优化软件及应用

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9.1 EXCEL及使用
(1)强大(或万能)的表格计算功能; (2)方便而漂亮的制表和图形制作功能; (3)灵活的数据库管理功能; (4)强大的科学计算功能; (5)多方面的数据分析功能。
9.1.1 关于规划求解
使用Excel2003求解运筹学模型需要用到其中的“工具-规 划求解”选项,此工具不是Excel2003的标准安装部件, 因此需要专门安装才能使用。
s.t
x1
x2 1 x2 4
x1 , x2 0
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9.1 EXCEL及使用
解:(1)在Excel上建立线性规划模型 首先在Excel上建立线性规划模型,如图9-8所示。“目标
函数”、“变量”、“约束”作为标签,能很容易地理解每 一部分的意思。 第一步:确定每个决策变量所对应的单元格的位置。单元格 B4是x1,单元格B5是x2。 第二步:选择一个单元格,输入用来计算目标函数值的公式。 在单元格B2中输入=B4+3*B5。如图9-8所示。
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9.1 EXCEL及使用
9.1.2 利用“规划求解”解线性规划与整 数 规划问题
1. 利用“规划求解”解线性规划问题
下面以一个简单的线性规划例子来说明如何在Excel建立线 性规划模型及求解。
例m9a-x1z 用Ex1xce3lx求2 解下列线性规划数学模型。
5x1 10x2 50
负”,单击“确定”按钮。 第七步:当“规划求解参数”对话框出现时,选择“求解”。 第八步:当“规划求解结果”对话框出现时,选择“保存规
划求解结果”,单击“确定”按钮。图9-14即为该线性规 划问题的求解结果。
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9.1 EXCEL及使用
2. 利用“规划求解”解整数规划问题 求解整数规划的过程和解线性规划的过程差不多,只不过需
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9.1 EXCEL及使用
(3)若要使目标单元格中数值最大,请单击“最大值”。 若要使目标单元格中数值最小,请单击“最小值”。若要使 目标单元格中数值为确定值,请单击“值为”,再在编辑框 中键入数值。
(4)在“可变单元格”框中,输入每个可变单元格的名称 或引用,用逗号分隔不相邻的引用。可变单元格必须直接或 间接与目标单元格相联系。最多可以指定200个可变单元格。 若要使“规划求解”基于目标单元格自动设定可变单元格, 请单击“推测”。
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的组合。要注意的是:目标单元格一定要是公式,即一定是 以“=”开始,类似于线性规划中的目标函数。 (2)最大值、最小值:在此制定是否希望目标单元格为最 大值、最小值或某一特定数值。如果需要指定数值,就在右 侧编辑框中键入该值。
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9.1 EXCEL及使用
(3)可变单元格:在此指定可变单元格。求解时其中的数 值不断调整,直到满足约束条件并且“设置目标单元格”框 中指定的单元格达到目标值。可变单元格必须直接或间接地 与目标单元格相关联。类似于线性规划中的变量。
③精度:在此输入用于控制求解精度的数字,以确定约束条 件单元格中的数值是否满足目标值或上下限。精度值必须表 示为小数(0到1之间),输入数字的小数位越多,精度越高。 例如,0.0001比0.01的精度高。
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9.1 EXCEL及使用
3.“规划求解”的步骤 (1)在表格上建立模型,然后单击“规划求解”按钮,出
要设置变量为整数而已。如在上例中,假设x1、x2是整数, 只需要再添加一个约束就可以了,如图9-15所示。 “规划求解”还可以用来求0-1整数规划问题,即变量都是 0或1的线性规划问题。只要在整数规划的基础上再添加两个 约 束 就 可 以 求 解 0-1 整 数 规 划 问 题 。 令 所 有 变 量 >=0 且 <=1,并且为整数,实际上就限定了变量只能为0或者1。 如图9-16所示。
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9.1 EXCEL及使用
第三步:选择单元格,输入公式,计算每个约束条件左边的 值。
在单元格A8中输入=5*B4+10*B5,如图9-9所示; 在单元格A9中输入=B4+B5,如图9-10所示; 在单元格A10中输入=B5,如图9-11所示。 第四步:选择一个单元格,输入约束条件右边的值。 在单元格C8中输入50;在单元格C9中输入1;在单元格C8
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9.1 EXCEL及使用
电 子 表 格 软 件 Excel2003 是 微 软 公 司 应 用 软 件 系 统 Office2003的重要组成部分,Excel2003中文版是用于 创建和维护电子表格的应用软件。电子表格实际上用于显示 和管理数据,并能对数据进行各种复杂统计运算的表格。
使用Excel2003电子表格不仅能完成日常的财务工作,在 复杂的科学计算领域也得到广泛应用。Excel2003电子表 格实际上就是一个数据库,对数据的各种操作同样适用于电 子表格。在科学计算上,使用Excel2003可以进行变量求 解、假设分析、规划求解等。利用Excel2003可以很容易 地组织、计算和分析各种类型的数据,从而找到有价值的信 息。Excel2003能以表格形式提供以下功能:
现“规划求解参数”的对话框。
(2)在“设置目标单元格”框中,输入目标单元格的单元 格引用(单元格引用:用于表示单元格在工作表上所处位置 的坐标集。例如,显示在第C列和第2行交叉处的单元格, 其引用形式为“C2”。)或名称(名称:代表单元格、单元 格区域、公式或常量值得单词或字符。名称更易于理解,例 如,“产品”可以引用难于理解的区域 “Sales!C20:30”。)。目标单元格必须包含公式(公式: 单元格中的一系列值、单元格引用、名称或运算符的组合, 可生成新的值。公式总是以等号(=)开始。)。可以单击 选择单元格。
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9.1 EXCEL及使用
再次单击“添加”按钮,当弹出的“添加约束”对话框出现 时,在“单元格引用位置”框中输入A10,选择“<=”,在 “约束值”框中,输入C10,然后单击“确定”按钮。图913表示的是整个规划求解参数对话框。
第五步:当“规划求解参数”对话框出现时,选择“选项”。 第六步:当“规划求解选项”对话框出现时,选择“假定非
(8)删除:删除选定的约束条件。同样单击此按钮前,要 先选择需要删除的约束。
(9)求解:对定义好的问题进行求解。 (10)关闭:关闭该对话框,不进行规划求解,但保留通过
“选项”、“添加”、“更改”或“删除”按钮所做的更改。 也就是说,当你下次再次单击“规划求解”按钮后,对话框 显示上次所设置的参数。 (11)选项:显示“规划求解选项”对话框。在其中可加载 或保存规划求解模型,并对求解过程的高级属性进行控制。 如图9-6所示。
(4)推测:单击此按钮,自动推测“设置目标单元格”框 中的公式所引用的所有非公式单元格,并在“可变单元格” 框中定位这些单元格的引用。
(5)约束:在此列出了规划求解的所有约束条件。 (6)添加:点此按钮显示“添加约束”对话框。如图9-5
所示。
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9.1 EXCEL及使用
(7)更改:显示“更改约束”对话框。注意:单击此按钮 的时候,要先选择需要更改的约束。
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9.1 EXCEL及使用
1.如何加载“规划求解” 在系统中安装“规划求解”工具的方法如下。 (1)启动Excel2003。打开“工具”菜单,如果没有“规
划求解”选项,单击“加载宏”,如图9-1所示。 弹出以下窗口,如图9-2所示。 (2)安装“规划求解”工具。在“当前加载宏”的复选框
第9章 优化软件及应用
9.1 EXCEL及使用 9.2 LINDO /LINGO及使用
第9章 优化软件及应用
本章重点:
优化软件(如EXCEL、LINDO、LINGO)在教学、科研 和工业、商业、服务等领域得到广泛应用本。本章中学生要 掌握使用EXCEL求解线性规划、整数规划、运输问题、指派 问 题 、 最 短 路 径 问 题 及 最 大 流 问 题 等 ; 了 解 LINDO 和 LINGO的使用。
(5)在“规划求解参数”对话框的“约束”下,单击“添 加”。出现对话框如图9-7所示。
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9.1 EXCEL及使用
(6)在“单元格引用位置”框中,输入需要对其中数值 进行约束的单元格引用或单元格区域的名称。
(7)单击希望在引用单元格和约束条件(约束条件: “规划求解”中设置的限制条件。可以将约束条件应用于 可变单元格、目标单元格或其他与目标单元格直接或间接 相关的单元格。)之间使用的关系。如果单击“lnt”,则 “约束值”框中会显示“整数”;如果单击“Bin”,则 “约束值”框中会显示“二进制”。
(10)更改或者删除约束 。在“规划求解参数”对话框的 “约束”下,单击要更改或删除的约束条件。单击“更改”, 并进行所需的更改,或单击“删除”。
(11)单击“求解”,再执行下列操作之一:若要在工作表 中保存求解后的数值,则在“规划求解结果”对话框中,单 击“保存规划求解结果”;若要恢复原始数据,单击“恢复 为原值”。注意:按Esc键可以中止求解过程,Excel将按 最后找到的可变单元格的数值重新计算工作表。若求出解, 则在“报告”框中单击一种报表类型,再单击“确定”。报 表保存在工作簿中新生成的工作表上。
中选中“规划求解”,单击“确定”按钮后返回Excel。这 时“工具”菜单中就出现了“规划求解”选项,如图9-3所 示。关闭“工具”菜单。
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Baidu Nhomakorabea
9.1 EXCEL及使用
2.“规划求解”各参数的解释和设置 单击“规划求解”按钮,将会出现以下的规划求解参数的对
话框。如图9-4所示。 (1)设置目标单元格:一些单元格、具体数值、运算符号
中输入4;如图9-12所示。为了便于理解,在B8到B10内 输入标签“<=”“>=”表示约束条件左右两边的关系。
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9.1 EXCEL及使用
(2)使用Excel求解 第一步:选择“工具”下拉菜单。 第二步:选择“规划求解”选项。 第三步:当出现“规划求解参数”对话框时,如图9-13所
示,在“设置目标单元格”栏中输入B1,“等于”后选择 “最大值”项,在“可变单元格”栏中输入B4:B5,然后单 击“添加”按钮。 第四步:当弹出的“添加约束”对话框出现时,在“单元格 引用位置”框中输入A8,选择“<=”,在“约束值”框中, 输入C8,然后单击“确定”按钮。 再次单击“添加”按钮,当弹出的“添加约束”对话框出现 时,在“单元格引用位置”框中输入A9,选择“>=”,在 “约束值”框中,输入C9,然后单击“确定”按钮。
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9.1 EXCEL及使用
9.1.3 利用“规划求解”解运输问题与指 派 问题
1. 利用“规划求解”解运输问题 例9-2 在下表中提出一个运输问题的基本模型。其中,A1、
A2、A3为产地,B1、B2、B3、B4为销地。各个产地的 产量和各个销地的销量以及从产地运送一单位货品到各个销 地的费用如表9-1所示。求最优调运方案。 解:(1)在Excel上建立运输问题的模型 如图9-17所示,上半部分是基础数据,图中阴影部分是变 量,代表从某产地到某销地的产品数量。
(8)在“约束值”框中,键入数字、单元格引用或名称, 或键入公式(公式:单元格中的一系列值、单元格引用、 名称或运算符的组合,可生成新的值。公式总是以等号 (=)开始。)
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9.1 EXCEL及使用
(9)若要接受约束条件并要添加其他约束条件,单击“添 加”。若要接受约束条件并返回“规划求解参数”对话框, 单击“确定”。
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9.1 EXCEL及使用
①最长运算时间:在此设定求解过程的时间。可输入的最大 值为32767(秒),默认值100(秒)可以满足大多数小 型规划求解要求。
②迭代次数:在此设定求解过程中迭代运算的次数,限制求 解过程的时间。可输入的最大值为32767,默认100次可 满足大多数小型规划求解的要求。
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