運(yùn)籌課程設(shè)計(4)

1、.長 春 工 業(yè) 大 學(xué)課 程 設(shè) 計 報 告課程設(shè)計名稱 運(yùn)籌課程設(shè)計 專 業(yè) 信息管理與信息系統(tǒng) 班 級 080505班 學(xué) 生 姓 名 沙文麗 指 導(dǎo) 教 師 王亞君 2011年07月08日課 程 設(shè) 計 任 務(wù) 課程設(shè)計題目：第十九題起止日期：2011、6、272011、7、8設(shè)計地點(diǎn)：教室、電子商務(wù)中心設(shè)計任務(wù)及日程安排：1、設(shè)計任務(wù)1.1通過課程設(shè)計可以增強(qiáng)學(xué)生解決實(shí)際運(yùn)籌學(xué)問題的能力1.2通過課程設(shè)計可以使學(xué)生鞏固、拓展和深化所學(xué)的基礎(chǔ)理論、專業(yè)理論和知識。1.3通過課程設(shè)計可以使學(xué)生初步掌握用運(yùn)籌學(xué)方法解決實(shí)際問題的過程和技巧，樹立理論聯(lián)系實(shí)際的工作作風(fēng)。1.4通過課程設(shè)計可以

2、使學(xué)生初步建立正確的設(shè)計思想和方法，進(jìn)一步提高運(yùn)算、計算機(jī)應(yīng)用技能和綜合分析、解決問題的能力。2、設(shè)計進(jìn)度安排本課程設(shè)計時間分為兩周：第一周（2011年6月27日-2011年7月1日）：建模階段。此階段各小組根據(jù)給出的題目完成模型的建立。主要環(huán)節(jié)包括 ：1.16月27日上午：發(fā)指導(dǎo)書；按組布置設(shè)計題目；說明進(jìn)度安排。1.26月27日下午至29日：各小組審題，查閱資料，進(jìn)行建模前的必要準(zhǔn)備(包括求解程序的編寫與查找)。1.3 6月30日至7月1日：各個小組進(jìn)行建模，并根據(jù)題目及設(shè)計要求擬定設(shè)計提綱，指導(dǎo)教師審閱；同時閱讀，理解求解程序，為上機(jī)求解做好準(zhǔn)備。第二周（2011年7月4日-7月8日）：

3、上機(jī)求解，結(jié)果分析及答辯。主要環(huán)節(jié)包括1.1 7月4日至7月5日：上機(jī)調(diào)試程序1.2 7月6日：完成計算機(jī)求解與結(jié)果分析。1.3 7月7日：撰寫設(shè)計報告。 1.4 7月8日：設(shè)計答辯及成績評定。（答辯時間：7月8日上午8：3012：00，下午2：005：00）組 別：第六組設(shè)計人員：戚宇 沙文麗 宋媛媛設(shè)計時間：2011年6月27日-2011年7月8日1、 設(shè)計進(jìn)度：本課程設(shè)計時間分為兩周：第一周（2011年6月27日-2011年7月1日）：建模階段。此階段各小組根據(jù)給出的題目完成模型的建立。主要環(huán)節(jié)包括 ：1.16月27日上午：發(fā)指導(dǎo)書；按組布置設(shè)計題目；說明進(jìn)度安排。1.26月27日下午至

4、29日：各小組審題，查閱資料，進(jìn)行建模前的必要準(zhǔn)備(包括求解程序的編寫與查找)。1.3 6月30日至7月1日：各個小組進(jìn)行建模，并根據(jù)題目及設(shè)計要求擬定設(shè)計提綱，指導(dǎo)教師審閱；同時閱讀，理解求解程序，為上機(jī)求解做好準(zhǔn)備。第二周（2011年7月4日-7月8日）：上機(jī)求解，結(jié)果分析及答辯。主要環(huán)節(jié)包括1.1 7月4日至7月5日：上機(jī)調(diào)試程序1.2 7月6日：完成計算機(jī)求解與結(jié)果分析。1.3 7月7日：撰寫設(shè)計報告。 1.4 7月8日：設(shè)計答辯及成績評定。2、設(shè)計題目：（第十九題）某廠生產(chǎn)甲、乙兩種產(chǎn)品，每種產(chǎn)品都要在A、B兩道工序加工。其中B工序可由B1 或B2設(shè)備完成，但乙產(chǎn)品不能用B1加工。生

5、產(chǎn)這兩種產(chǎn)品都需要C、D、E三種原材料，有關(guān)數(shù)據(jù)如下表所示。又據(jù)市場預(yù)測，甲產(chǎn)品每天銷售不超過30件。問應(yīng)如何安排生產(chǎn)才能獲利最大？并按要求分別完成下列分析：（1）乙產(chǎn)品的單價在何范圍內(nèi)變化時最優(yōu)生產(chǎn)方案不變？（2）B1工序的日供工時數(shù)在何范圍內(nèi)變化時最優(yōu)基不變？(3)原材料D的單位成本在何范圍內(nèi)變化時最優(yōu)生產(chǎn)方案不變？ 產(chǎn)品單耗日供應(yīng)量單位成本甲乙數(shù)量單位數(shù)量單位工序AB1B223114806070工時工時工時625元/工時元/工時元/工時原材料CDE3541231.5300100150米件千克214元/米元/件元/千克其他費(fèi)用（元/件）單價(元/件)2680291003、建模過程：3.1建

6、模過程及數(shù)據(jù)準(zhǔn)備：3.1.1設(shè)定變量： 設(shè)X1表示甲產(chǎn)品在B工序的B1設(shè)備上加工的件數(shù)；X2表示甲產(chǎn)品在B工序的B2設(shè)備上加工的件數(shù)；X3 表示乙產(chǎn)品加工的件數(shù)；z 表示利潤3.1.2 根據(jù)題意推理有：由在A工序上加工甲乙產(chǎn)品的日供應(yīng)量限制有：2(X1+X2)+X3 80；由在B工序上的B1設(shè)備加工甲產(chǎn)品的日供應(yīng)量限制有：3 X1 60；由在B工序上的B2設(shè)備加工甲乙產(chǎn)品的日供應(yīng)量限制有：X2+4X3 70；由加工甲乙產(chǎn)品時消耗原材料C的日供應(yīng)量限制有：3(X1+X2)+12X3 300；由加工甲乙產(chǎn)品時消耗原材料D的日供應(yīng)量限制有：5(X1+X2)+3X3 100；由加工甲乙產(chǎn)品時消耗原材料

7、E的日供應(yīng)量限制有：4(X1+X2)+1.5X3150；由甲產(chǎn)品的日銷售量限制有： X1+X230；3.1.3 由以上設(shè)定和題目要求得此題的數(shù)學(xué)模型如下：maxZ=80(X1+X2)+100X3-26(X1+X2)-2(X1+X2)*6-29X3-6X3-3X1*2-X2*5-4X3*5-3*(X1+X2)*2-5(X1+X2)*1-4(X1+X2)*4-12X3*2-3X3-6X32(X1+X2 )+X3 803 X1 60X2+4X3 703(X1+X2 )+12X3 3005(X1+X2 )+3X3 1004(X1+X2 )+X3 150X1+X2 30Xi 0 (i=1,2,3)3.1

8、.4 計算機(jī)求解前的手工數(shù)據(jù)準(zhǔn)備:整理并化為標(biāo)準(zhǔn)型maxZ=9X1+10X2+12X32X1+2X2+X3 +X4 =803X1 +X5 =60X2+4X3 +X6 =703X1+3X2+12X3 +X7 =3005X1+5X2+3X3 +X8 =1004X1+4X2+1.5X3 +X9 =150X1+X2 +X10 =30Xi 0 (i=1,2,3,4,5,6,7,8,9,10)4.求解程序功能介紹4.1 總體介紹： C語言是一種計算機(jī)程序設(shè)計語言。它既具有高級語言的特點(diǎn)，又具有匯編語言的特點(diǎn)。它可以作為工作系統(tǒng)設(shè)計語言，編寫系統(tǒng)應(yīng)用程序，也可以作為應(yīng)用程序設(shè)計語言，編寫不依賴計算機(jī)硬件的應(yīng)

9、用程序。它的應(yīng)用范圍廣泛，具備很強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力，不僅僅是在軟件開發(fā)上，而且各類科研都需要用到C語言，適于編寫系統(tǒng)軟件，三維，二維圖形和動畫。C是結(jié)構(gòu)式語言。結(jié)構(gòu)式語言的顯著特點(diǎn)是代碼及數(shù)據(jù)的分隔化，即程序的各個部分除了必要的信息交流外彼此獨(dú)立。這種結(jié)構(gòu)化方式可使程序?qū)哟吻逦?，便于使用、維護(hù)以及調(diào)試。C 語言是以函數(shù)形式提供給用戶的，這些函數(shù)可方便的調(diào)用，并具有多種循環(huán)、條件語句控制程序流向，從而使程序完全結(jié)構(gòu)化。同時，C語言具有簡潔緊湊、靈活方便、運(yùn)算符豐富、數(shù)據(jù)類型豐富等特點(diǎn)，適用于初級程序的編寫，具有易于理解和操作等特點(diǎn)，是學(xué)習(xí)其他語言的基礎(chǔ)。4.2 程序流程圖開始變量個數(shù)10、約束條件

10、個數(shù)7、方程組系數(shù)矩陣A、約束條件常數(shù)項b值、選擇目標(biāo)函數(shù)類型、目標(biāo)函數(shù)整理并化成標(biāo)準(zhǔn)形式，加入松弛變量，形成初始單純形表檢驗(yàn)數(shù)0是確定主元，換入換出變量否迭代計算新表輸出最優(yōu)解與最優(yōu)值結(jié)束4.3 程序運(yùn)行： 在程序運(yùn)行過程中，需要依據(jù)所編程序的要求錄入相應(yīng)數(shù)據(jù)，其具體過程如下： 4.3.1 運(yùn)行程序，輸入目標(biāo)函數(shù)中變量的系數(shù)：將9 10 12 0 0 0 0 0 0 0（目標(biāo)函數(shù)系數(shù)）輸入，出現(xiàn)如圖1所示情況； 圖14.3.2 依照程序要求輸入約束條件左端系數(shù)矩陣：2 2 1 1 0 0 0 0 0 03 0 0 0 1 0 0 0 0 00 1 4 0 0 1 0 0 0 03 3 12

11、0 0 0 1 0 0 05 5 3 0 0 0 0 1 0 04 4 1.5 0 0 0 0 0 1 01 1 0 0 0 0 0 0 0 1 后出現(xiàn)如圖2的情況： 圖24.3.3 依據(jù)程序輸入約束條件右端常數(shù)項：80 60 70 300 100 150 30 后出現(xiàn)如圖3的情況： 圖3將求出最優(yōu)解和最優(yōu)值如圖3所示。5. 結(jié)果分析5.1 軟件介紹：LINDO是一種專門用于求解數(shù)學(xué)規(guī)劃問題的軟件包。由于LINDO執(zhí)行速度很快、易于方便輸入、求解和分析數(shù)學(xué)規(guī)劃問題，因此在數(shù)學(xué)、科研和工業(yè)界得到廣泛應(yīng)用。LINDO主要用于解線性規(guī)劃、非線性規(guī)劃、二次規(guī)劃和整數(shù)規(guī)劃等問題。也可以用于一些非線性和線

12、性方程組的求解以及代數(shù)方程求根等。LINDO中包含了一種建模語言和許多常用的數(shù)學(xué)函數(shù)（包括大量概論函數(shù)），可供使用者建立規(guī)劃問題時調(diào)用。對于在用LINDO6.1求解本題中，我們用到的是其中用于解決線性規(guī)劃這部分的功能。5.2 本題使用LINDO的運(yùn)行結(jié)果如下：Variable Coefficient Increase Decrease X1 9.000000 11.00000 0.7647059 X2 10.00000 0.6500000 INFINITY X3 12.00000 INFINITY 2.600000 Righthand Side Ranges: Current Allowabl

13、e Allowable Row RHS Increase Decrease 2 80.00000 INFINITY 43.50000 3 60.00000 INFINITY 31.50000 4 70.00000 24.11765 70.00000 5 300.0000 INFINITY 61.50000 6 100.0000 52.50000 47.50000 7 150.0000 INFINITY 85.75000 8 30.00000 INFINITY 20.500005.3 規(guī)定題目的分析過程及結(jié)果5.3.1乙產(chǎn)品的單價在何范圍內(nèi)變化時最優(yōu)生產(chǎn)方案不變？ 對應(yīng)所建模型中X3 的系數(shù)變化

14、；即價值系數(shù)C的變化。X3 的取值代表乙產(chǎn)品生產(chǎn)的數(shù)量，X3 的系數(shù)代表乙產(chǎn)品的每件利潤值。經(jīng)靈敏度分析的結(jié)果可知，乙產(chǎn)品的利潤在大于9.4范圍內(nèi)最優(yōu)生產(chǎn)方案不變，即乙產(chǎn)品的價格大于97.4最優(yōu)生產(chǎn)方案不變。 5.3.2 B1工序的日供工時數(shù)在何范圍內(nèi)變化時最優(yōu)基不變？ 屬于LP問題模型中資源參數(shù)b的變化。經(jīng)靈敏度分析結(jié)果可知，當(dāng)B1工序的日供工時數(shù)大于28.5范圍內(nèi)最優(yōu)基不變。5.3.3原材料D的單位成本在何范圍內(nèi)變化時最優(yōu)生產(chǎn)方案不變？ 對應(yīng)所建模型中X1 、X2 、X3的系數(shù)變化；屬于LP問題模型中目標(biāo)函數(shù)價值 參數(shù)C的變化。若最優(yōu)生產(chǎn)方案不變，甲在B1工序上的生產(chǎn)利潤的可變范圍是8.2

15、4至20，甲在B2工序上生產(chǎn)的利潤的科比案范圍是不大于10.65，乙產(chǎn)品的利潤可變范圍是大于9.4。據(jù)以上靈敏度分析結(jié)果可知D的單位成本在0.87至1.16范圍內(nèi)變化最優(yōu)生產(chǎn)方案不變。6.結(jié)合題目創(chuàng)新的分析內(nèi)容6.1 原材料E的成本在何范圍內(nèi)變化時最有生產(chǎn)方案不變？生產(chǎn)甲產(chǎn)品時，原材料E的成本在1.25至4.19。生產(chǎn)乙產(chǎn)品時，原材料E的成本應(yīng)不大于5.73。所以，當(dāng)原材料E的成本在1.25至4.19范圍內(nèi)時，最優(yōu)生產(chǎn)方案不變。 6.2 乙產(chǎn)品的其他費(fèi)用在何范圍內(nèi)變化最優(yōu)生產(chǎn)方案不變？ 經(jīng)靈敏度分析可知，乙產(chǎn)品的其他費(fèi)用不大于31.6時，最優(yōu)生產(chǎn)方案不變。6.3 當(dāng)甲產(chǎn)品的其他費(fèi)用為20時，原

16、最優(yōu)生產(chǎn)方案是否改變？ 不會。因?yàn)榻?jīng)靈敏度分析可知，當(dāng)甲產(chǎn)品的其他費(fèi)用在15至2.76范圍內(nèi)時， 最優(yōu)生產(chǎn)方案不變。20在此區(qū)間內(nèi)，所以原最優(yōu)生產(chǎn)方案不變。7.課程設(shè)計總結(jié)：為期兩周的運(yùn)籌學(xué)課程設(shè)計已經(jīng)接近尾聲，我們小組的報告基本完成。通過這次課程設(shè)計，讓我學(xué)到了很多知識，增強(qiáng)了自己的能力。遇到疑難的問題，我們小組三人自己動手，通過查資料和上網(wǎng)搜索來收集資料，解決了可以解決的問題；在老師的幫助下，解決比較困難的問題。在大家的共努力之下，我們完成了我們課程設(shè)計報告，雖然過程有些痛苦，但是自己努力的成果擺放在眼前時，我還是很開心的。在這期間，我們都很認(rèn)真很努力的工作，也很聽從老師的安排，按照課設(shè)進(jìn)程一步步實(shí)施，在設(shè)計中我們各自發(fā)表自己的見解，在工作中我們團(tuán)結(jié)一致，合為一體。課程設(shè)計是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識,發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實(shí)際問題,鍛煉實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié),是對學(xué)生實(shí)際工作能力的具體訓(xùn)練和考察過程.本次課程設(shè)計讓我重新調(diào)整了自己的學(xué)習(xí)方法。溫故而知新。課程設(shè)計剛開始，有些不知所措，沒有思路。通過對自己的知識系統(tǒng)進(jìn)行全面的梳理，會找到一些嘗試的解決方案。 實(shí)踐出真知?！皩?shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”，只有通