线性规划在工商管理中的应用2.ppt
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1、第四章、线性规划在工商第四章、线性规划在工商管理中的应用管理中的应用 通过线性规划的图解法,我们对线性规划通过线性规划的图解法,我们对线性规划通过线性规划的图解法,我们对线性规划通过线性规划的图解法,我们对线性规划的求解及灵敏度分析的基本概念、基本原理已的求解及灵敏度分析的基本概念、基本原理已的求解及灵敏度分析的基本概念、基本原理已的求解及灵敏度分析的基本概念、基本原理已有所了解,又通过线性规划问题的计算机求解有所了解,又通过线性规划问题的计算机求解有所了解,又通过线性规划问题的计算机求解有所了解,又通过线性规划问题的计算机求解的学习,我们掌握了用计算机软件这一有用工的学习,我们掌握了用计算机
2、软件这一有用工的学习,我们掌握了用计算机软件这一有用工的学习,我们掌握了用计算机软件这一有用工具去求解线性规划问题及其灵敏度分析。在这具去求解线性规划问题及其灵敏度分析。在这具去求解线性规划问题及其灵敏度分析。在这具去求解线性规划问题及其灵敏度分析。在这一章我们来研究线性规划在工商管理中的应用,一章我们来研究线性规划在工商管理中的应用,一章我们来研究线性规划在工商管理中的应用,一章我们来研究线性规划在工商管理中的应用,解决工商管理中的实际问题。解决工商管理中的实际问题。解决工商管理中的实际问题。解决工商管理中的实际问题。1广西大学广西大学王中昭王中昭制作制作4.1、人力资源分配的问题、人力资源
3、分配的问题4.2、生产计划的问题、生产计划的问题4.3、套裁下料问题、套裁下料问题4.4、配料问题、配料问题4.5、投资问题、投资问题主要内容2 2广西大学广西大学王中昭王中昭制作制作 某昼夜服务的公交线路每天各时间段内所某昼夜服务的公交线路每天各时间段内所某昼夜服务的公交线路每天各时间段内所某昼夜服务的公交线路每天各时间段内所 需司机和乘务人员数如下:需司机和乘务人员数如下:需司机和乘务人员数如下:需司机和乘务人员数如下:设司机和乘务人员分别在各时间段一开始时上班,设司机和乘务人员分别在各时间段一开始时上班,设司机和乘务人员分别在各时间段一开始时上班,设司机和乘务人员分别在各时间段一开始时上
4、班,并连续工作八小时,问该公交线路怎样安排司机和乘务并连续工作八小时,问该公交线路怎样安排司机和乘务并连续工作八小时,问该公交线路怎样安排司机和乘务并连续工作八小时,问该公交线路怎样安排司机和乘务人员,既能满足工作需要,又配备最少司机和乘务人员人员,既能满足工作需要,又配备最少司机和乘务人员人员,既能满足工作需要,又配备最少司机和乘务人员人员,既能满足工作需要,又配备最少司机和乘务人员?班次班次班次班次时间时间时间时间所需人数所需人数所需人数所需人数1 16:00-10:006:00-10:0060602 210:00-14:0010:00-14:0070703 314:00-18:0014:
5、00-18:0060604 418:00-22:0018:00-22:0050505 522:00-2:0022:00-2:0020206 62:00-6:002:00-6:003030例例例例1 14.1、人力资源分配的问题、人力资源分配的问题3 3广西大学广西大学王中昭王中昭制作制作解:解:设设xi表示第表示第i班次时开始上班的司机和乘务人班次时开始上班的司机和乘务人员数,可以知道在第员数,可以知道在第i班工作的人数应包括班工作的人数应包括第第i-1班次时开始上班的人员数和第班次时开始上班的人员数和第i班次时班次时开始上班的人员数,例如有开始上班的人员数,例如有x1+x270。又要。又要求
6、这六个班次时开始上班的所有人员最少,求这六个班次时开始上班的所有人员最少,即要求即要求x1+x2+x3+x4+x5+x6最小,这样我们建最小,这样我们建立如下的数学模型。立如下的数学模型。目标函数:目标函数:minx1+x2+x3+x4+x5+x6约束条件:约束条件:x1+x660,x1+x270,x2+x360,x3+x450,x4+x520,x5+x630,x1,x2,x3,x4,x5,x604 4广西大学广西大学王中昭王中昭制作制作用用“管理运筹学管理运筹学”软件可以求得此问题的解:软件可以求得此问题的解:x1=50,x2=20,x3=50,x4=0,x5=20,x6=10,24小时内一
7、共需要司机和乘务人员小时内一共需要司机和乘务人员150人。人。此问题的解不唯一,用此问题的解不唯一,用LINDO软件计算软件计算得到:得到:X1=60,X2=10,X3=50,X4=0,X5=30,X6=0目标函数值目标函数值=1505 5广西大学广西大学王中昭王中昭制作制作 福安商场是个中型的百货商场,它对售货福安商场是个中型的百货商场,它对售货福安商场是个中型的百货商场,它对售货福安商场是个中型的百货商场,它对售货 人员的需求经过统计分析如下所示:人员的需求经过统计分析如下所示:人员的需求经过统计分析如下所示:人员的需求经过统计分析如下所示:星期一:星期一:星期一:星期一:1515人;星期
8、二:人;星期二:人;星期二:人;星期二:2424人;星期三:人;星期三:人;星期三:人;星期三:2525人;星期人;星期人;星期人;星期四:四:四:四:1919人;星期五:人;星期五:人;星期五:人;星期五:3131人;星期六:人;星期六:人;星期六:人;星期六:2828人;星期日:人;星期日:人;星期日:人;星期日:2828人。人。人。人。为了保证售货人员充分休息,售货人员每周工作五为了保证售货人员充分休息,售货人员每周工作五为了保证售货人员充分休息,售货人员每周工作五为了保证售货人员充分休息,售货人员每周工作五天,休息两天,并要求休息的两天是连续的,问应该天,休息两天,并要求休息的两天是连
9、续的,问应该天,休息两天,并要求休息的两天是连续的,问应该天,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,既满足了工作需要,又使如何安排售货人员的作息,既满足了工作需要,又使如何安排售货人员的作息,既满足了工作需要,又使如何安排售货人员的作息,既满足了工作需要,又使配备的售货人员的人数最少配备的售货人员的人数最少配备的售货人员的人数最少配备的售货人员的人数最少?解:设解:设解:设解:设x x1 1为星期一开始休息的人数,为星期一开始休息的人数,为星期一开始休息的人数,为星期一开始休息的人数,x x2 2为星期二开始休为星期二开始休为星期二开始休为星期二开始休息的人数,息的
10、人数,息的人数,息的人数,x x7 7为星期日开始休息的人数。目标是要求为星期日开始休息的人数。目标是要求为星期日开始休息的人数。目标是要求为星期日开始休息的人数。目标是要求售货人员的总数最少。因为每个售货员都工作五天,休息售货人员的总数最少。因为每个售货员都工作五天,休息售货人员的总数最少。因为每个售货员都工作五天,休息售货人员的总数最少。因为每个售货员都工作五天,休息两天,所以只要计算出连续休息两天的售货员人数,也就两天,所以只要计算出连续休息两天的售货员人数,也就两天,所以只要计算出连续休息两天的售货员人数,也就两天,所以只要计算出连续休息两天的售货员人数,也就计算出了售货员的总数。把连
11、续休息两天的售货员按照开计算出了售货员的总数。把连续休息两天的售货员按照开计算出了售货员的总数。把连续休息两天的售货员按照开计算出了售货员的总数。把连续休息两天的售货员按照开始休息的时间分成始休息的时间分成始休息的时间分成始休息的时间分成7 7类,各类的人数分别为类,各类的人数分别为类,各类的人数分别为类,各类的人数分别为X X1 1,X X2 2,XX7 7,即有目标函数即有目标函数即有目标函数即有目标函数:minX:minX1 1+X+X2 2+X+X3 3+X+X4 4+X+X5 5+X+X6 6+X+X7 7例例例例2 26 6广西大学广西大学王中昭王中昭制作制作模型:模型:再按照每天
12、所需售货员的人数写出约束条件,例如再按照每天所需售货员的人数写出约束条件,例如再按照每天所需售货员的人数写出约束条件,例如再按照每天所需售货员的人数写出约束条件,例如星期日需要星期日需要星期日需要星期日需要2828人,我们知道商场中的全体售货员中除人,我们知道商场中的全体售货员中除人,我们知道商场中的全体售货员中除人,我们知道商场中的全体售货员中除了星期六开始休息和星期日开始休息的人外都应该上了星期六开始休息和星期日开始休息的人外都应该上了星期六开始休息和星期日开始休息的人外都应该上了星期六开始休息和星期日开始休息的人外都应该上班,即有班,即有班,即有班,即有x x1 1+x+x2 2+x+x
13、3 3+x+x4 4+x+x5 52828,喂!请问数学模型喂!请问数学模型喂!请问数学模型喂!请问数学模型?7 7广西大学广西大学王中昭王中昭制作制作上机求解得:上机求解得:上机求解得:上机求解得:x x1 1=12,x=12,x2 2=0,x=0,x3 3=11,x=11,x4 4=5,x=5,x5 5=0,x=0,x6 6=8,x=8,x7 7=0,=0,目标函数最小值目标函数最小值目标函数最小值目标函数最小值=36.=36.也就是说配备也就是说配备也就是说配备也就是说配备3636个售货员,并安排个售货员,并安排个售货员,并安排个售货员,并安排1212人休息星期一、人休息星期一、人休息星
14、期一、人休息星期一、二;安排二;安排二;安排二;安排1111人休息星期三、四;安排人休息星期三、四;安排人休息星期三、四;安排人休息星期三、四;安排5 5人休息星期四、人休息星期四、人休息星期四、人休息星期四、五;安排五;安排五;安排五;安排8 8人休息星期六、日。这人休息星期六、日。这人休息星期六、日。这人休息星期六、日。这 样的安排既满足了工样的安排既满足了工样的安排既满足了工样的安排既满足了工作需要,又使配备的售货员最少。软件对此问题的解如作需要,又使配备的售货员最少。软件对此问题的解如作需要,又使配备的售货员最少。软件对此问题的解如作需要,又使配备的售货员最少。软件对此问题的解如下:下
15、:下:下:目标函数最优值为:目标函数最优值为:目标函数最优值为:目标函数最优值为:3636变量变量变量变量最优解最优解最优解最优解相差值相差值相差值相差值x1120 x1120 x200.333x200.333x3110 x3110 x450 x450 x500 x500 x680 x680 x700 x7008 8广西大学广西大学王中昭王中昭制作制作约束约束约束约束 松驰松驰松驰松驰/剩余变量剩余变量剩余变量剩余变量对偶价格对偶价格对偶价格对偶价格10-0.33310-0.33329029030-0.33330-0.33340-0.33340-0.33351051060-0.33360-0.
16、333700700由于所有约束条件的对偶价格都小于或等于由于所有约束条件的对偶价格都小于或等于由于所有约束条件的对偶价格都小于或等于由于所有约束条件的对偶价格都小于或等于0 0,故增加约束条件的常数项都不会使目标值变,故增加约束条件的常数项都不会使目标值变,故增加约束条件的常数项都不会使目标值变,故增加约束条件的常数项都不会使目标值变小。小。小。小。即增加售货员是不利的。但对于约束即增加售货员是不利的。但对于约束即增加售货员是不利的。但对于约束即增加售货员是不利的。但对于约束1 1、3 3、4 4、6 6来讲,减少一售货员会使目标函数值变小,来讲,减少一售货员会使目标函数值变小,来讲,减少一售
17、货员会使目标函数值变小,来讲,减少一售货员会使目标函数值变小,是有利的。是有利的。是有利的。是有利的。9 9广西大学广西大学王中昭王中昭制作制作目标函数系数范围:目标函数系数范围:目标函数系数范围:目标函数系数范围:变量变量变量变量 下限下限下限下限 当前值当前值当前值当前值 上限上限上限上限X1 0 1 1.5X1 0 1 1.5X2 0.667 1 X2 0.667 1 无上限无上限无上限无上限X3 0 1 1.5X3 0 1 1.5X4 1 1 1X4 1 1 1X5 1 1 X5 1 1 无上限无上限无上限无上限X6 0 1 1X6 0 1 1X7 1 1 1.333X7 1 1 1.
18、333安排星期二开始休息和星期安排星期二开始休息和星期安排星期二开始休息和星期安排星期二开始休息和星期五开始五开始五开始五开始休息的人员可休息的人员可休息的人员可休息的人员可以无限制,此时最优解仍然不变。以无限制,此时最优解仍然不变。以无限制,此时最优解仍然不变。以无限制,此时最优解仍然不变。1010广西大学广西大学王中昭王中昭制作制作常数项范围:常数项范围:约束约束下限下限当前值当前值上限上限11928282无下限无下限152431524424102541.55无下限无下限19206163138.572828361111广西大学广西大学王中昭王中昭制作制作法二:设法二:设法二:设法二:设x
19、x1 1为星期一开始上班的人数,为星期一开始上班的人数,为星期一开始上班的人数,为星期一开始上班的人数,x x2 2为星期二开始上为星期二开始上为星期二开始上为星期二开始上班的人数,班的人数,班的人数,班的人数,x x7 7为星期日开始上班的人数。目标是要为星期日开始上班的人数。目标是要为星期日开始上班的人数。目标是要为星期日开始上班的人数。目标是要求售货人员的总数最少。求售货人员的总数最少。求售货人员的总数最少。求售货人员的总数最少。(P40-2a.ltx)(P40-2a.ltx)目标函数目标函数目标函数目标函数:minX:minX1 1+X+X2 2+X+X3 3+X+X4 4+X+X5
20、5+X+X6 6+X+X7 7约束条件:约束条件:约束条件:约束条件:星期日星期日星期日星期日XX3 3+X+X4 4+X+X5 5+X+X6 6+X+X7 72828星期一星期一星期一星期一XX1 1+X+X4 4+X+X5 5+X+X6 6+X+X7 71515星期二星期二星期二星期二XX1 1+X+X2 2+X+X5 5+X+X6 6+X+X7 72424星期三星期三星期三星期三XX1 1+X+X2 2+X+X3 3+X+X6 6+X+X7 72525星期四星期四星期四星期四XX1 1+X+X2 2+X+X3 3+X+X4 4+X+X7 71919星期五星期五星期五星期五XX1 1+X+
21、X2 2+X+X3 3+X+X4 4+X+X5 53131星期六星期六星期六星期六XX2 2+X+X3 3+X+X4 4+X+X5 5+X+X6 62828解解解解:函数值函数值函数值函数值=36,=36,X1=3,x2=5,X1=3,x2=5,x3=12,X4=0,x3=12,X4=0,x5=11,x6=0 x5=11,x6=0X7=5,X7=5,则周则周则周则周1 1休息人数为休息人数为休息人数为休息人数为周周周周3 3上班的上班的上班的上班的+周周周周2 2上上上上班的班的班的班的=12+5=17,=12+5=17,与与与与法一是一样的周法一是一样的周法一是一样的周法一是一样的周1 1开
22、始休息仍为开始休息仍为开始休息仍为开始休息仍为17-17-5=125=12人人人人1212广西大学广西大学王中昭王中昭制作制作明兴公司面临一个是外包协作还明兴公司面临一个是外包协作还明兴公司面临一个是外包协作还明兴公司面临一个是外包协作还是自行生产的问题。该公司生产甲、乙、是自行生产的问题。该公司生产甲、乙、是自行生产的问题。该公司生产甲、乙、是自行生产的问题。该公司生产甲、乙、丙三种产品,这三种产品都要经过铸造、丙三种产品,这三种产品都要经过铸造、丙三种产品,这三种产品都要经过铸造、丙三种产品,这三种产品都要经过铸造、机加工和装配三个车间。甲、乙两种产品机加工和装配三个车间。甲、乙两种产品机
23、加工和装配三个车间。甲、乙两种产品机加工和装配三个车间。甲、乙两种产品的铸件可以外包协作,亦可以自行生产,的铸件可以外包协作,亦可以自行生产,的铸件可以外包协作,亦可以自行生产,的铸件可以外包协作,亦可以自行生产,但产品丙必须本厂铸造才能保证质量。有但产品丙必须本厂铸造才能保证质量。有但产品丙必须本厂铸造才能保证质量。有但产品丙必须本厂铸造才能保证质量。有关情况见表关情况见表关情况见表关情况见表4343;公司中可利用的总工时;公司中可利用的总工时;公司中可利用的总工时;公司中可利用的总工时为:铸造为:铸造为:铸造为:铸造80008000小时,机加工小时,机加工小时,机加工小时,机加工12000
24、12000小时和装小时和装小时和装小时和装配配配配1000010000小时。公司为了获得最大利润,甲、小时。公司为了获得最大利润,甲、小时。公司为了获得最大利润,甲、小时。公司为了获得最大利润,甲、乙、丙三种产品各生产多少件乙、丙三种产品各生产多少件乙、丙三种产品各生产多少件乙、丙三种产品各生产多少件?甲、乙两种甲、乙两种甲、乙两种甲、乙两种产品的铸造应多少由本公司铸造产品的铸造应多少由本公司铸造产品的铸造应多少由本公司铸造产品的铸造应多少由本公司铸造?应多少由应多少由应多少由应多少由外包协作?外包协作?外包协作?外包协作?例例例例3 34.2、生产计划的问题、生产计划的问题1313广西大学广
25、西大学王中昭王中昭制作制作表表4-3解:设解:设解:设解:设x1x1、x2x2、x3x3分别为三道工序都由本公司加工分别为三道工序都由本公司加工分别为三道工序都由本公司加工分别为三道工序都由本公司加工的甲、乙、丙三种产品的件数,设的甲、乙、丙三种产品的件数,设的甲、乙、丙三种产品的件数,设的甲、乙、丙三种产品的件数,设x4x4、x5x5分别为由分别为由分别为由分别为由外协铸造再由本公司机加工和装配的甲、乙两种产外协铸造再由本公司机加工和装配的甲、乙两种产外协铸造再由本公司机加工和装配的甲、乙两种产外协铸造再由本公司机加工和装配的甲、乙两种产品的件数。品的件数。品的件数。品的件数。计算每件产品的
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