参数线性规划的算法研究(毕业论文)(5)

2019-04-23 22:31

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3.2.2 A产品的利润变化区间的确定方法

产品A的利润在什么范围内变化,使得前面求出的最优生产计划(最大利润)不变呢?

设A产品的利润为d,将d带入表3-2中,把x1的系数换成,很显然,如果检验数Cj?Zj?0,则说明仍为最优解,换而言之,的变化区间求出来了,问题就解决了,仍利用原单纯形表重新计算检验数。见表3-2最下面一行。根据计算出的检验数,有下列结果,如果

?d?3?3?0??d4????0 ?35?d8?3?5?0?则最优解不变。解上式得

d?3,d?93d4d412???,?,d? 35355d824?,d?355于是,得到这样的结论:第一临界值为

2412?1224?,第二临界值为,产品A利润在?,?55?55?范围内变化时,不会对原最优生产计划产生影响。

3.2.3关于开发新产品的决策研究

按照前面的材料及要求,如果生产新产品D,要消耗单位技术力量8,材料消耗2单位,每件产品利润为3万元,从经济效益考虑是否值得生产?针对这种问题,可以重新建立数学模型,求出最优解,与原最优解对比。以确定是否生产新产品。但实际工作中,尤其是比较复杂的生产决策问题,如果用下面的方法处理,似更简单直观。其原理和结果都是一样的。

T设:增加新产品D生产x6件,则C6?3,P6?(8,2),根据原最终表

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?6?3?(上式中的(13?8?1)??? 55?2?513)是原最终表检验数的相反数。 55?11????2??8??P6'?B?1?P6??33??????4?

??????12??2?????5??35?据此,在原最终表上增加一列,继续迭代:

表3-3

Cj 3 1 4 0 0 3 CB 3 4 基 bi 5 3 x1 1 0 0 x2 1? 31 -2 x3 0 1 0 0 1 0 x4 1 31? 51? 51 61? 157? 30x5 1? 32 53? 51? 64 1517? 30x6 [2] x1 x3 cj?zj 4? 51? 51 0 0 3 4 x6 x3 cj?zj 5 25 1 24 101? 101? 613 1559? 30根据上述计算结果,代入数学模型,得到以下结论:如果增加新产品D

maxZ?3x1?x2?4x3?3x6?27.5(万元)

而增加产品D获得利润为27.5万元,大于原最大生产利润0.5万元(原最大利润27万元),从经济效益考虑,是值得生产的。

3.2.4购入原材料进行扩大再生产的必要性的理论分析

由于问题提出的前提是技术力量不变,如果需要时可以增加购买原材料,单位价格0.4万元,这一问题的实质是确定是否增加投入,购买原材料,扩大生产,那么购买多少最适宜。仍利用原最终表,并将参数直接反映到最终表上,采用对偶单纯形法计算见表3-4。

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表3-4

Cj CB 3 4 基 3 1 4 0 0 bi 5 3 x1 1 0 0 x2 x3 0 1 0 x4 x5 1? 32 52? 5x1 1? 31 -2 x3 Cj?Zj 1 31? 51? 5(将参数直接反映到最终表)

3 4 x1 x3 Cj?Zj 15?? 323?? 51 0 0 1? 31 -2 1 0 1 0 0 1 0 1 31? 51? 5-1 [?1] 32? 53? 51 0 0 0 4 x5 x3 Cj?15?? 9 -3 ?Zj 6 59? 5353 57? 51 54? 5

原最终表中最后一列检验数“?”是影子价格,绝对值为0.6万元,而0.6>0.4(万元),故购入原材料是合算的。关于影子价格的含义在后面专门介绍。

经过上述计算,得到的结果是:材料市场价格低于影子价格,故可购入,用参数规划计算,确定购15个单位最佳。

3.2.5影子价格的含义及分析

关于影子价格,仍用前例来说明。在表中技术力量可用量为45(单位),材料可用量为30(单位)。从广义上理解,45和30代表的是不同资源的拥有量,它的对偶变量yi则代表对第i种资源的估价。这种估价不是资源的市场价格,而是根据资源在生产中产生贡献所作出的估价,它是生产单位的产品所存在的一种特殊的估计价格,在经济学中

【3】称之为影子价格(shadowprice)。

(1)资源的市场价格是已知数,相对而言,是比较稳定的,而影子价格直接受到

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资源利用情况的影响,因此是未知数。从前面的例子可以知道,如果生产单位的生产任务、产品结构等情况发生变化时,资源的影子价格也会随之改变。

(2)影子价格是一种边际价格。由对偶问题的性质可知,在利用单纯形法每步迭代中,恒有Z?W,由于Z??cxjj?1nj,W??by,故Z??by。

iiiii?1i?1mm如果原问题中的cj,aij都不发生变化,而bi(i?1,2,?,m)中只有bk发生变化,可以预见,若限定bk在某一范围内变化时,原问题的最优基B可能保持不变,这里若把最优解对应的目标函数值Z??by,看成是b,?,biim1m的函数,则偏导数

i?1?Z?yk 3-1 ?bk即为bk增加一个单位时所引起的最优值的改变量。

(3)资源的影子价格又是一种机会成本。仍以前例来说明,如果购买原材料,其市场价格是0.4万元,而计算出的影子价格是0.6万元,当然买进时合算的。鉴此,可以得出这样的结果:在生产决策中,资源的市场价格低于影子价格,即可买进,反之又可以卖出这种资源。影子价格与市场价格保持同等水平,则处于平衡状态【3】。

(4)由于对偶问题的互补松弛性质中有“当

n?axijj?1nj?bi时,yi?0,当y1?0时有

?axj?1iji?bi”,这表明生产中若某种资源的拥有量bi未得到充分利用时,该资源的影子

价格为0时,表明该种资源在生产中以耗尽。

(5)影子价格的计算可以反映出产品的隐含成本,(生产单位产品消耗资源的影子价格的总和即产品的隐含成本)。当产品产值大于隐含成本时,表明生产该种产品有利,反之,说明利用该资源生产其他产品会更有利。此即单纯形法中各个检验数的经济意义。

(6)一般来说,对线性规划原问题求解是确定资源的最优配置,而对于对偶问题的求解则是对资源的恰当估价,这种估价对合理利用资源,控制成本,计算最低利润等都是实用有效的。

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第四章 两参数线性规划问题的解法

4.1两参数线性规划的定义

两参数线性规划定义为如下形式的线性规划(记为LP(?1,?2))

~minZ(?1,?2)?(C??1C)X

~??LP(?1,?2)?AX?b??2b??X?0~~~

4-1

~其中C?(C1,C2,?,Cn)是给定的价值向量,C?(C1,C2,?,Cn)是给定的变化向量,

b?(b1,b2,?,bm)是给定的右端系数向量,b?(b1,b2,?,bm)T 是变化向量,?1,?2为

T~~~~未知参数。显然,当?1??2?0时,LP(?1,?2)变成LP(0,0),这就是通常的线性规划问题。

对于LP(?1,?2),如果改变参数?1的值,将引起全体价值系数的变化,如果改变参数?2的,将约束方程右端系数同时发生变化。我们来讨论随着?1,?2取值的变化,最优解将发生什么变化【10】。

4.2两参数线性规划问题的求解方法

首先需要用分块矩阵将LP(0,0)的单纯形法进行简化。LP(0,0)为如下的线性规划:

minZ?CX

?AX?b 4-2 LP(0,0)?X?0?B设A?(BD),X???,C?(CB?XD??X?CD),则矩阵形式为:

?X?minZ?(CBCD)?B??XD? 4-3 ??XB??(BD)???b??XD??X,X?0D?B若B是最优基,则单纯形法的实施步骤可简化如下

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