汽车公司的生产计划与决策

我们参赛选择的题号是（从A/B/C/D中选择一项填写）： B

我们的参赛报名号为（如果赛区设置报名号的话）：

所属学校（请填写完整的全名）：福建师范大学福清分校

参赛队员(打印并签名) ：1. 唐权

2. 刘晓扬

3. 张伟春

指导教师或指导教师组负责人(打印并签名)：陈泗盛

日期： 2013年 1月4日

汽车公司的生产计划与决策

摘要

目前，汽车公司打算生产一些新型的汽车，由于以利润最大化为目标，所以汽车公司在生产计划与决策上需要得到一个最优的方案，本题主要是研究最优化为问题，从而得到一个双赢的策略，既满足人们的需求，也得到了利润最大。

本题是一个规划问题，需要在几种车型中选择适合生产的配置方案。题目给我们提供了各种车型的生产成本、售价，以及工时和预计销售量等约束条件，让我们以获得最大利润为目的来分配利用资源。在此可以建立线性规划模型结合0-1规划、整数规划、多目标来解决问题，利用MAILAB计算求得结果。

关键词：生产计划和决策线性规划整数规划

优化模型

一、问题重述

某汽车公司拟生产一批新款式的轿车，初步确定有以下几种配置方案可供选择（括号内为成本价）：

发动机E 2.0L （e 1=2.1万元），1.8 L （e 2=1.7万元），1.6L （e 3=1.5万元） 换挡D 手动（d 1=1.3万元） 自动（d 2=2.2万元）

天窗W 无天窗（w 1=0万元） 手动天窗（w 2=0.5万元），电动天窗（w 3=0.8万元）

整车的其他成本是 C 0=8万元。

（1） 各种车型的预计售价和市场需求量如表1，试确定每一种车型的生产成本和

预计销售利润。

（2） 如果该汽车公司有10条生产线，每条生产线每天工作8小时，试问应该如

何安排生产计划可使每月（按30天计算）所获利润最大？ （3） 公司市场情报部门预测到未来一段时期各种车型的市场需求量会增加一

倍，故考虑将生产线由原来的10条增加到15条，此外，考虑到同时生产两种或两种以上配置的轿车的成本较高，公司决定只选择一种配置车型进行生产，同时将生产线由10条增加到15条，此时应该如何安排生产计划可使每月（按30天计算）所获利润最大？

（4） 由于问题（3）中的市场需求是一个预测值，随着市场行情的变化，实际需

求量与该值可能有一定的误差。因此按预测数据做出的生产计划可能有一定的风险因素。进一步考虑预期市场的销售量是按一定的概率分布来实现的，具体的概率分布如表2所示。在这种情况下，如果公司有15生产线，并且只考虑生产一种型号的轿车，那么按照最大期望效益的准则应该如何安排每月的生产计划是的获利最大？

二、问题分析

针对问题1，可以根据表1和题目中给出的条件，分析每一种车型的生产成本，并用一个简单的线性模型求出，在根据得出生产成本和已知的预计售价，确定预计销售利润；

针对问题2，要得出每月所获利润最大，可对生产计划进行分析，得出相应的模型。这是一个线性整数规划问题，可以设i X 为生产第i 种车型的辆数，列出一个求最值的线性规划模型，再对其进行取整，使用LINGO 软件进行求解，从而得到利润最大；

针对问题3，由于它的市场需求量增加一倍，生产线由10条增加到15条，可以利用问题二的模型，改变相应的条件，然后我们再引进0-1变量i Y ，i Y 表示是否生产第i 种车型的车，取0表示不生产，取1表示生产，来约束只选择一种配置

车型进行生产，实现利润最大；

针对问题4，可以先根据表二，利用离散型期望公式，计算出最大期望效益的市场需求预测值，再利用0-1变量建立线性整数规划模型，得出按照最大期望效益的准则条件下的最大利润；

针对问题5，只是在问题4的基础上把条件做改变，就可得到生产车型由一种变为两种时的利润。

综合来看本题的所有问题，该题就是一个很普通的线性规划取整问题并结合了0-1变量，而它的复杂之处在于它的约束条件不停地变化，要不断地改变来满足条件。

三、模型假设

1、市场的最终需求是确定的；

2、市场需求量波动是连续的且服从正态分布；

3、工人和生产线在生产期间是正常的没出现什么特殊情况；

4、原材料生产量的波动是连续的；

5、商品生产量波动是连续的。

四、符号说明

A随机变量（l=270,280,290,300）

l

C固定成本

C成本的种类（i=1,2 (18)

i

D换挡的种类（j=1,2,3）

j

E发动机的种类（k=1,2,3）

k

h一种车型需要的工时（i=1,2 (18)

i

H一月的总工时(i=1,2)

i

i p 期望准则下发生的概率 i P 预计售价种类（i =1,2…，18） i q 生产的车辆数（i =1,2…，18） i Q 预计生产的车辆数（i =1,2…，18） i R 预计销售利润（i =1,2…，18） m W 天窗的种类（m =1,2,3）

i X 生产第i 种车型的数量（i =1,2, (18)

i Y 是否生产第i 种车型 （取0表示不生产，取1表示生产）

n Z 目标利润（n =1,2, (4)

五、模型的建立与求解

5.1 问题一

5.1.1 各种车型的预计售价和市场需求量如表1，试确定每一种车型的生产成本和预计销售利润？ 5.1.2模型建立

用i C （i =1,2，……，18）表示每种车型的生产成本， 0C 表示固定成本，k E 表示发动机的种类（k =1,2,3），j D 表示换挡的种类（j =1,2,3），m W 表示天窗的种类（m =1,2,3）计算公式如下： 0i j k m C C D E W =+++；

用i R （i =1,2，……，18） 表示每种车型的预计销售利润，i P 表示预

计售价种类（i =1,2…，18），计算公式如下：i i i R P C =-；

5.1.3 模型求解

用EXCEL 计算求得每一种车型的生产成本和预计销售利润如下表

生产成本

预计利润 （万元）

（万元）

11.4 2.6 12.3

2.9