如何使用软件幻灯片.ppt
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1、如何使用软件第1页,共50页,编辑于2022年,星期五1 在Lingo中使用Lindo模型n nLindoLindo与与LingoLingo都是都是LINDOLINDO系统公司开发的专门用于系统公司开发的专门用于求解最优化问题的软件包。与求解最优化问题的软件包。与LindoLindo相比,相比,LingoLingo软软件主要具有两大优点:件主要具有两大优点:n n(1 1)除具有)除具有LINDOLINDO的全部功能外,还可用于求解非的全部功能外,还可用于求解非线性规划问题,包括非线性整数规划问题。线性规划问题,包括非线性整数规划问题。n n(2 2)LINGOLINGO包含了内置的建模语言,
2、允许以简练、包含了内置的建模语言,允许以简练、直观的方式描述较大规模的优化问题,模型中所需的数直观的方式描述较大规模的优化问题,模型中所需的数据可以以一定格式保存在独立的文件中。据可以以一定格式保存在独立的文件中。第2页,共50页,编辑于2022年,星期五1 在Lingo中使用Lindo模型n nLingo 9.0完全支持Lindo模型程序的书写格式。在Lingo 9.0模型窗口中选择菜单命令“File|Open(F3)”n n注意注意 在Lingo 9.0以前的版本中(如Lingo 8.0),“File|Import LINDO File (F12)”命令可以将Lindo模型文件转化成Lin
3、go模型。这个菜单命令的意思是“导入Lindo文件”(在LINGO 9.0中已无必要,所以该命令已经被取消了)。第3页,共50页,编辑于2022年,星期五n n 后缀后缀“ldtldt”表示表示LINGOLINGO数据文数据文件;件;n n 后缀后缀“ltfltf”表示表示LINGOLINGO命令脚命令脚本文件;本文件;n n 后缀后缀“lgrlgr”表示表示LINGOLINGO报告文报告文件;件;n n 后缀后缀“mpsmps”表示表示MPSMPS(数学规(数学规划系统)格式的模型文件;划系统)格式的模型文件;n n“*.*.*”表示所有文件。表示所有文件。后缀“lg4”表示LINGO格式的
4、模型文件,是一种特殊的二进制格式文件,保存了我们在模型窗口中能够看到的所有文件和其他对象及其格式信息,只有LINGO能读出它,用其他系统打开这种文件时会出现乱码;后缀“lng”表示文本格式的模型文件,并且以这个格式保存模型时LINGO将给出警告,因为模型中的格式信息(如字体、颜色、嵌入对象等)将会丢失;LINDO格式的模型文件 第4页,共50页,编辑于2022年,星期五2 用用Lingo求解求解 二次规划(二次规划(QP)模型)模型n n例例例例2.1 2.1 某厂生产的一种产品有甲、乙两个牌号,讨论在产销平衡某厂生产的一种产品有甲、乙两个牌号,讨论在产销平衡的情况下如何确定各自的产量,使总的
5、利润最大。所谓产销平衡的情况下如何确定各自的产量,使总的利润最大。所谓产销平衡指工厂的产量等于市场上的销量,没有卖不出去的产品的情况。指工厂的产量等于市场上的销量,没有卖不出去的产品的情况。显然,销售总利润既取决于两种牌号产品的销量和(单件)价格,显然,销售总利润既取决于两种牌号产品的销量和(单件)价格,也依赖于产量和(单件)成本,按照市场经济规律,甲的价格也依赖于产量和(单件)成本,按照市场经济规律,甲的价格p1p1固然会随其销量固然会随其销量x1x1的增长而降低,同时乙的销量的增长而降低,同时乙的销量x2x2的增长也会使的增长也会使甲的价格有稍微的下降,可以简单地假设价格与销量成线性关系,
6、即甲的价格有稍微的下降,可以简单地假设价格与销量成线性关系,即p p1 1=b=b1 1a a1111x x1 1a a1212x x2 2,b b1 1,a,a1111,a,a121200,a a1111aa1212;类似地,乙的;类似地,乙的价格价格p p2 2遵循同样的规律,即有遵循同样的规律,即有p p2 2=b=b2 2a a2121x x1 1a a2222x x2 2,b b2 2,a,a2121,a,a222200,a a2222aa2121.例如,假定实际中例如,假定实际中b b1 1=100=100,a a1111=1=1,a a1212=0.1=0.1,b b2 2=28
7、0=280;a a2121=0.2=0.2,a a2222=2=2。此外,假设工厂的生产。此外,假设工厂的生产能力有限,两种牌号产品的产量之和不可能超过能力有限,两种牌号产品的产量之和不可能超过100100件,且甲的件,且甲的产量不可能超过乙的产量的两倍,甲乙的单件生产成本分别是产量不可能超过乙的产量的两倍,甲乙的单件生产成本分别是q q1 1=2=2和和q q2 2=3(=3(假定为常数假定为常数)。求甲、乙两个牌号的产量。求甲、乙两个牌号的产量 x x1 1,x x2 2使总使总利润最大。利润最大。第5页,共50页,编辑于2022年,星期五优化模型优化模型 n n决策变量:决策变量:决策变
8、量:决策变量:决策变量就是甲、乙两个牌号的产量(也是销量)决策变量就是甲、乙两个牌号的产量(也是销量)x x1 1,x x2 2n n目标函数:目标函数:目标函数:目标函数:显然,目标函数就是总利润显然,目标函数就是总利润z(xz(x1 1,x x2 2),即,即z(xz(x1 1,x x2 2)(p p1 1q q1 1)x1x1(p p2 2q q2 2)x x2 2 (100100 x x1 10.1x0.1x2 2)x x1 1(2802800.2x0.2x1 1 2x2x2 23 3)x x2 2 98 x98 x1 1277 x277 x2 2x x1 12 20.3 x0.3 x
9、1 1 x x2 22x2x2 22 2n n约束条件:约束条件:约束条件:约束条件:题中假设工厂的生产能力有限,两种产品的产量之和不题中假设工厂的生产能力有限,两种产品的产量之和不可能超过可能超过100100件,且产品甲的产量不可能超过乙的产量的两倍。写成数件,且产品甲的产量不可能超过乙的产量的两倍。写成数学表达式,就是学表达式,就是x x1 1x x2 2100,x100,x1 12x2x2 2第6页,共50页,编辑于2022年,星期五综上所述综上所述 max 98 x1277 x2x120.3 x1 x22x22 (1.1)st x1x2100 (1.2)x12x2 (1.3)x1,x2
10、 (1.4)第7页,共50页,编辑于2022年,星期五n nLINGOLINGO中的变量名由中的变量名由字母和数字组成,但字母和数字组成,但必须以字母开头,长必须以字母开头,长度不能超过度不能超过3232个字符个字符(只能是英文字符,不(只能是英文字符,不能含有中文字符)能含有中文字符)n n行号、行号、“TITLETITLE”语句和语句和注释语句是注释语句是LINGOLINGO中中唯一可以使用汉字字唯一可以使用汉字字符的地方行号必须以符的地方行号必须以字母或下划线开头;字母或下划线开头;n nLINGOLINGO中不区分大小中不区分大小写字母写字母n nLINGOLINGO中已假定所有中已假
11、定所有变量非负变量非负 第8页,共50页,编辑于2022年,星期五n n通过“LINGO|Generate|Display Model(Ctrl+G)”命令可以看到完整的模型以及每行语句对应的行号了。第9页,共50页,编辑于2022年,星期五n n可使用“LINGO|Picture”命令检查模型中的简单错误,该命令将目标函数和约束表达式中的非零系数通过列表(或图形)显示出来。第10页,共50页,编辑于2022年,星期五n n用“LINGO|Solve(Ctrl+S)”命令来运行这个程序。n n(如果想要了解运行状态窗口中各项的含义,可先点击工具栏上的图标 ,再点击运行状态窗口,屏幕上自动弹出运
12、行状态窗口的帮助信息。)第11页,共50页,编辑于2022年,星期五求解结果报告窗口第12页,共50页,编辑于2022年,星期五3 敏感性分析n n敏感性分析的作用是给出敏感性分析的作用是给出“Ranges in which the basis is Ranges in which the basis is unchangedunchanged”,即研究当目标函数的系数和约束右端项,即研究当目标函数的系数和约束右端项在什么范围变化(此时假定其他系数保持不变)时,最在什么范围变化(此时假定其他系数保持不变)时,最优基(矩阵)保持不变。优基(矩阵)保持不变。n n注意注意注意注意:这里这里LING
13、OLINGO不询问是否进行敏感性分析。如果不询问是否进行敏感性分析。如果需要进行敏感性分析,必须用需要进行敏感性分析,必须用“LINGO|OptionsLINGO|Options”命令命令打开系统选项对话框,在打开系统选项对话框,在“General SolverGeneral Solver”标签下的标签下的“Dual ComputationsDual Computations”下拉列表中选中下拉列表中选中“Prices&Prices&RangeRange”,再按下,再按下“OKOK”按钮激活敏感性分析功能。修改按钮激活敏感性分析功能。修改了系统选项后,以后只需调用了系统选项后,以后只需调用“L
14、INGO|RangeLINGO|Range”命令即命令即可进行敏感性分析了。可进行敏感性分析了。第13页,共50页,编辑于2022年,星期五修改运行时的内存限制激活敏感性分析第14页,共50页,编辑于2022年,星期五例例例例3.1 3.1 一奶制品加工厂用牛奶生产一奶制品加工厂用牛奶生产A A1 1,A A2 2两种奶制品,两种奶制品,1 1桶牛奶可桶牛奶可以在甲车间用以在甲车间用12h12h加工成加工成3kgA3kgA1 1,或者在乙车间用,或者在乙车间用8h8h加工成加工成4kg 4kg A A2 2。根据市场需求,生产出的。根据市场需求,生产出的A A1 1,A A2 2全部能售出,且
15、每千克全部能售出,且每千克A A1 1获获利利2424元,每千克元,每千克A A2 2获利获利1616元。现在加工厂每天能得到元。现在加工厂每天能得到5050桶牛奶桶牛奶的供应,每天正式工人总的劳动时间为的供应,每天正式工人总的劳动时间为480h480h,并且甲车间的,并且甲车间的设备每天至多能加工设备每天至多能加工100kg A100kg A1 1,乙车间的设备的加工能力可以,乙车间的设备的加工能力可以认为没有上限限制(即加工能力足够大)。试为该厂制定一认为没有上限限制(即加工能力足够大)。试为该厂制定一个生产计划,使每天获利最大,并进一步讨论以下个生产计划,使每天获利最大,并进一步讨论以下
16、3 3个附加个附加问题:问题:(1 1)若用)若用3535元可以买到元可以买到1 1桶牛奶,是否作这项投资?若投资,桶牛奶,是否作这项投资?若投资,每天最多购买多少桶牛奶?每天最多购买多少桶牛奶?(2 2)若可以聘用临时工人以增加劳动时间,付给临时工人的工资最)若可以聘用临时工人以增加劳动时间,付给临时工人的工资最多是每小时几元?多是每小时几元?(3 3)由于市场需求变化,每千克)由于市场需求变化,每千克A A1 1的获利增加到的获利增加到3030元,是否应元,是否应该改变生产计划?该改变生产计划?第15页,共50页,编辑于2022年,星期五优化模型优化模型决策变量:决策变量:设每天用设每天用
17、x x1 1桶牛奶生产桶牛奶生产A A1 1,用,用x x2 2桶牛奶生产桶牛奶生产A A2 2目标函数:目标函数:设每天获利为设每天获利为z z(元),(元),x x1 1桶牛奶生产桶牛奶生产3x3x1 1(kg)A(kg)A1 1,获利,获利243x243x1 1,x x2 2桶牛奶生产桶牛奶生产4x4x2 2(kg)A(kg)A2 2,获利,获利164x164x1 1,故,故z=72xz=72x1 1+64x+64x2 2.约束条件:约束条件:约束条件:约束条件:原料供应原料供应原料供应原料供应:生产生产A A1 1,A A2 2的原料(牛奶)总量不得超过每的原料(牛奶)总量不得超过每天
18、的供天的供应,即应,即x x1 1+x+x2 25050(桶);(桶);劳动时间劳动时间:生产:生产A A1 1,A A2 2的总加工时间不得超过每天正式的总加工时间不得超过每天正式工人工人总的劳动时间,即总的劳动时间,即 12x12x1 1+8x+8x2 2480480(h h););设备能力设备能力:A A1 1的产量不得超过甲车间设备每天的加工的产量不得超过甲车间设备每天的加工 能力,即能力,即3x3x1 1100100;非负约束非负约束:x x1 1,x x2 2均不能为负值。均不能为负值。第16页,共50页,编辑于2022年,星期五综上所述Max z=72x1+64x2;s.t.x1
19、+x250,12x1+8x2480,3x1100,x1,x20 线性规划模型(LP)第17页,共50页,编辑于2022年,星期五模型分析与假设模型分析与假设 比比例例性性 可可加加性性 连续性连续性 xi对目标函数的对目标函数的“贡献贡献”与与xi取值成正取值成正比比 xi对约束条件的对约束条件的“贡献贡献”与与xi取值成取值成正比正比 xi对目标函数的对目标函数的“贡贡献献”与与xj取值无关取值无关 xi对约束条件的对约束条件的“贡贡献献”与与xj取值无关取值无关 xi取值连续取值连续 A1,A2每公斤的获利是与各自每公斤的获利是与各自产量无关的常数产量无关的常数每桶牛奶加工出每桶牛奶加工出
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