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线性规划在运筹学中的应用

线性规划在运筹学中的应用在现代运筹学中,线性规划是一种重要的数学工具,广泛应用于大量实际问题的求解。线性规划利用线性数学模型来解决最优化问题,其中包括确定一组决策变量的取值,以使得线性目标函数达到最大或最小值的问题。本文将探讨线性规划在运筹学领域的应用。

一、生产与物流规划

线性规划在生产与物流规划方面应用广泛。通过合理安排生产和物流过程中的各项资源,如人力、机器设备、原材料等,可以实现生产过程的优化与效率提升。例如,生产调度问题是一个典型的线性规划问题,可以通过线性规划模型来确定最佳的生产计划和工序安排,以最大化产量或最小化生产成本。

二、投资组合与金融风险管理

在金融领域,线性规划可以用于投资组合的优化。通过将投资组合问题转化为线性规划模型,可以确定最佳的资产配置方案,以最大化收益或最小化风险。在金融风险管理中,线性规划也可以用于确定最佳的投资组合,以实现风险的有效分散与管理。

三、资源分配与调度

线性规划在资源分配与调度问题中有着广泛的应用。例如,在人力资源管理中,通过线性规划模型可以确定最佳的岗位安排和员工调度计划,以实现工作效率的最大化或成本的最小化。在交通运输领域,

线性规划可以用于优化运输调度,如货物装载问题、车辆路径规划等,以实现运输成本的最小化和物流效率的提高。

四、网络流与最短路径问题

线性规划在网络流与最短路径问题中也有重要应用。网络流模型可

以用于解决各种资源分配问题,如最大流问题、最小费用流问题等。

最短路径问题是运筹学中的一类经典问题,可以通过线性规划方法求

解最短路径,并应用于交通路线规划、物流路径优化等领域。

五、供应链管理与库存控制

在供应链管理和库存控制领域,线性规划是一个强大的工具。通过

合理调控供应链中的各个环节,可以实现库存成本的降低和供应链效

率的提高。线性规划模型可以用于确定最佳的订单量、补充策略以及

货物调配方案,以最大化供应链的利润或最小化总成本。

综上所述,线性规划在运筹学中具有广泛的应用。通过合理使用线

性规划模型,可以解决许多实际问题,并实现最优解。线性规划的应

用领域包括生产与物流规划、投资组合与金融风险管理、资源分配与

调度、网络流与最短路径问题、供应链管理与库存控制等。随着运筹

学的发展和线性规划方法的不断完善,相信线性规划在实践中的应用

将会更加广泛,并为各行各业带来更大的效益。

线性规划理论及其应用[文献综述]

毕业论文文献综述 信息与计算科学 线性规划理论及其应用 一、前言部分[1] [2] 线性规划是运筹学中研究较早、发展较快、应用广泛、方法成熟的一个重要分支,它是辅助人们进行科学管理的一种数学方法.在经济管理、交通运输、工农业生产等经济活动中,提高经济效果是人们不可缺少的要求,而提高经济效果一般通过两种途径:一是技术方面的改进,例如改善生产工艺,使用新设备和新型原材料.二是生产组织与计划的改进,即合理安排人力物力资源.线性规划所研究的是:在一定条件下,合理安排人力物力等资源,使经济效果达到最好.一般地,求线性目标函数在线性约束条件下的最大化或最小化的问题,最大化问题是要在一个集合上使一个函数达到最大,最小化问题是要在一个集合上使一个函数达到最小。统称为线性规划问题。满足线性约束条件的解叫做可行解,由所有可行解组成的集合叫做可行域。决策变量、约束条件、目标函数是线性规划的三要素。随着计算机技术的发展和普及,线性规划的应用越来越广泛。它已成为人们为合理利用有限资源制定最佳决策的有力工具。 二、主题部分 2.1线性规划理论发展过程及方向 2.1.1线性规划发展过程[3][4] 法国数学家 J.- B.- J.傅里叶和 C.瓦莱-普森分别于1832和1911年独立地提出线性规划的想法,但未引起注意。 1939年苏联数学家Л.В.康托罗维奇在《生产组织与计划中的数学方法》一书中提出线性规划问题,也未引起重视。 1947年美国数学家G.B.丹奇克提出线性规划的一般数学模型和求解线性规划问题的通用方法──单纯形法,为这门学科奠定了基础。 1947年美国数学家J.von诺伊曼提出对偶理论,开创了线性规划的许多新的研究领域,扩大了它的应用范围和解题能力。

运筹学中线性规划实例

实验报告 课程名称:运筹学导论 实验名称:线性规划问题实例分析 专业名称:信息管理与信息系统 指导教师:刘珊 团队成员:邓欣(20112111) 蒋青青(20114298) 吴婷婷(20112124) 邱子群(20112102) 熊游(20112110) 余文媛(20112125) 日期:2013-10-25 成绩:___________ 1.案例描述 南部联盟农场是由以色列三个农场组成的联合组织。该组织做出了一个关于农场农作物的种植计划,如下:

每一个农场的农业产出受限于两个量,即可使用的灌溉土地量和用于灌溉的水量。数据见下表: 适合本地区种植的农作物包括糖用甜菜、棉花和高粱。这三种作物的差异在于它们每亩的期望净收益和水的消耗量不同。另外农业部门已经制定了南部联盟农场作物总亩数的最大配额,见下表: 作物的任何组合可以在任何农场种植,技术部门的任务是找出一个种植方案使南部联盟农场的净收益最大化。 2.建立模型 决策变量为Xi(i=1,2,……,9),表示每个农场每种作物的种植量。 MAX Z=1000(X1+X2+X3)+750(X4+X5+X6)+250(X7+X8+X9) 约束条件: (1)每一个农场使用的土地 X1+X4+X7≤400

X2+X5+X8≤600 X3+X6+X9≤300 (2)每一个农场的水量分布 3X1+2X4+X7≤600 3X2+2X5+X8≤800 3X3+2X6+X9≤375 (3)每一种作物的总种植量 X1+X2+X3≤600 X4+X5+X6≤500 X7+X8+X9≤325 非负约束Xi≥0 , i=1,2, (9) 3.计算机求解过程 步骤1.生成表格

线性规划模型及应用场景

线性规划模型及应用场景 线性规划是一种运筹学中的数学方法,用于在有限的资源下寻找达到最佳目标的方案。线性规划模型是通过建立线性关系式和目标函数以确定决策变量的最优值,来求解问题。应用线性规划模型可以在诸多领域中找到合理的应用场景。 一、生产调度与物流管理 生产调度是指以资源约束为条件,在规定时间内安排、组织和运用生产资源的管理活动。而物流管理则是通过有效的供应链管理来实现流程和原料的优化配置。线性规划可以通过建立生产资源约束条件和目标函数,来确定合理的生产进度和物流配送计划,从而提高生产效率、降低物流成本。 举个例子,某工厂生产两种产品A和B,生产线的时间和效率是有限的,同时每个产品有不同的售价和成本。这时可以使用线性规划模型来确定每种产品的生产数量,使得总利润最大化。 二、金融投资与资产配置 金融投资是指将资金投入到各种金融市场和资产中,以期获得回报。而资产配置则是指在不同风险水平下,按照一定的比例配置资金到各种资产上。线性规划可以通过建立风险约束条件和目标函数,来确定最佳的资产配置组合,以实现风险和回报间的平衡。 举个例子,某投资者有一笔固定资金,可以投资于股票、债券和货币市场基金等

多个金融工具。他可以将自己的投资目标、预期收益和风险偏好建立为线性规划模型,以确定最佳的资产配置比例,从而达到理想的投资回报。 三、运输与配送 运输与配送是指将物品从生产地或仓库运往销售点或用户手中的过程。针对运输与配送的问题,线性规划可以通过建立运输路径、运输容量和运输成本等约束条件,来确定合理的物流方案,从而达到最佳的运输效益。 例如,某物流公司需要将商品从N个供应商处运输到M个销售点,每个供应商的供货量和每个销售点的需求量是已知的,同时每个运输路径的距离和费用也是已知的。利用线性规划模型,可以确定每个运输路径上的货物运输量和运输方式,从而降低运输成本,提高物流效率。 四、人力资源管理 人力资源管理是指通过合理的组织、激励和管理,利用有限的人力资源实现组织目标。线性规划可以通过建立员工数量、工时分配和成本效益等约束条件,以及建立目标函数如员工满意度、绩效和利润等来确定最佳的人力资源配置方案。 举个例子,某公司需要合理安排员工的工作时间和休假时间,以满足不同岗位的需求和员工的个人偏好。同时,公司也需要确保员工的生产力和成本效益。通过建立线性规划模型,可以确定合理的员工工时分配和休假安排,从而提高员工满意度和工作效率。

线性规划在运筹学中的应用

线性规划在运筹学中的应用在现代运筹学中,线性规划是一种重要的数学工具,广泛应用于大量实际问题的求解。线性规划利用线性数学模型来解决最优化问题,其中包括确定一组决策变量的取值,以使得线性目标函数达到最大或最小值的问题。本文将探讨线性规划在运筹学领域的应用。 一、生产与物流规划 线性规划在生产与物流规划方面应用广泛。通过合理安排生产和物流过程中的各项资源,如人力、机器设备、原材料等,可以实现生产过程的优化与效率提升。例如,生产调度问题是一个典型的线性规划问题,可以通过线性规划模型来确定最佳的生产计划和工序安排,以最大化产量或最小化生产成本。 二、投资组合与金融风险管理 在金融领域,线性规划可以用于投资组合的优化。通过将投资组合问题转化为线性规划模型,可以确定最佳的资产配置方案,以最大化收益或最小化风险。在金融风险管理中,线性规划也可以用于确定最佳的投资组合,以实现风险的有效分散与管理。 三、资源分配与调度 线性规划在资源分配与调度问题中有着广泛的应用。例如,在人力资源管理中,通过线性规划模型可以确定最佳的岗位安排和员工调度计划,以实现工作效率的最大化或成本的最小化。在交通运输领域,

线性规划可以用于优化运输调度,如货物装载问题、车辆路径规划等,以实现运输成本的最小化和物流效率的提高。 四、网络流与最短路径问题 线性规划在网络流与最短路径问题中也有重要应用。网络流模型可 以用于解决各种资源分配问题,如最大流问题、最小费用流问题等。 最短路径问题是运筹学中的一类经典问题,可以通过线性规划方法求 解最短路径,并应用于交通路线规划、物流路径优化等领域。 五、供应链管理与库存控制 在供应链管理和库存控制领域,线性规划是一个强大的工具。通过 合理调控供应链中的各个环节,可以实现库存成本的降低和供应链效 率的提高。线性规划模型可以用于确定最佳的订单量、补充策略以及 货物调配方案,以最大化供应链的利润或最小化总成本。 综上所述,线性规划在运筹学中具有广泛的应用。通过合理使用线 性规划模型,可以解决许多实际问题,并实现最优解。线性规划的应 用领域包括生产与物流规划、投资组合与金融风险管理、资源分配与 调度、网络流与最短路径问题、供应链管理与库存控制等。随着运筹 学的发展和线性规划方法的不断完善,相信线性规划在实践中的应用 将会更加广泛,并为各行各业带来更大的效益。

运筹学中的线性规划和整数规划

运筹学中的线性规划和整数规划运筹学是一门涉及决策分析、优化、模型构建和仿真等知识领域的学科,应用广泛,如供应链管理、交通规划、制造业生产、金融投资等方面。其中,线性规划和整数规划是运筹学中最为基础和重要的优化技术,被广泛应用于各个领域。 一、线性规划 线性规划是一种在一组线性约束条件下,求解线性目标函数极值问题的数学方法。在生产、运输、选址等问题中,线性规划都有着重要的应用。其数学模型可以表示为: $\max c^Tx$ $s.t. Ax \leq b,x\geq 0$ 其中$c$为目标函数的向量,$x$为决策变量向量,$A$为约束矩阵,$b$为约束向量,$c^Tx$表示目标函数的值,$\leq$表示小于等于。

如果目标函数和约束都是线性的,则可以通过线性规划的求解 方法来确定决策变量的最优值。线性规划的求解方法一般分为单 纯形法和内点法两种方法。 单纯性法是线性规划中最为常用的方法,通过对角线交替调整,逐步从可行解中寻找最优解,收敛速度较快,但是存在不稳定的 情况。 内点法是近年来发展起来的用于求解大规模线性规划问题的数 值方法,其核心思想是迭代求解一系列线性方程组,每次保持解 在可行域内部,直到找到最优解为止。这种方法对大规模问题求 解能力强,使用较多。 二、整数规划 整数规划是线性规划的升级版,它要求决策变量必须取整数值。整数规划在很多实际问题中都有着重要的应用,比如很多生产过 程中需要将生产数量取整数,物流路径问题需要选取整数条路径等。

与线性规划不同的是,整数规划是NP难问题,没有一种有效的算法能够完全解决所有的整数规划问题。因此,通常需要采用分支定界、割平面等方法来求解。 分支定界是一种常用的整数规划求解方法。它通过将整数规划问题分为多个子问题,依次求解这些子问题并优化当前最优解,以逐步逼近最优解。割平面法则是在分支定界方法的基础上加入约束条件,使得求解过程更加严格化,最终得到更好的结果。 总的来说,运筹学中线性规划和整数规划是不可或缺的优化工具,我们可以通过理论和实践加深对它们的理解。未来,在更加复杂的实际应用场景下,这两种技术也将不断发展和创新,为各种决策分析和优化问题提供更加高效和精确的解决方案。

线性规划模型在生产运营管理中的应用

线性规划模型在生产运营管理中的应用 1.引言 线性规划(linear programming, LP)是运筹学中一种常见的优化问题求解方法,它能够利用数学模型描述复杂的经济、工程、管理等问题,并在满足约束条件的前提下,寻求最优的决策方案。在现代生产运营管理中,线性规划广泛应用于资源配置、生产计划、库存管理、物流配送等方面,为企业求得优化的决策提供了支持。本文将重点介绍线性规划模型在生产运营管理中的应用。 2.资源配置 资源配置是一个典型的线性规划问题,它涉及到如何根据企业的需求最优地分 配资源,以实现成本最小化或利润最大化。在生产运营管理中,资源配置问题主要包括机器、人力、时间、原料等资源的分配。 为了更好地理解线性规划模型在资源配置中的应用,我们以一个简单的例子作 为说明。假设某企业需要生产两种产品 A 和 B,其中 A 的利润为 10 元/件,B 的 利润为 20 元/件。该企业有两台机器 M1 和 M2,生产一件 A 需要机器 M1 工作 2 小时,机器 M2 工作 1 小时;而生产一件 B 则需要 M1 工作 1 小时和 M2 工作 3 小时。同时,该企业拥有员工若干,每小时的工作费用为 5 元,生产一件 A 和 B 分 别需要 1 个和 2 个小时的人力资源。现在该企业想要最大化每小时利润,那么该如何分配资源呢? 为了解决这个问题,我们可以采用线性规划模型。将目标函数设置为每小时利 润的最大化,约束条件包括机器和人力资源的限制,即: max z = 10 x1 + 20 x2 s.t. 2 x1 + x2 <= 12 (M1 工作时间不能超过 12 小时)

线性规划在决策分析中的应用

线性规划在决策分析中的应用 线性规划是运筹学中的一个分支,它是应用数学的一个工具。线性规划可以用 于解决许多最优化问题,包括生产规划、资源分配、物流规划和市场营销等领域。在决策分析中,线性规划也是一个强大的工具,可以帮助决策者更好地做出决策。下面我们将介绍一些线性规划在决策分析中的应用。 1. 产品优化 在制造业中,产品的设计和制造是一个非常复杂的过程。生产商需要考虑许多 因素,如材料成本、生产线效率、人工成本、成品质量等。这些因素之间存在着复杂的相互作用,使得生产商在做出决策时很容易受到各种限制和约束。线性规划可以提供一个优化方案,可以帮助生产商做出更好的决策。 例如,假设一个电子公司想要开发一款新的电视机型号,他们需要考虑到许多 因素。他们需要决定每个电视的大小、分辨率、屏幕类型和所需零件种类等。在同时考虑成本和质量的情况下,生产商需要做出一组决策,这些决策将直接影响电视的价格和质量。使用线性规划,生产商可以在控制成本的同时,生产出满足市场需求的高品质电视。 2. 供应链优化 供应链是指从原材料到最终产品的整个生产过程和物流运输过程。供应链优化 可以帮助企业提高生产效率和降低成本。问题在于如何最大限度地控制成本同时保证生产效率和产品质量。线性规划可以提供一个优化方案,该方案包括如何优化供应链中不同环节的生产过程、库存控制和物流管理。 例如,假设一个汽车制造公司需要将在几周内将大量零部件运至不同的工厂进 行组装。公司需要考虑如何最小化运输成本和最大化生产效率。使用线性规划,制造公司可以通过计算不同最优路径和运输策略,并考虑到不同的限制,如运输时间、货物大小和重量等,最大化供应链的效率。

运筹学-线性规划模型在实际生活中的应用

线性规划模型在实际生活中的应用 【摘要】线性规划在实际生活中扮演着很重要的角色,研究对象是计划管理工作中有关安排和估值的问题,其广泛应用于经济等领域,是实际生活中进行管理决策的最有效的方法之一。解决的主要问题是在给定条件下,按某一衡量指标来寻找安排的最优方案。本文通过对例题利用线性规划分析,如何合理的分配利用,最终找到最优解使企业利润最大,说明了线性规划在实际生活中的应用,而且对线性规划问题模型的建立,模型的解进行了分析,运用图解法和单纯形法解决问题。 【关键词】线性规划、建模、实际生活、图解法、单纯形法 前言:线性规划(Linear programming,简称LP)是中研究较早、发展较快、应用广泛、方法较成熟的一个重要分支,它是辅助人们进行科学管理的一种数学方法。研究线性下线性目标函数的问题的数学理论和方法。英文缩写LP。它是运筹学的一个重要分支,广泛应用于军事作战、经济分析、经营管理和等方面。为合理地利用有限的人力、物力、财力等资源作出的最优,提供科学的依据。 在实际生活中,经常会遇到一定的人力、物力、财力等资源条件下,如何精打细算巧安排,用最少的资源取得最大的效益的问题,而这正是线性规划研究的基本内容,它在实际生活中有着非常广泛的应用.任何一个组织的管理者都必须对如何向不同的活动分配资源的问题做出决策,即如何有效地利用人力、物力完成更多的任务,或在预定的任务目标下如何耗用最少的人力、物力去实现目标。在许多情况下,大量不同的资源必须同时进行分配,需要这些资源的活动可以是不同的生产活动,营销活动,金融活动或者其他一些活动。随着计算技术的不断发展,使成千上万个约束条件和决策变量的线性规划问题能迅速地求解,更为线性规划在经济等各领域的广泛应用创造了极其有利的条件。线性规划已经成为现代化管理的一种重要的手段。本文运用常用的图解法和单纯形法解决利润最大化决策问题,贴近生活,很好的吧线性规划应用到生活实践中。 1、简单线性问题步骤简单介绍 建模是解决线性规划问题极为重要的环节,一个正确的数学模型的建立要求建模者熟

线性规划模型在物流运输中的应用

线性规划模型在物流运输中的应用 现代物流运输已成为经济全球化不可或缺的一部分,优化物流流程已经被视为提升物流运输效率的重要手段之一。在这些场景中,线性规划模型往往可以为物流领域提供最优的决策方案,以实现经济效益与效率最大化。本文将详细分析线性规划模型在物流运输中的应用。 一、线性规划 线性规划,即 Linear Programming,是一种运筹学中的数学模型平台,它与多种过程操纵相关,如行为、制造和管理等。严格来讲,线性规划是一种数学优化技术,它仅限于对数学表达式的优化,而对于人类行为的判断和建议并无法提供。 线性规划问题可以简单定义为在已知最大利润或者最小成本下,重新调整变量来最大程度地减少影响因素,以可行的方法来达到最佳决策的一种方法。 线性规划模型的基本框架包括目标函数、约束条件、决策变量。其中,目标函数是一种线性函数表示,决策变量通常表示为决策的数量或决策个数,约束条件是限制决策变量的数量,例如预算约束、生产约束等。 二、物流运输中的应用 物流运输一直是物流产业的核心。现代物流已经发展到全球化高速发展的历史阶段,物流运输成为了实现物流效益和效率的关键。线性规划模型可以帮助物流公司分析物流生产标准和成本,以此来达到更高的物流运输效率。 1.优化路径和车辆调度 物流车辆的调度方案需要考虑运输成本和服务水平,而线性规划模型可以通过计算在预期时间内运输所需要的车辆数量、路线和运输成本,并在此基础上建立一套统一的运输规划模型来提高物流效率。

尤其在大件物品运输或者快递运输中,收件和派件的处理需要做到最快速度及 最低成本,而利用线性规划模型可以更准确地安排中转车站、运输设备、人员和时间等要素,以达到最优解的目的。 2.仓储和库存优化 仓储和库存管理对于协调供应链和提升物流效率至关重要。如果一种物品的库 存过大,可能造成公司资金拖累和物品价值下降;如果库存过少,就会影响客户服务和增加成本。而线性规划模型可以给出一个平衡最大优化操作的答案。 利用线性规划模型,物流企业可以通过制定预测库存量和利用优质的仓库设施、优秀的库存管理策略来控制库存,降低库存成本,实现库存优化。 3.运输成本的管理 运输成本是物流运输过程中的一项重要成本,影响着物流企业的利润和客户的 利益。而线性规划模型可以分析运输成本中的各种因素,如车辆、燃料、人员和时间等。利用线性规划模型可以在满足服务要求的同时减少运输成本,从而实现经济效益和效率最大化。 此外,还可以利用线性规划技术,建立出一组可充分推广且具有实现的物流运 输方案,以满足物流业务运营管理的自动化与高效合理化需求。 三、结论 物流是全球化时代中至关重要的一部分,优化物流运输流程对于提升物流效率、降低物流成本至关重要。而线性规划作为一种先入为主的数学优化技术,为物流领域提供了最优的决策方案,以实现物流效率最大化。物流企业可以通过此技术模型,合理运用统计学、运筹学等方法,从而完成合理化协调工作,提高效率。

运筹学方法总结

一.线性规划 1.问题背景:线性规划是运筹学中研究较早、发展较快、应用广泛、方法较成熟的一个重要分支,它是辅助人 们进行科学管理的一种数学方法.在经济管理、交通运输、工农业生产等经济活动中,提高经济效果是人们不可缺少的要求,而提高经济效果一般通过两种途径:一是技术方面的改进,例如改善生产工艺,使用新设备和新型原材料.二是生产组织与计划的改进,即合理安排人力物力资源. 线性规划所研究的是:在一定条件下,合理安排人力物力等资源,使经济效果达到最好.一般地,求线性目标函数在线性约束条件下的最大值或最小值的问题 2.求解方法: a.单纯形法: 适用的问题:约束条件全部为≤,右边常数全部为非负,对目标函数的系数没有要求。 min z=3x1-2x2 s.t. x1+2x2≤12 2x1+ x2≤18 x1,x2≥0 求解步骤: STEP 0 将线性规划问题标准化 STEP 1 是否有明显的初始基础可行解,如果有,转STEP 3,否则,转STEP 2。 STEP 2 构造辅助问题,用两阶段法求解辅助问题。如果辅助问题最优解的目标函数值大于0,原问题无可行解,算法终止。否则转STEP 3。 STEP 3 写出单纯形表,将基变量在约束条件中的系数消为单位矩阵,将基变量在目标函数中的系数消为0。转STEP 4。 STEP 4 如果所有非基变量的检验数全为负数或0,则已获得最优解,算法终止。否则,选择检验数为正数并且绝对值最大的非基变量为进基变量。转STEP 5。 STEP 5 如果进基变量在约束条件中的系数全为负数或0,目标函数无界,算法终止。否则根据右边常数和正的系数的最小比值,确定离基变量。转STEP 6。 STEP 6 进基变量列和离基变量行交叉的元素称为主元。对单纯形表进行行变换,将主元变为1,将主元所在列的其他元素变为0。转STEP 4。 b.对偶单纯形法: 适用的问题:约束条件中至少有一个是≥,相应的右边常数为非负,目标函数系数全部为非负。 min z=3x1+2x2 s.t. x1+2x2≥12 2x1+ x2≤18 x1,x2≥0 求解步骤: 步骤1 确定原问题(L)的初始基B,使所有检验数,即是对偶可行解,建立初始单纯形表。 步骤2 检查基变量的取值,若≥0,则已得最优解,计算停;否则求确定单纯形表第L行对应的基变量为旋出变量。 步骤3 若所有,则原问题无可行解,计算停;否则,计算确定对应的为旋入变量。 步骤4 以为主元作(L,K)旋转变换,得新的单纯形表,转步骤2。可以证明,按上述方法进行迭代,所得解始终是对偶可行解。 二.运输问题 1.问题背景:一般的运输问题就是要解决把某种产品从若干个产地调运到若干个销地,在每个产 地的供应量与每个销地的需求量已知,并知道各地之间的运输单价的前提下,如何确定一个使得总的运输费用最小的方案。

线性规划在交通运输问题中的应用研究

线性规划在交通运输问题中的应用研究 线性规划是运筹学中的一种优化方法,它能够在给定约束条件下,寻找一个最优解。这个方法可以应用于各个领域,包括交通运输领域。本文将探讨线性规划在交通运输问题中的应用研究。 首先,我们来看一下线性规划在交通路径规划中的应用。交通路径规划是指根据交通网络和出行需求,确定最佳路径以满足交通需求。线性规划可以用来优化交通路径规划问题。通过建立一个数学模型,将交通网络转化为一个图,节点表示交通节点,边表示路径,通过设置适当的目标函数和约束条件,可以利用线性规划方法计算出最优路径。这样可以帮助交通规划者更好地规划和管理道路交通,提高交通效率。 其次,线性规划还可以应用于交通货物配送问题中。在现代社会中,货物配送是保障城市正常运行的重要环节。然而,货物配送问题会面临诸多挑战,比如如何合理安排配送路线、如何提高配送效率等。线性规划可以帮助解决这些问题。通过将交通网络抽象为数学模型,将配送需求、距离和时间窗等因素纳入考虑,可以利用线性规划方法来确定最佳的配送路径和配送计划,从而提高货物配送效率,节省成本。 此外,线性规划还可以应用于交通信号灯优化控制中。城市交通信号灯是城市交通中必不可少的一个环节,它对交通流量的控制和调节起着至关重要的作用。而线性规划可以帮助优化交通信号灯的控制策略。通过将交通信号控制问题抽象为线性规划模型,考虑到交通流量、道路容量等因素,并设置相应的约束条件,可以利用线性规划方法来求解最佳信号灯控制策略,从而提高交通信号的效率和减少交通拥堵。 最后,线性规划还可以应用于交通拥堵预测和交通规划中。交通拥堵是城市交通中常见的问题,解决交通拥堵问题要求我们预测交通流量和拥堵状况,并规划合理的交通路网。线性规划可以帮助我们解决这些问题。通过构建数学模型,将交通

线性规划算法在运筹学中的应用

线性规划算法在运筹学中的应用 1.引言: 运筹学是一门以数学为基础,以各种现代科学技术和方法为工 具的综合学科。线性规划算法是运筹学中最基础的算法之一,它 被广泛应用于生产、交通、金融、工程、电信等众多领域。本文 旨在介绍线性规划算法在运筹学中的应用,分析其优缺点以及未 来的发展趋势。 2.线性规划算法的基本概念: 2.1线性规划的定义: 线性规划是一种优化问题,目标函数为线性函数,约束条件也 为若干个线性不等式或等式,被优化的解为线性约束下的最优解。 2.2线性规划的形式化表示: 设x = (x1,x2 ,…,xn)为决策变量,分别表示问题的n个方面,c = (c1,c2,…,cn) 为线性目标函数系数向量,a ij是线性方

程组的系数矩阵,b = (b1,b2,…,bm)T是约束条件的值向量,则线性规划可表示为: maxCx s.t. A x≤b, xi≥0 (i = 1,2,…,n) 实际上,线性规划的问题发生在许多领域,如工程、金融、物流和电信等领域,这些领域都可以用线性规划来解决问题。 3.线性规划算法的应用: 线性规划算法在运筹学领域应用广泛,它可以用于计算许多实际问题的最优解。下面分别为工程、金融、物流和电信四个领域分别阐述其应用。 3.1工程领域: 线性规划算法可以帮助工程师设计和规划工程系统。例如,建筑师可以通过线性规划算法设计出最优的建筑结构,使得建筑物的稳定性和安全性更高,同时可以减少建筑材料的浪费。

3.2金融领域: 线性规划算法可以用于风险管理和投资决策。在金融领域,投 资者可以使用线性规划算法来优化他们的投资组合,以实现最大 的回报并降低风险。 3.3物流领域: 线性规划算法可以帮助调度员优化物流系统的运输成本和增加 工作效率。通过线性规划算法,可以确定最佳的运输路线和时机,以及最佳的物流方案和仓储选址。 3.4电信领域: 线性规划算法也可以应用在电信领域。例如,在通信网络规划 过程中,线性规划算法可以帮助网络规划师优化网络拓扑结构, 选择最佳的节点位置和路由,以实现最大的网络效率和覆盖范围。 4.线性规划算法的优缺点:

运筹学中的线性规划理论与应用

运筹学中的线性规划理论与应用线性规划是运筹学中的一种重要工具,被广泛应用于经济、管理、工程等领域。它的核心思想是通过建立数学模型,以线性目标函数和线性约束条件为基础,以最优化为目标,找到最佳的决策方案。在本文中,我将讨论线性规划的基本概念和理论,并介绍其在实际应用中的案例。 一、线性规划的基本概念和理论 线性规划主要研究如何分配有限资源以达到最优化的利益。在线性规划中,决策变量、目标函数和约束条件是构建数学模型的三个基本要素。 1. 决策变量 决策变量是指在问题中需要做决策的变量,通常表示为一个向量。例如,在生产计划中,决策变量可以表示为不同产品的生产数量。 2. 目标函数 目标函数是指在线性规划中需要最大化或最小化的目标指标。目标函数通常是由决策变量线性组合而成的。 3. 约束条件 约束条件是指在线性规划中限制决策变量取值范围的条件。约束条件通常是由一系列线性不等式或等式组成的。

在线性规划问题中,通过将目标函数和约束条件转化为数学表达式,可以建立一个数学模型。这个模型可以通过一系列数学方法求解,以 达到最优化的目标。 二、线性规划在实际应用中的案例 线性规划在现代管理和决策中有着广泛的应用。以下是几个典型的 案例。 1. 生产计划 在生产计划中,线性规划可以用于确定不同产品的生产数量,以最 大化利润或满足市场需求。 2. 配送问题 在物流配送中,线性规划可以用于合理安排不同配送点的货物数量 和时间,以最小化配送成本。 3. 投资组合 在金融领域,线性规划可以用于确定不同投资项目的投资比例,以 最大化收益或降低风险。 4. 网络流问题 在网络建设中,线性规划可以用于确定网络中各节点之间的流量分配,以最大化网络传输效率。

运筹学线性规划在管理中的应用案例

第五章线性规划在管理中的应用 某企业停止了生产一些已经不再获利的产品,这样就产生了一部分剩余生产力。管理 层考虑将这些剩余生产力用于新产品I 、 n 、川的生产。可用的机器设备是限制新产品产量 的主要因素,具体数据如下表: 每生产一件各种新产品需要的机器台时数如下表: 三种新产品的单位利润分别为元、元、元。目标是要确定每种新产品的产量,使得公 司的利润最大化。 1判别问题的线性规划数学模型类型。 2、 描述该问题要作出决策的目标、决策的限制条件以及决策的总绩效测度。 3、 建立该问题的线性规划数学模型。 4、 用线性规划求解模型进行求解。 5、 对求得的结果进行灵敏度分析(分别对最优解、最优值、相差值、松驰 /剩余量、对 偶价格、目标函数变量系数和常数项的变化范围进行详细分析) 。 6、 若销售部门表示,新产品I 、n 生产多少就能销售多少,而产品川最少销售 18件, 请 重新完成本题的1-5。 解: 1、 本问题是资源分配型的线性规划数学模型。 2、 该问题的决策目标是公司总的利润最大化,总利润为: + + 决策的限制条件: 8 x i + 4x 2+ 6 X 3< 500 4x i + 3 X 2 w 350 3x i + X 3< 150 即总绩效测试(目标函数)为: max z= + + 3、本问题的线性规划数学模型 max z= + + S . T . 8 x 计 4x 2+ 6 X 3< 500 4x i + 3 X 2 w 350 3x i + X 3W 150 x i > 0、X 2> 0、X 3> 0 4、 用Excel 线性规划求解模板求解结果:最优解( 5、 灵敏度分析 铳床限制条件 车床限制条件 磨床限制条件 50, 25, 0),最优值:30 元。

线性规划在运筹学中的应用

线性规划在运筹学中的应用 线性规划,在运筹学中是一个非常重要的数学方法,它可以解决许多实际问题。线性规划是一种最优化的方法,它可以帮助我们在资源有限的情况下,合理地分配资源,达到最大化效益的目的。 1.线性规划的定义 线性规划是一种用于求解优化问题的数学方法,它能够求解包含线性目标函数和线性约束条件的最优化问题。与其他优化方法相比,线性规划具有计算简单、适用范围广等优点。 线性规划的基本形式可以表示为: 目标函数:$max(c_1x_1+c_2x_2+...+c_nx_n)$ 约束条件:$ax_1+b_1x_2+...+d_nx_n≤r$ $x_1,x_2,...,x_n≥0$ 其中,$c_i$是每个决策变量的价值,$a,b,...,d$是线性约束条件中每个变量的系数,$r$是约束条件的界限。 2.线性规划的应用领域 线性规划在实际应用中,有着非常广泛的应用领域。 2.1生产调度

在生产过程中,生产的目标通常是在资源和时间有限的条件下 最大化利润。线性规划可以帮助企业制定最优生产计划,达到最 大化效益的目标。 2.2运输问题 在运输问题中,通常需要确定如何分配运输物资以最小化运输 成本。线性规划可以帮助解决这类问题,以确定最佳运输成本。 2.3设施选址 在设施选址问题中,需要确定在哪里建造设施以最大程度地利 用资源。线性规划可以帮助制定最优的设施选址计划。 2.4资源分配 在资源分配问题中,需要确定如何最好地利用资源以达到最大 效益。线性规划可以帮助解决这个问题,以确定最佳资源分配。 3.线性规划的优缺点 3.1 优点 线性规划具有计算简单、适用范围广、柔性、可扩展性等优点。 计算简单:线性规划的求解方法非常简单,常用的线性规划求 解软件有MATLAB、LINGO、GAMS、EXCEL等,大多数软件 都提供了直观的界面和演示讲解,即使没有专业知识也可以轻松 使用。

运筹学的应用

运筹学作为一门新兴科学, 其应用范围是十分广泛的。对于不同类型问题, 运筹学都有着不同的解决方法,因而形成了许分支学科。它们虽然各有特性, 但在运用系统观念分析问题,并对问题建立模型求解这两点上都是共同的。以下主要介绍运筹学在经济管理和物流方面的应用。 一、运筹学在经济管理中的应用在经济管理中, 常用的运筹学方法有线性规划和动态规划。 1. 线性规划: 线性规划是目前在经济管理中应用最广泛的一种优化法, 它的理论已经十分成熟, 可以应用于生产计划、物资调用、资源优化配置等问题。它主要研究的是经济管理活动中经常遇到的两类问题: 一类是在有限的劳动力、设备、资金等资源条件下, 研究如何合理安排生产计划, 以取得最大的经济效益; 另一类是为了实现某一特定的目标( 生产指标或其它指标) , 研究如何组织生产, 或合理安排工艺流程, 或调整产品的成份等等,以使消耗的资料( 人力、设备台数、资金原材料等) 最少。这类统筹规划的问题用数学语言表达( 即数学模型)先根据问题要达到的目标选取适当的决策变量, 问题的目标通过用决策变量的函数形式来表示, 称之为目标函数,对问题的限制条件用有关变量的等式或不等式表达, 称为约束条件。当目标函数和约束条件均为线性时, 即为线性规划的数学模型。线性规划可通过单纯型法求出最优解, 现在已有专门的软件, 使用起来非常方便。 2. 动态规划: 动态规划是运筹学的一个分支, 是一种解决多阶段决策过程最优化的数学方法, 它把复杂的多阶段决策问题分解成一系列相互联系的较容易解决的单阶段决策问题,通过解决一系列单阶段决策问题来解决多阶段决策问题。以寻求最优决策序列的方法。动态规划研究多阶段决策过程的总体优化, 即从系统总体出发, 要求各阶段决策所构成的决策序列使目标函数值达到最优。在经济管理方面, 动态规划可以用来解决最优路径问题、资源分配问题、生产调度问题、库存问题、装载问题、排序问题、设备更新问题、生产过程最优控制问题等等, 所以它是现代经济管理中的一种重要的决策方法。 二、运筹学在物流方面的应用 在流通领域, 应该大力推广运用各种新型高效的交通运输工具, 实现公路、铁路、水运和空运等各种运输方式的合理配置及优化组合, 提高运输效率。运筹学在物流领域中的应用也相当普遍, 并且解决了许多实际问题,取得了很好的效果。主要的应用方面是: 1.物资存储: 存储论又称库存论,主要是研究物资库存策略, 即确定物资库存量、补货频率和一次补货量。合理的库存是生产和生活顺利进行的必要保障, 可以减少资金的占用, 减少费用支出和不必要的周转环节, 缩短物资流通周期, 加速再生产的过程等。在物流领域中的各节点: 工厂、港口、配送中心、物流中心、仓库、零售店等都或多或少地保有库存, 为了实现物流活动总成本最小或利益最大化, 可以运用存储理论的相关知识辅助决策。 2.并且在各种情况下都能灵活套用相应的模型求解, 如常见的库存控制模型分确定型存储模型和随机型存储模型, 其中确定型存储模型又可分为几种情况: 不允许缺货, 一次性补货; 不允许缺货, 连续补货; 允许缺货, 一次性补货; 允许缺货, 连续补货。随机型存储模型也可分为: 一次性订货的离散型随机型存储模型和一次性订货的连续型随机存储模型。常见的库存补货策略也可分为以下四种基本情况:连续检查, 固定订货量, 固定订货点的( Q, R) 策略; 连续检查固定订货点, 最大库存的( R, S) 策略; 周期性检查的( T, S) 策略以及综合库存的( T, R, S)策略。针对库存物资的特性, 选用相应的库存控制模型和补货策略, 制定一个包含合理存储量、合理存储时间、合理存储结构和合理存储网络的存储系统。 2. 决策论: 决策普遍存在于人类的各种活动中, 物流中的决策就是在占有充分资料的基础上, 根据物流系统的客观环境, 借助于科学的数学分析、实验仿真或经验判断, 在已提出的若干物流系统方案中, 选择一个合理、满意方案的决策行为。如制定投资计划、生产计划、物资调运计划、选择自建仓库或租赁公共仓库、自购车辆或租赁车辆等等。物流决策多种多样, 有的简单, 有的复杂, 按照不同的标准可化分为很多种类型, 其中按决策问题目标的多

运输问题中线性规划法的运用

运输问题中线性规划法的运用 我国经济市场的开放,在很大程度上促进了交易活动的进行,这也意味着运输工作压力的进一步加大。因此,为了更好地了解这一行情,本文将对线性规划在运输问题中的运用做出详细的说明,以期能够为运输事业献一份力。在实际的运输领域,有许多常见的问题急于被解决,经过反复的实践,发现以计算机作为载体的线性规划在运输问题中发挥了良好的作用。 一、线性规划简介 线性规划是数学中的一个重要部分,具有实际应用意义,将现实中的问题记录,然后在建立一定的数学模型,使得某项指标得到最优化。线性规划设计具有一定的理论基础,主要是指,在某一要求下,从众多方案中寻找最优的方案。在线性规划中,主要有约束条件、数学目标函数、线性关系等几点元素,其中,约束条件可以是等式,也可以是不等式,所谓的目标函数就是在约束条件下取得的最值。 线性规划是运筹学中的重要组成部分,常被用于经济经营管理问题,在现代化的管理模式下具有广泛的实际意义,影响现代管理的最终决策。常见的应用领域为生产制造、物流运输、经济规划、科学研究等方面,并且在这些领域都发挥了良好的作用。 二、线性规划在运输问题中的运用背景分析 根据线性规划在运输问题中的实际运用情况,可以发现对其

造成影响的主要有以下两点背景:市场开放引起的交易活动增加以及煤炭资源资源分布不均引起的煤炭运输频繁。 交易活动在现代全球化背景下正在逐步增加,在这一方面主要论述网上交易和实际交易。随着网络覆盖面积的扩大,计算机普及率的提高,越来越多的人选择了进行网上交易,只需要通过网络就可以达成目的。在网上交易的过程中,会有大量的物资需要进行运输,这就为运输事业创造了良好的发展背景。另外,就是实际交易,实际交易也是需要运输的,一般是之间的交易,对大量的物资进行交易。这些促使了物流产业的发展,而在物流产业中,存在大量的有关规划的问题,根据规划可以很好地降低运输成本、提高运输质量。 无论是企业还是私人都希望自己能够获得最大的利润,减少输出、损耗,在这一方面,就必须要对物资的运输方案进行合理的规划,事实上,在物资运输上,一般都会提前对运输方案进行规划,以期能够寻求到最佳解决方案。这一实际问题,就为线性规划在运输问题中的运用提供了良好的社会背景。 然后就是煤炭的运输急于解决。在我国,关于煤炭的分布呈现出这样的局面:北多南少,西多东少,也就是讲煤炭的集聚地多是西、北地区,东、南地区很少。但是实际上我国对煤炭需求量最大的是资源贫乏的东部地区,这就使得煤炭运输得到发展。同时,这也呈现出一个急于被解决的问题:如何才能够将运输费用以及时间降到最低,这就促进了线性规划的引进。

运筹学在工业工程中的应用

运筹学在工业工程中的应用 运筹学是一门应用数学学科,旨在为管理决策提供定量分析和优化解决方案。在工业工程领域,运筹学的方法和工具被广泛应用于各种问题,如线性规划、动态规划、整数规划、网络优化、库存管理、调度优化、质量控制、设备维护和供应链优化等。本文将介绍这些应用的主要内容。 1.线性规划 线性规划是一种常用的优化方法,用于解决资源分配和组合问题。在工业工程中,线性规划被广泛应用于生产计划、物料需求计划和人员调度等领域。通过定义目标函数和约束条件,线性规划可以帮助企业实现资源的最优利用和最大的经济效益。 2.动态规划 动态规划是一种用于解决多阶段决策问题的优化方法。在工业工程中,动态规划被用于解决生产调度、物流规划和生产计划等问题。通过将问题分解为多个阶段,动态规划可以帮助企业制定最优的决策序列,以实现整体最优解。 3.整数规划 整数规划是一种优化方法,用于解决整数约束的组合问题。在工业工程中,整数规划被应用于解决物料需求计划、生产计划和设备调度等问题。整数规划可以确保所制定的计划更加精确和可靠,以避免因小数点引起的误差导致的不必要损失。 4.网络优化

网络优化是一种用于解决运输和物流问题的优化方法。在工业工程中,网络优化被应用于货物运输、车辆路径规划、仓储布局等方面。通过优化网络结构,可以提高运输和物流效率,降低成本,并提高客户满意度。 5.库存管理 库存管理是工业工程中一个重要领域,涉及原材料、在制品和成品的存储和控制。运筹学中的库存管理方法可以帮助企业确定合理的库存水平、库存补货策略和库存地点分配等。通过优化库存管理,企业可以降低库存成本,减少浪费和过时库存,提高物流效率和客户满意度。 6.调度优化 调度优化是一种用于解决生产调度和资源分配问题的优化方法。在工业工程中,调度优化被应用于生产计划、作业排程和设备调度等领域。通过优化调度,可以提高生产效率、降低生产成本、减少交货期延误和提高产品质量。 7.质量控制 质量控制是工业工程中一个关键领域,涉及产品或服务的品质控制和质量保证。运筹学中的质量控制方法可以帮助企业确定合理的质量标准、检测计划和控制策略。通过优化质量控制,企业可以降低废品率、减少质量损失、提高客户满意度并建立良好的企业声誉。 8.设备维护 设备维护是工业工程中一个重要的领域,涉及设备的保养、检查、

线性规划的应用

线性规划的应用 [纲要]线性规划是运筹学中研究较早、发展较快、应用宽泛、方法较成熟的一个重要分支,它是协助人们进行科学管理的一种数学方法线性规划是协助公司“转轨”、“变型”的十分有益的工具它在帮助公司经营决议、计划优化等方面拥有重要的作用。 一、线性规划模型的构造公司是一个复杂的系统要 研究它一定将其抽象出来形成模型。假如将系统内部要素的互 相关系和它们活动的规律用数学的形式描绘出来就称之为数学 模型。线性规划的模型决定于它的定义线性规划的定义是:求 一组变量的值在知足一组拘束条件下求得目标函数的最优解。 依据这个定义就能够确立线性规划模型的基本构造。 1.变量:变量又叫未知数它是实质系统的未知要素也是决 议系统中的可控要素一般称为决议变量常引用英文字母加下标 来表示如_l_2_3_m等。 2.目标函数:将实质系统的目标用数学形式表现出来就称为目标函数线性规划的目标函数是求系统目标的数值即极大值

(如产值极大值、利润极大值)或许极小值(如成本极小值、 花费极小值、消耗极小值等等)。 3.拘束条件:拘束条件是指实现系统目标的限制要素。它 波及到公司内部条件和外面环境的各个方面如原资料供给、设 施能力、计划指标、产质量量要乞降市场销售状态等等这些因 素都对模型的变量起拘束作用故称其为拘束条件。拘束条件的 数学表示形式有三种即≥、=、≤。线性规划的变量应为正当 因为变量在实质问题中所代表的均为实物所以不可以为负。 在经济管理中线性规划使用许多的是下述几个方面的问 题:(1)投资问题―确立有限投资额的最优分派使得利润 最大或许奏效最快。 (2)计划安排问题―确立生产的品种和数目使得产值或利 润最大如资源配制问题。 (3)任务分派问题―分派不一样的工作给各个对象(劳动力或机床)使产量最多、效率最高如生产安排问题。 (4)下料问题―如何下料使得边角料损失最小。 (5)运输问题―在物质调运过程中确立最经济的调运方 案。 (6)库存问题―如何确立最正确库存量做到即保证生产又 节俭资本等等。

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