最新运筹学多目标规划(2)

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第五章运筹学目标规划

第五章运筹学目标规划

目标约束(软约束):引入正、负偏差变量后,对各 个目标建立的目标约束方程。
c x d d kj j k k Ek j 1 n
原来的目标函数变成了约束条件的一部分,即目标约 束(软约束)
原来的目标函数,在目标规划中只是成了问题要达到的
目标之一 ,“目标利润不低于12(百元 )”, 可以表示 成 min{d1-}
利润(元/件)
I 5 4 6
II 10 4 8
资源限量 60 40
• 设产品I和II的产量分别为X1和X2,当用 线性规划来描述和解决这个问题时,其 数学模型为: max z 6 x1 8 x2
5 x1 10x2 60 4 x1 4 x2 40 x ,x 0 1 2
例1.某企业计划生产甲、乙两种产品,这些产品分别要在 A、B、C、D四种不同的设备上加工。各产品占用资源数 量,资源拥有量及产品利润见下表。问如何安排生产,才 能获得最大的总利润?
消耗 产品 甲 乙
设备
设备工作 台时
A
B C D 利润(百元/件)
2 1 4 0 2
2 2 0 4 3
12 8 16 12
解:设 x1, x2 分别表示甲乙产品的产量,则相应的线性 规划模型为: max z 2 x1 3 x2
2 x1 2 x2 12 x1 2 x2 8 s.t . 4 x1 16 4 x2 12 x1 , x2 0
它的最优解为: x1 =4, x2 =2, z =14
d+——超出目标的差值,称正偏差变量; d-——未达到目标的差值,称负偏差变量。
d+与d-两者必有一个为零
(1)d-=0,d+>0 表示实际值超出规定目标值; (2)d->0,d+=0 表示实际值未达到目标值; (3)d-=0,d+=0 表示实际值同规定目标值恰好一致。

运筹学基础-目标规划(2)

运筹学基础-目标规划(2)

设备负荷(台小时) 设备负荷(台小时) 单位产品利润 (元) 元
(1) 第1级目标是要完成或超额完成利润指标45000元; (2) 第2级目标是产品甲的生产件数不得超过200件;产品乙的生产件数不得低 于250件; (3) 第3级目标是现有钢材3600吨必须用完 试建立目标规划模型 目标规划模型。 目标规划模型
解 设A,B,C三种产品每月的产量分别为x1,x2,x3;单位工时利润分 别为1000/5=200,1440/8=180,2520/12=210。故单位工时利润比例为 20:18:21。于是得到目标规划模型为 min Z=P1d1-+ P2(20d2- +18 3- +21 4- ) + P3d5++ P4(20d6- +18 7- +21 8- ) (20 18d 21d (20 18d 21d
d+——超出目标的差值,称正偏差变量; d-——未达到目标的差值,称负偏差变量;
2.绝对约束与目标约束 2.绝对约束与目标约束 绝对约束又称系统约束,是指必须严格满足的等式和不等 绝对约束 式约束。 目标约束: 目标约束:对那些不严格限定的约束,连同原线性规划 建模时的目标函数 目标函数转化为的约束,称为目标约束 目标约束。 目标函数 目标约束
每月运转时间是170小时,充分利用现有工时,必要时加班,列为第一优先级 小时,充分利用现有工时,必要时加班, 每月运转时间是 小时 A,B,C的最低产量分别为 ,5,8台,列为第二优先级 的最低产量分别为5, , 台 的最低产量分别为 生产线的加班时每月不超过20小时, 生产线的加班时每月不超过 小时,列为第三优先级 小时 A,B,C的月销售指标分别为 ,12,10台,列为第四优先级 的月销售指标分别为10, , 台 的月销售指标分别为
上节小结:目标规划的基本概念

运筹学多目标规划(2)

运筹学多目标规划(2)

0 λ
-1/4 1/4
主元运算:第二行加上第三行(-2)倍
0 x1 -P1 0 d1d2x1 P1 P2 0 0 1 0 x2 1 2 1/2 0 d1+ -1 0 0 -P1 -5p2 0 d1- d2+ d21 0 0 0 -1 0 0 1 0 -p2 d3+ 3/2 1/2 -1/4 0 d30 -1/2 1/4 100 40 30
第二行除以2
0 x1 -P1 0 d1x2 x1 P1 P2 0 0 1 0 0 0 x2 1 1 1/2 1 0 0 d1+ -1 0 0 -1 0 -P1 -5p2 0 d1- d2+ d21 0 0 0 0 0 0 -p2 d3+ 0 d320 30
3/2 -3/2 100
0 λ
-1/2 1/2 1/4 -1/4 0 0 -1/4 1/4 0 -5 0 0 3/2 -3/2 -1 0
0 λ
1/2 0
-1/4 1/4
主元运算:第一行加上第三行(-6)倍
0 x1 -P1 0 d1 d2 d3 P1 P2 0 2 1 0 x2 1 3 1/2 0 d1+ -1 0 0 -P1 -5p2 d1 1 0 0 0 -p2 d3 + 0 d3 -
d2 + d2 0 -1 0 0 1 0
3/2 -3/2 100 0 0 100 30
0 λ
0 x1 -P1 0 d1 d2 x1 P1 P2 0 0 1 0 0
0 x2 1 (2) 1/2 1 0
0 d1+ -1 0 0 -1 0
-P1 -5p2 d1 1 0 0 0 0
0
-p2 d3 +
0 d3 -

运筹学课件第四章 目标规划

运筹学课件第四章 目标规划

一、目标规划的数学模型
例4、电视机厂装配25寸和21寸两种彩电,每台
第四章
电视机需装备时间1小时,每周装配线计划开动40小
时,预计每周25寸彩电销售24台,每台可获利80元, 每周21寸彩电销售30台,每台可获利40元。 该厂目标:
1、充分利用装配线,避免开工不足。
2、允许装配线加班,但尽量不超过10小时。 3、尽量满足市场需求。
(70,50),11000;
E(50,100),13000。
50
d+.d- =0
B O 50 100
X1 100X1+80X2 = 10000
二、目标规划的图解法
例2:用图解法求解。
第四章
min z
P d P d d P d 1 1 2 2 2 3 3


4 x1 16 4 x2 12 x x d d 1 2 1 1 0 s.t. x 2 x d d 1 2 2 2 8 2 x1 3 x2 d 3 d3 12 x , x , d , d i 1,2,3 1 2 i i 0
一、目标规划的数学模型
例3 Ⅰ Ⅱ 资源拥有量
第四章
原材料(公斤)
设备(小时) 利润(千元/件)
2
1 8
1
2 10
11
10
(1)、原材料价格上涨,超计划要高价购买,所以 要严格控制。
(2)、市场情况,产品Ⅰ销售量下降,产品Ⅰ的产 量不大于产品Ⅱ的产量。 (3)、充分利用设备,不希望加班。 (4)、尽可能达到并超过利润计划指标56千元。
一、目标规划的数学模型
目标规划数学模型涉及的基本概念 1、偏差变量

多目标规划(运筹学)

多目标规划(运筹学)

09:18
3
目标规划模型的约束和目标 目标规划模型里,目标被描述成了约束条件 约束分为软约束和硬约束
硬约束:必须得到满足的条件 软约束(目标约束):描述模型目标的约束条件
硬约束必须得到满足 目标规划模型的目标是各个目标约束满足程 度的偏差量的加权和
09:18
4
目标约束建模:
如一个管理者构建了一个劳动力工时的目标,则:
阅读材料:
书P153,例7-1 书P160-161,7-3节
09:18
13
第二节 层次分析法
多准则决策问题(multi-criterion decision making problems) 可分为:
多目标决策问题(multi-objective decision making problem):决策变量是连续的,备选方案有无限多。如 目标规划可以解决此类问题。
主要内容
了解目标规划与线性规划的相同点与不同点 掌握建立目标规划模型的方法 可用图解法解决有两决策的目标规划 掌握用描述层次分析法解决的问题 熟悉用AHP计算每个方案的一致性比例、优 先级百分比和优先级分数方法
09:18
1
第一节 目标规划
目标规划的来源
管理层的目标通常包括下面一些内容:
▪保持稳定的利润 ▪增加市场份额 ▪多样化产品线 ▪保持价格稳定
12x1+9x2+15x3+u1-v1=125 5x1+3x2+4x3+u2-v2=40 5x1+7x2+8x3+u3-v3=55 xi0, ui 0, vi0
09:18
8
LINDO中数据输入为
Min 5u1+2v2+4u2+3v3 St 12x1+9x2+15x3+u1-v1=125 5x1+3x2+ 4x3+u2-v2=40 5x1+ 7x2+ 8x3 +u3-v3=55 end

多目标规划(运筹学

多目标规划(运筹学

环境与资源管理
资源利用
多目标规划可用于资源利用优化,以最 大化资源利用效率、最小化资源浪费为 目标,同时考虑环境保护、可持续发展 等因素。
VS
环境污染控制
多目标规划可以应用于环境污染控制,以 最小化污染排放、最大化环境质量为目标 ,同时考虑经济成本、技术可行性等因素 。
城市规划与交通管理
城市布局
发展更高级的建模语言和工具, 以简化多目标规划问题的描述和 求解过程。
求解算法
02
03
混合整数规划
研究更高效的求解算法,以处理 大规模、高维度的多目标规划问 题。
研究如何将连续变量和离散变量 有效地结合在多目标规划问题中, 以解决更广泛的优化问题。
数据驱动的多目标优化
数据驱动决策
利用大数据和机器学习技术,从大量数据中提取有用的信息,以 支持多目标决策过程。
案例二:投资组合优化
总结词
投资组合优化是多目标规划在金融领域的应 用,旨在实现投资组合的风险和回报之间的 最佳平衡。
详细描述
在投资组合优化中,投资者需要权衡风险和 回报两个目标。多目标规划方法可以帮助投 资者找到一个最优的投资组合,该组合在给 定风险水平下能够获得最大的回报,或者在 给定回报水平下能够实现最小的风险。通过 考虑多个目标,多目标规划可以帮助投资者 避免过度依赖单一目标而导致的潜在风险。
在多目标规划中,约束条件可能包括资源限制、时间限制、技术限制等,需要综合考虑各种因素来制 定合理的约束条件。
决策变量
决策变量是规划方案中需要确定的参 数,其取值范围和类型根据问题的实 际情况而定。
在多目标规划中,决策变量可能包括 投资规模、生产能力、产品种类等, 需要合理选择和定义决策变量,以便 更好地描述问题。

高等教育运筹学课程多目标规划

高等教育运筹学课程多目标规划
每月销售唱机不少于80台 X2 + d3 d3+=100
每月销售录音机为100台 2X1+ X2+ d4 d4+=180
不使A车间停工 X1+ 3X2+ d5 d5+=200
不使B车间停工 d4++ d41 d41+=20
A车间加班时间限制在20小时内 X1;X2;d ; d + ;d41;d41+ 0i=1;2;3;4;5
6X1+4X2+ d1 d1+=280 2X1+3X2+ d2 d2+=100 4X1+2X2+ d3 d3+=120
X1;X2;di; di+ 0i=1;2;3
练习1
某车间有A B两条设备相同的生产线;它们 生产同一种产品 A生产线每小时可制造2件 产品;B生产线每小时可制造1 5件产品 如果 每周正常工作时数为45小时;要求制定完成 下列目标的生产计划:
产品 /资源

原材料钢 (吨)
2
加工时间(小时)
4
单位利润(百元)
6
可利用

的资源
总量
3
100
2
120
4
解:设生产甲产品X1件;乙产品X2件;则应用线性规划;建立模 型如下:
MAX Z=6X1+4X2 2X1+3X2<100 4X1+2X2<120 X1 X2 > 0
用单纯形法求得最优解=20;20;最优值=200百元
0 0 1/2 5/4
最终单纯形表为:
C
64 00
CB XB X1 X2 X3 X4 b

目标规划运筹学讲义

目标规划运筹学讲义

•黑 白 ••B.••A.
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
•满意解 (优先 彩电•不) •彩能
•黑 •满意解

(优先 ••B.••A.黑白)
•彩

•第四章:目标规划及其图解法(1)
•总结本节课:目标规划难点三个 •难点1.建立模型中:目标函数偏差是正或者负 •难点2.图解方法中:方向偏差是正或者负 •难点3.图解方法中:判断解
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索

•第四章:目标规划单纯形法和灵敏度(2

•P106 例
目标规划单纯形法
•Min z=p1d1++p2(d2-+d2+)+ p3d3-
• 2x1+ x2+ Xs
x1- x2
+ d1- -d1+
x1 + 2x2
+d2_-d2+
=11 =0 =10
• 8x1 + 10x2
d CB XB X1 X2 Xs
1
d1+
d2-
d2+ d3-
d3+
B-1
b
0 XS
0 d1-
0 X2 1/2 1
1/2 1/2
5 5/1.
5
P3 d3-
P1
1
检 P2
验 数
P3
-1 -2 -8 -10
2 1
•把这一行所有数乘以(2P2+10P3)加到检验数这一行:
•(- P2 - 8P3)+ (1/2) (2P2+10P3)= - 3P3
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
•要点2 检验数的计算 •

运筹学第四章多目标规划

运筹学第四章多目标规划

4、All that you do, do with your might; things done by halves are never done right. ----R.H. Stoddard, American poet做一切事都应尽力而为,半途而废永远不行6.17.20216.17.202110:5110:5110:51:1910:51:19
di+= fi(X)-fi(0) fi(X)>fi(0)
0
fi(X)fi(0)
负偏差变量(di-):
实际决策值低于第i个目标值的数量
di-= 0
fi(X)fi(0)
fi(0) -fi(X) fi(X)<fi(0)
di+0 说明实际值超过目标值 则di-=0
di-0 说明实际值低于目标值 则di+=0
9、要学生做的事,教职员躬亲共做; 要学生 学的知 识,教 职员躬 亲共学 ;要学 生守的 规则, 教职员 躬亲共 守。21 .7.221. 7.2Frid ay , July 02, 2021 10、阅读一切好书如同和过去最杰出 的人谈 话。23:46:4423 :46:442 3:467/2 /2021 11:46:44 PM 11、一个好的教师,是一个懂得心理 学和教 育学的 人。21. 7.223:4 6:4423:46Jul-2 12-Jul- 21 12、要记住,你不仅是教课的教师, 也是学 生的教 育者, 生活的 导师和 道德的 引路人 。23:46:4423:4 6:4423:46Friday , July 02, 2021 13、He who seize the right moment, is the right man.谁把握机遇,谁就心想事成。21.7.221.7.22 3:46:44 23:46:4 4July 2, 2021 14、谁要是自己还没有发展培养和教 育好, 他就不 能发展 培养和 教育别 人。202 1年7月 2日星 期五下 午11时4 6分44 秒23:46:4421.7. 2 15、一年之计,莫如树谷;十年之计 ,莫如 树木; 终身之 计,莫 如树人 。2021 年7月下 午11时 46分21 .7.223:46July 2, 2021 16、提出一个问题往往比解决一个更 重要。 因为解 决问题 也许仅 是一个 数学上 或实验 上的技 能而已 ,而提 出新的 问题, 却需要 有创造 性的想 像力, 而且标 志着科 学的真 正进步 。2021 年7月2 日星期 五11时4 6分44 秒23:46:442 17、儿童是中心,教育的措施便围绕 他们而 组织起 来。下 午11时4 6分44 秒下午1 1时46 分23:46:4421.7. 2

运筹学课件 第五章多目标规划

运筹学课件 第五章多目标规划
目标3 :应尽可能利用现有设备,但不希望加班; 目标4 :应尽可能达到并超过计划利润指标(56元)。
这样,在考虑产品生产决策时,不再是单纯追求利润 最大,而是同时要考虑多个目标,这样的问题一般的线性
规划方法已无法解决,需引入一种新的数学模型——目 标规划。
二、目标规划模型的建立
1. 偏差变量
用来表示实际值与目标值之间的差异。
线性目标约束的一般形式是:
fi
X
d
i
d
i
bi
其中:
n
X x1 , x2 , , xn T , fi X Cij x j i1
3. 优先因子和权系数
目标规划中,当决策者要求实现多个目标时,这些目
标之间是有主次区别的。 凡要求第一位达到的目标,赋于优先因子 p1,要求第
二位达到的目标,赋于优先因子 p2 …并规定 pk+1∝pk,表 示 pk 比 pk+1 有绝对优先权。因此,不同的优先因子代表 着不同的优先等级。
d + —— 超出目标的差值,称为正偏差变量。 d - —— 未达到目标的差值,称为负偏差变量。
因实际决策值不可能既超过目标值又低于目标值,故 最终结果中恒有 d + ·d - =0 (即两者至少有一个为0)。
目标规划中,一般有多个目标值,每个目标值都相应 有一对偏差变量 。
2. 绝对约束和目标约束
在实现多个目标时,首先保证 p1 级目标的实现,这 时可不考虑其它级目标,而 p2 级目标是在保证 p1 级目标 值不变的前提下考虑的,以此类推。
若要区别具有相同优先因子的多个目标,可分别赋予
它们不同的权系数 k 。越重要的目标,其权系数的值越
大。
4. 目标函数

运筹学多目标规划

运筹学多目标规划
4-4 多目标规划的单纯形算法
多目标规划问题与线性规划问 题相似,可用单纯形算法求解。
注意:在比较检验数大小时,要 先比较较高级别的系数,再比较 较低级别的系数。
例4-9(例4-5)
目标函数:Min Z=P1d1+P2(5d2++d3+) 约束方程:
6X1+4X2+ d1-- d1+=280 2X1+3X2+ d2-- d2+=100 4X1+2X2+ d3-- d3+=120
1 120
P1 6 4 -1 0 0 0 0 0
λ P2 0 0 0
0
-5 0 -1
0
主元运算:第三行除以4
0 0 0 -P1 -5p2 0 -p2 0 x1 x2 d1+ d1- d2+ d2- d3+ d3-P1- d1- 6 4 -1 1 0 0 0 0 280 0 d2- 2 3 0 0 -1 1 0 0 100
0 x1 1 0 0 0 1/4 -1/4 -3/8 3/8 20
P1
λ P2
计算检验数
0 0 0 -P1 -5p2 0 -p2 0 x1 x2 d1+ d1- d2+ d2- d3+ d3-
-P1 d1- 0 0 -1 1 1/2 -1/2 (5/4) -5/4 80
0 x2 0 1 0
0 x1 1 0 0
0 x1 1 1/2 0 0 0 0 -1/4 1/4 30
P1 0 1 -1 0 0 0 3/2 -3/2
λ P2 0 0 0 0 -5 0 -1 0
第一行加上第二行(-1)
0 0 0 -P1 -5p2 0 -p2 0 x1 x2 d1+ d1- d2+ d2- d3+ d3-P1 d1- 0 0 -1 1 1/2 -1/2 5/4 -5/4 80 0 x2 0 1 0 0 -1/2 1/2 1/4 -1/4 20

运筹学目标规划

运筹学目标规划

单目标规划 例5-2:某工厂生产A,B两种产品,有关数据如下。实现目标利润为140万元的最优生产方案
设备(台时) 原材料(KG) 利润(万元)
A
B
4
2
2
4
8
6
可用量 60 48
从决策者的角度看,他希望超过利润目标值,若达不到,也希望尽可能接近,即负偏差最 小
min Z d -
8 x 6 x - d d - 140
第一节 多目标规划问题
一、线性规划的局限性
• 线性规划的局限性 ▪ 只能解决一组线性约束条件下,某一目标而且只能是一个目标的最大或最小值的问题
• 实际决策中,衡量方案优劣考虑多个目标 ▪ 生产计划决策,通常考虑产值、利润、满足市场需求等 ▪ 生产布局决策,考虑运费、投资、供应、市场、污染等
• 这些目标中,有主要的,也有次要的;有最大的,有最小的;有定量的,有定性的;有互相补 充的,有互相对立的,LP则无能为力
例:甲乙产品的最优生产计划。
资源
产品


设备A
2
0
设备B
0
2
设备C
3
4
单位利润
3
5
现有资源 16 10 32
• 根据市场需求/合同规定: ▪ 希望尽量扩大甲产品 ▪ 减少乙产品产量。
• 又增加二个目标:
maxZ1=3x1+5x2 maxZ2=x1 minZ3=x2
2x1 ≤16 2x2 ≤10
3x1+4x2 ≤32 x1,x2 ≥0
根据市场预测:
maxZ1=70 x1 + 120x2 minZ2= x1 maxZ3= x2 9 x1 +4 x2 ≤3600 4 x1 +5 x2 ≤ 2000 3 x1 +10 x2 ≤3000 x1 , x2 ≥0
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