运筹学第二章 线性规划灵敏度分析讲稿.ppt
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1、第第2章章 线性规划线性规划 灵敏度分析灵敏度分析东北财经大学工商管理学院东北财经大学工商管理学院关于运筹学第二章关于运筹学第二章 线性规划灵敏度分线性规划灵敏度分析析第一页,讲稿共三十三页哦第第2章章 线性规划线性规划 灵敏度分析灵敏度分析东北财经大学工商管理学院东北财经大学工商管理学院2.1 2.1 线性规划灵敏度分析线性规划灵敏度分析在在第第1 1章章的的讨讨论论中中,假假定定以以下下的的线线性性规规划划模模型型中中的的各各个个系系数数cj、bi、aij是是确确定定的的常常数数,并根据这些数据,求得最优解。,并根据这些数据,求得最优解。第二页,讲稿共三十三页哦第第2章章 线性规划线性规划
2、 灵敏度分析灵敏度分析东北财经大学工商管理学院东北财经大学工商管理学院2.1 2.1 线性规划灵敏度分析线性规划灵敏度分析其其实实,系系数数cj、bi、aij都都有有可可能能变变化化,因因此此,需需要要进进行行进进一一步步的的分分析析,以以决决定定是是否需要调整决策。否需要调整决策。灵灵敏敏度度分分析析研研究究的的另另一一类类问问题题是是探探讨讨在在原原线线性性规规划划模模型型的的基基础础上上增增加加一一个个变变量量或者或者一个约束条件一个约束条件对最优解的影响对最优解的影响第三页,讲稿共三十三页哦第第2章章 线性规划线性规划 灵敏度分析灵敏度分析东北财经大学工商管理学院东北财经大学工商管理学
3、院2.1 2.1 线性规划灵敏度分析线性规划灵敏度分析对例对例1.11.1进行灵敏度分析进行灵敏度分析最优解为最优解为(2 2,6 6),Max zMax z36003600第四页,讲稿共三十三页哦第第2章章 线性规划线性规划 灵敏度分析灵敏度分析东北财经大学工商管理学院东北财经大学工商管理学院2.1 2.1 线性规划灵敏度分析线性规划灵敏度分析问问题题1 1:如如果果门门的的单单位位利利润润由由原原来来的的300300元元提提升升到到500500元元,最最优优解是否会改变?对总利润又会产生怎样的影响解是否会改变?对总利润又会产生怎样的影响?问问题题2 2:如如果果门门和和窗窗的的单单位位利利
4、润润都都发发生生变变化化,最最优优解解会会不不会会发生改变?对总利润又会产生怎样的影响发生改变?对总利润又会产生怎样的影响?问问题题3 3:如如果果车车间间2 2的的可可用用工工时时增增加加1 1个个小小时时,总总利利润润是是否否会会发发生生变化?如何改变变化?如何改变?最优解是否会发生变化最优解是否会发生变化?问问题题4 4:如如果果同同时时改改变变多多个个车车间间的的可可用用工工时时,总总利利润润是是否否会会发发生生变变化化?如何改变?如何改变?最优解是否会发生变化最优解是否会发生变化?问问题题5 5:如如果果车车间间2 2更更新新生生产产工工艺艺,生生产产一一扇扇窗窗户户由由原原来来的的
5、2 2小小时时下下降降到到1.51.5小小时时,最最优优解解是是否否会会发发生生改改变变?总总利利润润是是否否会会发发生生变化?变化?问题问题6 6:工厂考虑增加一种新产品,总利润是否会发生变化?:工厂考虑增加一种新产品,总利润是否会发生变化?问题问题7 7:如果工厂新增加用电限制,是否会改变原来的最优方案?:如果工厂新增加用电限制,是否会改变原来的最优方案?第五页,讲稿共三十三页哦第第2章章 线性规划线性规划 灵敏度分析灵敏度分析东北财经大学工商管理学院东北财经大学工商管理学院2.2 2.2 单个目标函数系数变动单个目标函数系数变动下下面面讨讨论论在在假假定定只只有有一一个个系系数数cj改改
6、变变,其其他他系系数数均均保保持持不不变变的的情情况况下下,目目标标函函数数系系数数变动对最优解的影响变动对最优解的影响。如如果果当当初初对对门门的的单单位位利利润润估估计计不不准准确确,如如把把它它改改成成500500元元,是是否否会会影影响响求求得得的的最最优优解解呢呢?方方法法1 1:使使用用电电子子表表格格进进行行分分析析(重重新新运运行行规划求解)规划求解)方法方法2 2:运用敏感性报告寻找允许变化范围:运用敏感性报告寻找允许变化范围第六页,讲稿共三十三页哦第第2章章 线性规划线性规划 灵敏度分析灵敏度分析东北财经大学工商管理学院东北财经大学工商管理学院2.2 2.2 单个目标函数系
7、数变动单个目标函数系数变动方法方法1 1:使用电子表格进行分析使用电子表格进行分析(重新运行规划求解)(重新运行规划求解)可可以以借借助助电电子子表表格格互互动动地地展展开开灵灵敏敏度度分分析析。当当模模型型参参数数发发生生改改变变时时,只只要要改改变变电电子子表表格格模模型型中中相相应应的的参参数数,再再通通过过重重新新运运行行Excel“Excel“规划求解规划求解”功能,就可以看出改变参数对最优解的影响。功能,就可以看出改变参数对最优解的影响。需要一个需要一个一个地进一个地进行尝试,行尝试,效率略显效率略显低下低下 第七页,讲稿共三十三页哦第第2章章 线性规划线性规划 灵敏度分析灵敏度分
8、析东北财经大学工商管理学院东北财经大学工商管理学院2.2 2.2 单个目标函数系数变动单个目标函数系数变动方法方法2 2:运用:运用敏感性报告敏感性报告寻找允许变化范围寻找允许变化范围u生成生成“敏感性报告敏感性报告”u读懂相应的信息读懂相应的信息第八页,讲稿共三十三页哦第第2章章 线性规划线性规划 灵敏度分析灵敏度分析东北财经大学工商管理学院东北财经大学工商管理学院2.2 2.2 单个目标函数系数变动单个目标函数系数变动结果:结果:u最最优优解解没没有有发发生生改改变变,仍仍然然是是(2 2,6 6)u由由于于门门的的单单位位利利润润增增加加了了200200元,因此元,因此总利润增加了总利润
9、增加了(500500300300)2 2400400元。元。第九页,讲稿共三十三页哦第第2章章 线性规划线性规划 灵敏度分析灵敏度分析东北财经大学工商管理学院东北财经大学工商管理学院2.2 2.2 单个目标函数系数变动单个目标函数系数变动图解法(直观)图解法(直观)u可以看到,可以看到,u最优解(最优解(2 2,6 6)保持不变保持不变 第十页,讲稿共三十三页哦第第2章章 线性规划线性规划 灵敏度分析灵敏度分析东北财经大学工商管理学院东北财经大学工商管理学院2.3 2.3 多个目标函数系数同时变动多个目标函数系数同时变动假假如如,以以前前把把门门的的单单位位利利润润(300300元元)估估计计
10、得得太太低低了了,现现在在把把门门的的单单位位利利润润定定为为450450元元;同同时时,以以前前把把窗窗的的单单位位利利润润(500500元元)估估计计得得过过高高了了,现现在在定定为为400400元元。这这样的变动,是否会导致最优解发生变化呢样的变动,是否会导致最优解发生变化呢方方法法1 1:使使用用电电子子表表格格进进行行分分析析(重重新新运运行规划求解)行规划求解)方方法法2 2:运运用用敏敏感感性性报报告告进进行行分分析析(百百分分之百法则之百法则)第十一页,讲稿共三十三页哦第第2章章 线性规划线性规划 灵敏度分析灵敏度分析东北财经大学工商管理学院东北财经大学工商管理学院2.3 2.
11、3 多个目标函数系数同时变动多个目标函数系数同时变动方方法法1 1:使使用用电电子子表表格格进进行行分分析析(重重新运行规划求解)新运行规划求解)可以看到,可以看到,最优解最优解并没有发生变化并没有发生变化,总利润由于门和窗总利润由于门和窗的单位利润的改变的单位利润的改变相应地改变了相应地改变了(450300)2(400500)6300第十二页,讲稿共三十三页哦第第2章章 线性规划线性规划 灵敏度分析灵敏度分析东北财经大学工商管理学院东北财经大学工商管理学院2.3 2.3 多个目标函数系数同时变动多个目标函数系数同时变动方法方法2 2:运用敏感性报告进行分析:运用敏感性报告进行分析百百分分之之
12、百百法法则则:如如果果目目标标函函数数系系数数同同时时变变动动,计计算算出出每每一一系系数数变变动动量量占占该该系系数数允允许许变变动动量量(允允许许的的增增量量或或允允许许的的减减量量)的的百百分分比比,而而后后,将将各各个个系系数数的的变变动动百百分分比比相相加加,如如果果所所得得的的和和不不超超过过100%100%,则则最最优优解解不不会会改改变变;如如果果超超过过100%100%,则则不不能能确确定定最最优优解解是是否否改改变,只能通过重新规划求解来判断了变,只能通过重新规划求解来判断了第十三页,讲稿共三十三页哦第第2章章 线性规划线性规划 灵敏度分析灵敏度分析东北财经大学工商管理学院
13、东北财经大学工商管理学院2.3 2.3 多个目标函数系数同时变动多个目标函数系数同时变动但但是是变变动动百百分分比比之之和和超超过过100%100%并并不不一一定定表表示示最最优优解解会会改改变变。例例如如,门门和和窗窗的单位利润都减半的单位利润都减半变动百分比超过了变动百分比超过了100%100%,但从,但从右图看右图看最优解最优解还是(还是(2 2,6 6),),没有发生改变没有发生改变。这是由于这。这是由于这两个单位利润同比例变动,两个单位利润同比例变动,等利润直线的斜率不变,因等利润直线的斜率不变,因此最优解就不变。此最优解就不变。第十四页,讲稿共三十三页哦第第2章章 线性规划线性规划
14、 灵敏度分析灵敏度分析东北财经大学工商管理学院东北财经大学工商管理学院2.4 2.4 单个约束右端值变动单个约束右端值变动单个约束右端值变动对单个约束右端值变动对目标值的影响目标值的影响如如果果车车间间2 2的的可可用用工工时时增增加加1 1个个小小时时,总总利利润润是是否否会会发发生生变变化化?如如何何改改变变?最最优优解解是否会发生变化是否会发生变化?方方法法1 1:使使用用电电子子表表格格进进行行分分析析(重重新新运运行规划求解)行规划求解)方方法法2 2:从从敏敏感感性性报报告告中中获获得得关关键键信信息息(影子价格);(影子价格);第十五页,讲稿共三十三页哦第第2章章 线性规划线性规
15、划 灵敏度分析灵敏度分析东北财经大学工商管理学院东北财经大学工商管理学院2.4 2.4 单个约束右端值变动单个约束右端值变动方方法法1 1:使使用用电电子子表表格格进进行行分分析析(重重新新运行规划求解)运行规划求解)总利润为总利润为37503750元,增元,增加了:加了:3750-3600=3750-3600=150150元。由于总利润增元。由于总利润增加了,而目标函数加了,而目标函数系数不变,所以最系数不变,所以最优解一定会发生改优解一定会发生改变,从图中可以看变,从图中可以看出,最优解由原来出,最优解由原来的(的(2 2,6 6)变为)变为(1.6671.667,6.56.5)第十六页,
16、讲稿共三十三页哦第第2章章 线性规划线性规划 灵敏度分析灵敏度分析东北财经大学工商管理学院东北财经大学工商管理学院2.4 2.4 单个约束右端值变动单个约束右端值变动方法方法2 2:从敏感性报告中获得关键信息:从敏感性报告中获得关键信息在在给给定定线线性性规规划划模模型型的的最最优优解解和和相相应应的的目目标标函函数数值值的的条条件件下下,影影子子价价格格是是指指约约束束右右端端值值增增加加(或或减减少少)一个单位,目标值增加(或减少)的数量一个单位,目标值增加(或减少)的数量第二个约束条件(车第二个约束条件(车间间2 2的工时约束)的影的工时约束)的影子价格是子价格是150150,说明在,说
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