第五章、灵敏度分析.ppt

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1、第五章、第五章、灵敏度灵敏度分析分析一、什么是灵敏度分析 我们前面讨论的线性规划问题，其目标我们前面讨论的线性规划问题，其目标函数系数，约束系数和约束常数都是确定的函数系数，约束系数和约束常数都是确定的常数，但实际问题中，由于各种因素的影响，常数，但实际问题中，由于各种因素的影响，这些常数是有变化的。例如产品的需求量、这些常数是有变化的。例如产品的需求量、产品的售价、原材料和能源的价格以及资源产品的售价、原材料和能源的价格以及资源的供应量等的变动，从而引起的供应量等的变动，从而引起 和和 的值的变化，工艺条件的改变，的值的变化，工艺条件的改变，的值就发的值就发生变化。生变化。于是，我们面临这样

2、的问题：当线性规划于是，我们面临这样的问题：当线性规划问题的某些常数发生变化时，对已求出的最问题的某些常数发生变化时，对已求出的最有解有什么影响？显然，当线性规划问题的有解有什么影响？显然，当线性规划问题的一个或几个常数发生变化以后，原来已求得一个或几个常数发生变化以后，原来已求得的结果一般会发生变化。当然，可以用单纯的结果一般会发生变化。当然，可以用单纯形法从头计算，以便得到新的解。这样做很形法从头计算，以便得到新的解。这样做很麻烦，而且也没有必要，因在单纯形表迭代麻烦，而且也没有必要，因在单纯形表迭代中，每次都和基变量的系数矩阵中，每次都和基变量的系数矩阵B B有关，因有关，因此，可以把发

3、生变化的个别系数，经过一定此，可以把发生变化的个别系数，经过一定的计算直接填入最终表中，并进行检查和分的计算直接填入最终表中，并进行检查和分析析-灵敏度分析。灵敏度分析。所谓灵敏度分析所谓灵敏度分析:就是在建立数学模型和求得最优解之后，就是在建立数学模型和求得最优解之后，研究线性规划的一些系数变化时，对最优解研究线性规划的一些系数变化时，对最优解产生或最优基有什么影响？或者这些系数在产生或最优基有什么影响？或者这些系数在什么范围内变化时，最优解或最有基不变。什么范围内变化时，最优解或最有基不变。有了灵敏度分析就不必要为了应付这些变化有了灵敏度分析就不必要为了应付这些变化而不停的建立新的模型和求

4、解。而不停的建立新的模型和求解。用灵敏度分析以下几种情况用灵敏度分析以下几种情况一、目标函数的系数发生了变化，对最优解一、目标函数的系数发生了变化，对最优解会产生什么影响会产生什么影响二、约束条件右边的值发生了变化，对最优二、约束条件右边的值发生了变化，对最优解会产生什么影响解会产生什么影响三、增加了新变量，对最优解会产生什么影三、增加了新变量，对最优解会产生什么影响响四、用四、用QM软件如何分析软件如何分析二、目标函数中价值系数二、目标函数中价值系数 的变化分析的变化分析 技术技术方法：用单纯形法分析方法：用单纯形法分析 用图解法分析用图解法分析可以分别就对应的基变量和非基变量来讨论。可以分

5、别就对应的基变量和非基变量来讨论。若是非基变量的系数若是非基变量的系数 是基变量的系数是基变量的系数 对于两个变量的线性规划问题的灵敏度对于两个变量的线性规划问题的灵敏度分析，我们还可以用图解法进行分析，我们还可以用图解法进行例题例题2 2 某工厂在计划期内要安排生产某工厂在计划期内要安排生产、两种产品，已知生产单位产品所需要的设两种产品，已知生产单位产品所需要的设备台时和备台时和A A、B B两种原材料的消耗以及资源的两种原材料的消耗以及资源的限制情况，如表限制情况，如表1-11-1所示：所示：问工厂应分别生产多少个问工厂应分别生产多少个产品和产品和产品才能使工厂获利最大？产品才能使工厂获利

6、最大？为了解决这个实际问题，我们把它归为了解决这个实际问题，我们把它归结为数学问题来研究。结为数学问题来研究。我们就得到了描述该问题的一组数学我们就得到了描述该问题的一组数学表达式：表达式：用图解法或单纯形法求得最优解为：我们知道生产一个单位的我们知道生产一个单位的我们知道生产一个单位的我们知道生产一个单位的产品可以获利产品可以获利产品可以获利产品可以获利5050元，元，元，元，生产一个单位的生产一个单位的生产一个单位的生产一个单位的产品可以获利产品可以获利产品可以获利产品可以获利100100元，在目前的元，在目前的元，在目前的元，在目前的生产条件下已求得生产生产条件下已求得生产生产条件下已求

7、得生产生产条件下已求得生产产品产品产品产品5050单位，生产单位，生产单位，生产单位，生产产产产产品品品品250250单位可以获得最大利润。单位可以获得最大利润。单位可以获得最大利润。单位可以获得最大利润。假设两种产品中的假设两种产品中的假设两种产品中的假设两种产品中的某一产品的单位利润增加或减少时，我们意识到某一产品的单位利润增加或减少时，我们意识到某一产品的单位利润增加或减少时，我们意识到某一产品的单位利润增加或减少时，我们意识到为了获取最大利润就有可能应该增加或减少这一为了获取最大利润就有可能应该增加或减少这一为了获取最大利润就有可能应该增加或减少这一为了获取最大利润就有可能应该增加或减

8、少这一产品的产量，也就是改变最优解。但是实际上这产品的产量，也就是改变最优解。但是实际上这产品的产量，也就是改变最优解。但是实际上这产品的产量，也就是改变最优解。但是实际上这一产品利润在一定范围内变化时整个线性规划的一产品利润在一定范围内变化时整个线性规划的一产品利润在一定范围内变化时整个线性规划的一产品利润在一定范围内变化时整个线性规划的最优解其实是不会变化的，即仍然生产最优解其实是不会变化的，即仍然生产最优解其实是不会变化的，即仍然生产最优解其实是不会变化的，即仍然生产50505050单位的单位的单位的单位的产品和产品和产品和产品和250250250250单位的单位的单位的单位的产品而获利

9、最大。当然其中产品而获利最大。当然其中产品而获利最大。当然其中产品而获利最大。当然其中某一产品利润变化超出一定范围的话，最优解就某一产品利润变化超出一定范围的话，最优解就某一产品利润变化超出一定范围的话，最优解就某一产品利润变化超出一定范围的话，最优解就会受到影响了。我们的任务就是用简单的图解法会受到影响了。我们的任务就是用简单的图解法会受到影响了。我们的任务就是用简单的图解法会受到影响了。我们的任务就是用简单的图解法揭示这一变化的范围，定出其上限和下限。揭示这一变化的范围，定出其上限和下限。揭示这一变化的范围，定出其上限和下限。揭示这一变化的范围，定出其上限和下限。从图从图1-11-1中可以

10、看出只要目标函数的斜率在中可以看出只要目标函数的斜率在直线直线E E（设备约束条件）的斜率与直线设备约束条件）的斜率与直线F F（原原料料B B的约束条件）的斜率之间变化时，顶点的约束条件）的斜率之间变化时，顶点B B仍然是最优解。仍然是最优解。如果目标函数直线逆时针旋转，当目标函数如果目标函数直线逆时针旋转，当目标函数的斜率等于直线的斜率等于直线F F的斜率时，则可知直线的斜率时，则可知直线ABAB上的任一点都是其最优解。如果继续逆时针上的任一点都是其最优解。如果继续逆时针旋转，则可知旋转，则可知A A点为其最优解。点为其最优解。如果目标函数直线顺时针方向旋转，当目标如果目标函数直线顺时针方

11、向旋转，当目标函数的斜率等于直线函数的斜率等于直线E E的斜率时，则可知直的斜率时，则可知直线线BCBC上的任一点都是其最优解。如果继续顺上的任一点都是其最优解。如果继续顺时针旋转，当目标函数的斜率在直线时针旋转，当目标函数的斜率在直线E E的斜的斜率和直线率和直线G G的斜率之间，则顶点的斜率之间，则顶点C C为最优解。为最优解。当目标函数的斜率等于直线当目标函数的斜率等于直线G G的斜率时，则的斜率时，则直线直线CDCD上的任一点都是其最优解，如果在继上的任一点都是其最优解，如果在继续顺时针旋转，可知顶点续顺时针旋转，可知顶点D D为其最优解。为其最优解。问题：问题：当目标函数系数中的一个

12、改变时，要当目标函数系数中的一个改变时，要保持最优解不变，如何求出其范围保持最优解不变，如何求出其范围三、常数项（资源数量）三、常数项（资源数量）变化的分析变化的分析 四、添加新变量的分析四、添加新变量的分析仍然依例1来分析添加新变量的情况现在又试制成一种新产品现在又试制成一种新产品E E，生生产产1 1吨分别消耗原料甲、乙为吨分别消耗原料甲、乙为2 2和和1/21/2吨，问他每吨的利润是多吨，问他每吨的利润是多少时才能投产？少时才能投产？在上例中引进新变量在上例中引进新变量 变为：变为：对于上式B仍是可行基，且有要使B是上式的最优基，只需。经济上如何解释经济上如何解释五、1 1、如何使用、如何使用QMQM软件进行灵敏度分析。软件进行灵敏度分析。2 2、经济意义是什么、经济意义是什么六、实际举例六、实际举例 用QM软件求解和分析谢谢谢谢