样调运送矿 石才能使总费用最小? 表5.18 铁矿山 A B 矿石需求量
0 x5 0 1 0
1 2
1 4 5 4
bi 8000 6000 0 5000 1500 7500 2500 250 11250
线性规划应用案例
出售价格 ($/码)
可变成本 ($/码)
购买价格 ($/码)
1
16500
0.99
0.66
0.80
2
22000
0.86
0.55
0.70
3
62000
1.10
0.49
0.60
4
7500
1.24
0.51
0.70
5
62000
0.70
0.50
0.70
工厂有两种纺织机:帝备纺织机和常规纺织机。帝备纺织机更加多
样化,可以用于生产5种织物,常规纺织机只能生产3种织物。工厂共有 38台纺织机,包括8台帝备纺织机和30台常规纺织机。各种纺织机生产 各种织物的生产率如表2所示。从生产一种织物转换生产另一种织物的 时间可以忽略。
以及各自的广告成本。
广告媒体 电视 广播 报纸
每则广告的宣传 每则广告能达到
率
的新受众数
90
4000
25
2000
10
1000
成本(美元)
10000 3000 1000
宣传率被视作衡量广告对现有客户和潜在新客户的价值。它是图
像、消息反馈、可视程度、可闻形象等的函数。正如预料的那样,最贵
的电视广告有最大的宣传率,同时可达到最多的潜在新客户。 在这一点上,HJ顾问指出,关于每种媒体的宣传率和达到率的数据
的不同。(目标函数系数的取值范围在这两种模型中的含义 有什么不同)
案例3 Cinergy煤分配
Cinergy公司为位于印第安纳、肯塔基及俄亥俄州的客户发电并配 送电力。该公司每年运作其燃煤及燃气发电厂所需的燃料花费为7.25亿 —7.5亿美元。发电厂所需的燃料中,92%—95%为煤炭。Cinergy公司 有10家燃煤发电厂,5家坐落在内陆,另外5家坐落在俄亥俄河上,有的 工厂不止一套发电设备。作为全美第7大燃煤单位,Cinergy公司每年使 用2800万—2900万吨煤,平均每天花费约200万元。
线性规划案例分析(1)
1. 在一个金属板加工车间内,要从尺寸为48分米⨯96分米的大块矩形金属板上切割下小块的金属板。
此车间接到订单要求生产8块大小为36分米⨯50分米的矩形金属板,13块大小为24分米⨯36分米的矩形金属板,以及15块大小为18分米⨯30分米的矩形金属板。
这些金属板都需要从现有的大金属板上切割下来。
为了生产出满足订单要求的金属板,最少可以使用多少块大金属板? 列出该问题的线性规划模型。
2. 某县级市正在研究引进公交系统以减轻市内自驾车引起的烟尘污染。
这项研究的目标是寻求满足运输所需要的最少公交车数。
在收集了必要的信息之后,市政工程师注意到,每天所需的最少公交车数随一天中的时间不同而变化,而且所需的最少公交车数在若干连续的4小时间隔内可以近似看成一个常数。
图1描述了工程师的发现,为了完成公交车所需的日常维护,每辆公交车一天只能连续运行8小时,问该市至少需要多少量公交车?列出该问题的线性规划模型。
0:004:008:0012:0016:0020:0024:00481248107124图13. 某银行正在制订一项总额可达6000万元的贷款策略,表1提供了各类贷款的相关数据。
表1贷款类型 利率 坏账比率 个人 0.140 0.10 汽车 0.130 0.07 住房 0.120 0.03 农业 0.125 0.05 商业0.1000.02其中,坏账不可收回且不产生利息收入。
为了与其它金融机构竞争,要求银行把至少40%的资金分配给农业和商业贷款。
为扶持当地的住房产业,住房贷款至少要等于个人、汽车和住房贷款总额的50%。
银行还有一项明确的政策,不允许坏账的总比例超过全部贷款的4%。
试寻求一种最佳贷款策略,使得银行的净收益达到最大。
建立此问题的线性规划模型。
4.某种产品在未来4个季度的需求量分别是300,400,450,250件,每件的价格在第1季度以20元开始,其随后的每个季度增加2元。
供应商在任一季度最多可以提供产品400件。
线性规划运用举例
3、排班问题 邮局一年356天都要有人值班,每天需要的职工人 数因业务忙闲而异,据统计邮局每天需要的人数按 周期变化,一周内每天需要的人数如下:
周一 周二 周三 周四 周五 周六 周日
17
13
15
19
14
16
11
排班要符合每周连续工作五天,休息两天的规定, 如何排班可使用人最少?
4、背包问题 例:一登山队员做登山准备,需要携带的物品有: 食品、氧气、冰镐、绳索、帐篷、照相机和通讯设 备。每种物品的重要性系数和重量见下表:
大于等 于70 大于等 于80 大于等 于85
1200 1500
问题分析:最优调和方案 什么原料调入什么产品,调入的数量是多少 目标:调和方案的利润最大
利润=销售收入-调和成本
=产品价格*销售数量-原料成本*用量 变量:产品数量?原料数量?其他量?
j产品生产数量=各原料调入j产品数量和 i原料使用量=i原料调入各个产品的数量和
整数规划应用举例
• 整数变量
• 特殊约束处理
• 背包问题 • 集合覆盖问题 • 固定费用问题 • 旅行推销商问题
• 下料问题
…
1、整数变量 • 表示不可分割的数量; • 表示决策变量(0-1整数变量,具有很多优良特点);
• 表示决策变量之间的逻辑关系,例如,决策i必须以决策
j的结果为前提;
• 描述互斥的选择,从多种方案中选择一个方案;
产品 普通洗衣粉 普通洗涤剂 浓缩洗衣粉 高级洗衣剂 销售价格 元/公斤 8 12 24 55 加工成本 元/公斤 3 3
3、多周期动态生产计划问题 例:华新机器制造厂专为拖拉机厂配套生产柴油机。今年 头四个月收到的订单数量分别为3000,4500,3500,5000 台柴油机,该厂正常生产每月可生产柴油机3000台,利用 加班还可生产1500台。正常生产成本为每台5000元,加 班生产还要追加1500元成本,库存成本为每台每月200元。 华新厂如何组织生产才能使其生产成本最低?
线性规划应用案例
市场营销应用案例一:媒体选择在媒体选择中应用线性规划的目的在于帮助市场营销经理将固定的广告预算分配到各种广告媒体上,可能的媒体包括报纸、杂志、电台、电视和直接邮件。
在这些媒体中应用线性规划,目的是要使宣传范围、频率和质量最大化。
对于应用中的约束条件通常源于对公司政策、合同要求及媒体的可用性。
在下面的应用中,我们将介绍如何应用线性规划这一工具来建立模型进而解决媒体选择问题。
REL发展公司正在私人湖边开发一个环湖社区。
湖边地带和住宅的主要市场是距离开发区100英里以内的所有中上收入的家庭。
REL公司已经聘请BP&J 来设计宣传活动。
考虑到可能的广告媒体和要覆盖的市场,BP&J建议将第一个月的广告局限于5种媒体。
在第一个月末,BP&J将依据本月的结果再次评估它的广告策略。
BP&J已经收集到了关于受众数量、广告单价、各种媒体一定周期内可用的最大次数以及评定5种媒体各自宣传质量的数据。
质量评定是通过宣传质量单位来衡量的。
宣传质量单位是一种用于衡量在各个媒体中一次广告的相对价值的标准,它建立于BP&J在广告业中的经验,将众多因素考虑在内,如受众层次(年龄、收入和受众受教育的程度)、呈现的形象和广告的质量。
表4-1列出了收集到的这些信息。
表4-1 REL发展公司可选的广告媒体5.电台早8:00或晚5:00新闻3001003020(30秒)KNOP台REL发展公司提供给BP&J第一个月广告活动的预算是30000美元。
而且,REL公司对BP&J如何分配这些资金设置了如下限制:至少要使用10次电视广告,达到的受众至少要有50000人,并且电视广告的费用不得超过18000美元。
应当推荐何种广告媒体选择计划呢案例二:市场调查公司开展市场营销调查以了解消费者个性特点、态度以及偏好。
专门提供此种信息的市场营销调查公司,经常为客户机构开展实际调查。
市场营销调查公司提供的典型服务包括涉及计划、开展市场调查、分析收集数据、提供总结报告和对客户提出意见。
(完整版)线性规划案例
(完整版)线性规划案例1.人力资源分配问题设司机和乘务人员分别在各时间段开始时上班,并连续工作8小时,问该公交线路应怎样安排司机和乘务人员,既能满足工作需要,又使配备司机和乘务人员的人数最少?解:设x i 表示第i班次时开始上班的司机和乘务人员数,这样我们建立如下的数学模型。
目标函数:Min x1 + x2 + x3 + x4 + x5 + x6约束条件:s.t. x1 + x6 ≥60x1 + x2 ≥70x2 + x3 ≥60x3 + x4 ≥50x4 + x5 ≥20x5 + x6 ≥30x1,x2,x3,x4,x5,x6 ≥0运用lingo求解:Objective value: 150.0000ariable Value Reduced Cost X1 60.00000 0.000000X2 10.00000 0.000000X3 50.00000 0.000000X4 0.000000 0.000000X5 30.00000 0.000000X6 0.000000 0.000000例2.一家中型的百货商场,它对售货员的需求经过统计分析如下表所示。
为了保证售货人员充分休息,售货人员每周工作5天,休息两天,并要求休息的两天是连续的。
问应该如何安排售货人员的作息,既满足工作需要,又使配备的售货人员的人数最少?解:设x i ( i = 1,2,…,7)表示星期一至日开始休息的人数,这样我们建立如下的数学模型。
目标函数:Min x1 + x2 + x3 + x4 + x5 + x6 + x7约束条件:s.t. x1 + x2 + x3 + x4 + x5 ≥28x2 + x3 + x4 + x5 + x6 ≥15x3 + x4 + x5 + x6 + x7 ≥24x4 + x5 + x6 + x7 + x1 ≥25x5 + x6 + x7 + x1 + x2 ≥19x6 + x7 + x1 + x2 + x3 ≥31x7 + x1 + x2 + x3 + x4 ≥28x1,x2,x3,x4,x5,x6,x7 ≥0lingo求解Objective value: 36.00000Variable Value Reduced Cost X1 12.00000 0.000000X2 0.000000 0.3333333 X3 11.00000 0.000000X4 5.000000 0.000000X5 0.000000 0.000000X6 8.000000 0.000000X7 0.000000 0.000000例3. 某储蓄所每天的营业时间为上午9:00到下午17:00,根据经验,每天不同时间段所需要储蓄所可以雇佣全时和半时两类服务员。
线性规划案例分析
2.某市柴油机厂年度产品生产计划的优化研究1)问题的提出某市柴油机厂是我国生产中小功率柴油机的重点骨干企业之一,主要产品有2105柴油机、X2105柴油机、X4105柴油机、X4110柴油机、X6105柴油机、X6110柴油机,产品市场占有率大,覆盖面广,广泛用于农业机械、工程机械、林业机械、船舶、发电机组等。
在同行业中占有一定的优势。
但另一方面,也确实存在管理方法陈旧、管理手段落后的实际问题,尤其是随着经济体制改革的深入,以前在计划经济体制下生存的国营企业越来越不适应市场经济的要求。
为改变这种不利局面,厂领导决定实行科学管理,其中努力提高企业编制产品生产计划的科学性是一个重要的目标。
2)生产现状及资料分析柴油机的主要生产过程为原材料经过锻造、铸造或下料,再进行热处理、机加工工序,进入总装,最后试车、装箱、入成品库。
该厂将毛坯生产工艺,即锻造、铸造或下料过程渐渐向外扩散,形成专业化生产,以达到规模效益,故该厂柴油机生产过程主要可以分三大类:热处理、机加工、总装。
与产品生产有关的数据资料如下:每种产品的单位产值如下表:每件产品所需的热处理、机加工、总装工时及全厂能提供的三种总工时如下表:产品原材料主要是生铁、焦碳、废钢、钢材四大类资源,供应科根据历年的统计资料及当年的原材料市场情况,给出了各种原材料的最大供应量如下表:油机今年的市场需求量如下表:根据以上情况,该企业应如何制定当年销售收入最大的生产计划方案?根据题设,可以获得约束方程如下:Max Z=5400X1+6500X2+12000X3+14000X4+18500X5+20000X610.58X1+11。
03X2+20.11X3+32。
26X4+37。
68X5+40。
84X6〈=120000 14。
58X1+7.05X2+23。
96X3+27.7X4+29。
36X5+40。
43X6<=9500017.08X1+150X2+29.37X3+33.38X4+55。
线性规划算法的应用案例
线性规划算法的应用案例线性规划是应用最广泛的数学优化方法之一,也是一种非常有效的运筹学技术。
它的基本思想是将问题建模成一组线性方程和线性不等式的组合,通过寻找最优解来实现目标最大化或最小化。
线性规划算法广泛应用于制造业、金融、物流和交通等领域,以下将介绍几个重要的应用案例。
1. 生产计划和调度线性规划算法可以用于制造业的生产计划和调度。
例如,在一家造纸厂中,有若干个可用的生产线、仓库和运输车辆,需要考虑原材料的成本、工人的人工费用、工厂的能耗费用以及运输的成本等因素,制定出最佳的生产计划和调度方案。
对于这类问题,可以将目标函数设置为生产成本最小化或产出效率最大化,约束条件包括原材料的库存量、生产线的容量和物流的时间窗口等。
通过使用线性规划算法,可以得到最佳的生产计划和调度方案,使得企业的生产效率和盈利能力得到提升。
2. 市场营销和广告投放线性规划算法可以帮助企业制定最佳的市场营销和广告投放方案。
例如,在一家快递公司中,需要制定如何调整价格策略、开拓市场份额、投放广告等方案,以达到最大化利润或最小化成本的目标。
对于这类问题,可以将目标函数设置为销售额最大化或成本最小化,约束条件包括市场份额的限制、广告投放预算的限制等。
通过使用线性规划算法,可以得到最佳的市场营销和广告投放方案,提高企业的营销效率和市场竞争力。
3. 交通运输和物流配送线性规划算法可以用于交通运输和物流配送领域。
例如,在一个物流中心中,需要规划配送路线和运输车辆的分配,以最小化交通堵塞和物流成本的影响。
对于这类问题,可以将目标函数设置为运输成本最小化或配送效率最大化,约束条件包括车辆数量的限制、货物配送时间的限制等。
通过使用线性规划算法,可以得到最佳的路线规划和车辆分配方案,提高企业的配送效率和物流运转效率。
4. 金融投资和风险管理线性规划算法可以用于金融投资和风险管理领域。
例如,在一个投资银行中,需要制定最佳的投资组合和股票交易策略,以最大化收益和降低风险。
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线性规划应用案例分析线性规划是一种在数学和运营管理中常见的优化技术。
它涉及到在一组线性不等式约束下,最大化或最小化一个线性目标函数。
这种技术可以应用于许多不同的领域,包括供应链管理、资源分配、投资组合优化等。
本文将探讨几个线性规划应用案例,以展示其在实际问题中的应用和价值。
某制造公司需要计划生产三种产品,每种产品都需要不同的原材料和生产时间。
公司的目标是最大化利润,但同时也受到原材料限制、生产能力限制以及每种产品市场需求限制的约束。
通过使用线性规划,该公司能够找到最优的生产计划,即在满足所有约束条件下,最大化利润。
某物流公司需要计划将货物从多个产地运输到多个目的地。
公司的目标是最小化运输成本,但同时也受到运输能力、货物量和目的地需求的约束。
通过使用线性规划,该公司能够找到最优的运输方案,即在满足所有约束条件下,最小化运输成本。
某投资公司需要将其资金分配给多个不同的投资项目。
每个项目都有不同的预期回报率和风险水平。
公司的目标是最大化回报率,同时也要保证投资风险在可接受的范围内。
通过使用线性规划,该公司能够找到最优的投资组合,即在满足所有约束条件下,最大化回报率。
这些案例展示了线性规划在实践中的应用。
然而,线性规划的应用远不止这些,它还可以用于诸如资源分配、时间表制定、路线规划等问题。
线性规划是一种强大的工具,可以帮助决策者解决复杂的问题并找到最优解决方案。
线性规划是一种广泛应用的数学优化技术,适用于在多种资源限制下寻求最优解。
这种技术涉及到各种领域,包括工业、商业、运输、农业、金融等,目的是在给定条件下最大化或最小化线性目标函数。
下面我们将详细讨论线性规划的应用。
线性规划是一种求解最优化问题的数学方法。
它的基本思想是在一定的约束条件下,通过线性方程组的求解,求得目标函数的最优解。
这里的约束条件通常表现为一组线性不等式或等式,而目标函数则通常表示为变量的线性函数。
工业生产:在工业生产中,线性规划可以用于生产计划、物料调配、人力资源分配等方面。
例如,在制造企业中,线性规划可以用于确定最佳的生产计划,以满足市场需求并最大化利润。
商业运营:在商业运营中,线性规划可以用于库存管理、销售预测、物流配送等方面。
例如,在零售企业中,线性规划可以用于确定最佳的库存管理和物流配送方案,以降低成本并提高客户满意度。
交通运输:在交通运输中,线性规划可以用于路线规划、车辆调度、运输成本优化等方面。
例如,在物流企业中,线性规划可以用于确定最佳的运输路线和车辆调度方案,以降低运输成本并提高运输效率。
农业管理:在农业管理中,线性规划可以用于农作物种植计划、水资源调配、农药使用等方面。
例如,在农民合作社中,线性规划可以用于确定最佳的农作物种植计划和水资源调配方案,以提高农作物产量并降低生产成本。
金融投资:在金融投资中,线性规划可以用于资产配置、投资组合优化、风险管理等方面。
例如,在投资银行中,线性规划可以用于确定最佳的投资组合配置方案,以最大化收益并控制风险。
简单易用:线性规划的方法简单直观,容易理解和应用。
无论是学术界还是企业界,都可以轻松地掌握这种方法。
适用性强:线性规划可以解决各种类型的问题,无论是生产计划、库存管理还是投资组合优化,都可以通过线性规划找到解决方案。
效率高:线性规划的求解方法非常高效,可以在短时间内找到最优解。
这对于需要快速决策的企业来说是非常重要的优点。
稳定性好:线性规划的解通常具有很好的稳定性,这意味着一旦找到了最优解,就可以在很长一段时间内使用这个解,而不需要频繁地重新计算。
随着计算机技术和大数据技术的不断发展,线性规划的应用前景越来越广泛。
一方面,更高效的求解算法和更强大的计算机硬件可以处理更大规模的问题;另一方面,通过结合大数据技术,可以更好地挖掘和分析各种数据背后的规律和趋势,从而为线性规划的求解提供更准确的信息和指导。
随着人工智能技术的不断发展,基于机器学习的优化算法也越来越成熟。
这些算法可以自动地学习和优化模型参数,从而提高线性规划的求解效率和精度。
未来,这些技术将进一步推动线性规划的应用和发展。
线性规划是一种非常有效的数学优化方法,广泛应用于各个领域。
无论是工业生产、商业运营还是交通运输、农业管理和金融投资,都可以通过线性规划找到解决方案。
随着计算机技术和大数据技术的不断发展,线性规划的应用前景将更加广阔。
对偶线性规划问题及灵敏度分析在测绘运筹学中的应用对偶线性规划问题和非线性规划问题一样,是数学规划的一个重要分支。
在现实生活中,许多实际问题都可以转化为对偶线性规划问题,例如在测绘运筹学中,利用对偶线性规划方法解决资源分配、路径规划等问题。
本文将对偶线性规划问题及灵敏度分析进行实例讲解,以其在测绘运筹学中的应用为背景,阐述其原理、方法和应用价值。
在测绘运筹学中,对偶线性规划问题经常出现在资源分配和路径规划等场景中。
例如,在多基站网络中,如何将有限的频谱资源在各个基站之间进行合理分配,使得整个网络的性能最优,就可以转化为一个对偶线性规划问题。
同样,在城市交通网络中,如何规划最短路径或最小时间路径,也是对偶线性规划问题的典型应用。
max z = c^T x + d^T y s.t. A x + B y = b, x ∊ X, y ∊ Y其中,x和y分别是决策变量向量,c和d分别是目标函数系数向量,A和B分别是约束矩阵,b是约束向量,X和Y分别是决策变量约束域。
灵敏度分析是指分析目标函数或约束条件在给定范围内的变化对最优解的影响。
在解决对偶线性规划问题时,灵敏度分析可以帮助我们理解目标函数和约束条件的重要性,同时也可以提供决策调整的依据。
下面以一个多基站网络的资源分配问题为例,进行对偶线性规划分析和灵敏度分析。
问题描述:假设有一个由n个基站组成的网络,每个基站有m种资源(如频谱、能量等)。
目标是最小化网络中所有基站的总传输延迟。
传输延迟与资源的分配和距离有关,因此我们需要合理分配资源,以最小化总传输延迟。
灵敏度分析:我们需要确定灵敏度矩阵。
灵敏度矩阵可以表示目标函数或约束条件的相对重要性。
在本例中,我们可以计算出每种资源分配的变化对总传输延迟的影响程度。
然后,我们可以根据灵敏度矩阵计算敏感度系数,以进一步了解哪些资源的分配对总传输延迟的影响最大。
通过绘制灵敏度曲线,我们可以直观地看出各种资源分配的变化对总传输延迟的影响。
通过对偶线性规划问题及灵敏度分析在测绘运筹学中的应用实例讲解,我们可以看到对偶线性规划问题在解决实际问题中的重要性和优势。
对偶线性规划方法不仅可以处理复杂的线性规划问题,还可以通过灵敏度分析深入了解目标函数和约束条件的重要性。
然而,对偶线性规划问题也存在一些不足之处,例如可能存在数值不稳定性和无法处理非线性问题等。
因此,未来研究可以针对这些问题进行改进和优化,以便更好地解决实际应用中的复杂问题。
随着全球化和数字化的发展,企业管理面临着越来越多的挑战。
为了在激烈的市场竞争中获得优势,企业需要采用更加科学和高效的管理方法。
线性规划模型作为一种重要的数学工具,在企业管理中发挥着越来越重要的作用。
本文将介绍线性规划模型的基本概念、建立方法、分析方法以及在管理领域中的应用案例,旨在强调线性规划模型在管理领域中的应用优势和前景。
线性规划模型是一种数学模型,用于描述具有线性关系的管理问题。
在实际生活中,很多管理问题都可以转化为线性规划模型,例如生产计划、资源分配、运输问题等。
线性规划模型具有以下特点:决策变量、目标函数和约束条件之间存在线性关系。
线性规划模型的最优化问题包括最小化或最大化目标函数,同时满足约束条件。
通过求解线性规划模型,可以找到最优解,即使得目标函数取得最小值或最大值时的决策变量取值。
基于问题建立线性规划模型。
首先需要明确管理问题的实际背景和目标,根据实际情况建立相应的线性规划模型。
设定约束条件。
约束条件包括资源约束、技术约束和需求约束等,是限制决策变量取值的条件。
确定决策变量。
决策变量是线性规划模型的未知数,需要根据实际问题的特点来选择合适的决策变量。
列出目标函数。
目标函数是线性规划模型的核心,需要根据实际问题的目标来选择合适的目标函数。
使用数学软件求解线性规划模型。
常用的求解软件包括MATLAB、Excel Solver和Gurobi等。
线性规划模型的分析方法包括表格、图形和数值分析方法。
通过这些方法可以评估模型的可行性、最优解以及灵敏度等。
具体来说:灵敏度分析:灵敏度分析用于研究目标函数和约束条件对最优解的影响程度。
通过灵敏度分析,可以了解最优解对各个决策变量的敏感程度以及各个约束条件的约束力度。
风险分析:风险分析用于评估线性规划模型的最优解在不同概率分布下的期望值和方差等统计指标,从而了解最优解的风险水平。
资源分配:资源分配用于研究如何将有限的资源合理地分配给各个决策变量,以使得目标函数取得最优值。
常用的资源分配方法包括权重法和比例法等。
线性规划模型在管理领域有广泛的应用,以下是几个具体案例:生产计划:某制造企业需要根据市场需求和生产能力制定生产计划,以使得利润最大化。
通过建立线性规划模型并求解,可以制定出最优的生产计划方案。
库存管理:某零售企业需要合理地确定各个商品的库存量,以使得库存成本最低并满足客户需求。
通过建立线性规划模型并求解,可以制定出最优的库存管理方案。
人力资源管理:某企业需要根据员工的能力、需求和任务要求合理地分配员工工作岗位,以使得企业整体绩效最大。
通过建立线性规划模型并求解,可以制定出最优的人力资源管理方案。
线性规划模型在企业管理领域中发挥着重要作用,可以有效地解决各种具有线性关系的管理问题,为企业提供科学、高效的决策支持,从而为企业创造更大的价值。
线性规划是一种数学优化技术,在经济管理中发挥着越来越重要的作用。
它通过建立线性目标函数和约束条件,寻求最优决策方案,以实现经济效益最大化或资源利用最优化。
本文将介绍线性规划在经济管理中的应用背景、案例分析以及理论阐述,以期为读者深入理解线性规划在经济管理中的应用提供有益的参考。
经济管理涉及到各种资源的配置和优化,如人力、物力、财力等。
随着市场竞争的加剧和经济环境的变化,如何实现资源的最优配置成为经济管理中的重要问题。
线性规划方法的出现,为经济管理提供了有效的工具,可以帮助企业在有限的资源条件下,实现产出最大化或成本最小化等目标。
假设某制造企业生产两种产品,产品A和产品B,每种产品都需要消耗两种资源,资源1和资源2。
企业现有一定量的资源1和资源2,如何分配这些资源才能使两种产品的总利润最大化?这是一个典型的线性规划问题。
我们可以建立线性目标函数,即总利润最大化。
设产品A的利润为p1,产品B的利润为p2,资源1的数量为x1,资源2的数量为x2。
因此,目标函数可以表示为:Maximize: p1x1 + p2x2然后,我们需要确定约束条件。