工業(yè)工程專(zhuān)業(yè)專(zhuān)項(xiàng)技能實(shí)驗(yàn)報(bào)告(整理后)

1、實(shí)驗(yàn)一一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖煜ふ莆誚ISIO繪圖工具二、實(shí)驗(yàn)要求繪制2-3個(gè)復(fù)雜的圖形三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容用VISIO軟件繪制基礎(chǔ)工業(yè)工程（易樹(shù)平主編）教材P15頁(yè)圖1-9圖形和圖p99頁(yè)圖4-39圖四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下圖：圖1-1圖1-2實(shí)驗(yàn)二一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶W(xué)習(xí)和掌握運(yùn)用軟件解決規(guī)劃問(wèn)題。二、實(shí)驗(yàn)要求要求掌握該軟件的編程方法，用該軟件解決一類(lèi)復(fù)雜題目求出其解。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容用LINDO或GLPS軟件解決運(yùn)籌學(xué)教材中的多目標(biāo)規(guī)劃問(wèn)題（或其它規(guī)劃問(wèn)題）的解。四、實(shí)驗(yàn)過(guò)程及結(jié)果【案例】工程建設(shè)與財(cái)政平衡決策問(wèn)題1、問(wèn)題描述某市政府為改善其基礎(chǔ)設(shè)施，在近3年內(nèi)要著手如下5項(xiàng)工程的建設(shè)，按重要性排序的工程建設(shè)項(xiàng)目名稱(chēng)

2、及造價(jià)如表21所示。表21工程建設(shè)項(xiàng)目名稱(chēng)及造價(jià)表該市政府的財(cái)政收入主要來(lái)自國(guó)家財(cái)政撥款、地方稅收和公共事業(yè)收費(fèi)。3年內(nèi)該三項(xiàng)總收入分別估計(jì)為e1，e2和e3。除此之外就靠向銀行貸款和發(fā)行債券，3年中可貸款的上限為U11、U12和U13，年利率為g；可發(fā)行債券的上限為U21、U22和U23，年利率為f。銀行還貸款期限為1年(假定貸款在年初付出)，債券則由下年起每年按一定比例(r)歸還部分債主的本金。市政府應(yīng)如何作出3年的投資決策。要求：（1）給定具體數(shù)據(jù)：b1700，b2500，b3800，b4400，b5680；e1700，e2900，e31200，U11300，U12400，U13450，

3、U21300，U22350，U23350，f0.055，g0.05，r=0.2。用軟件求滿(mǎn)意解；（2）對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析，列出3年詳細(xì)的項(xiàng)目投資計(jì)劃、資金分配表和平衡表，資金是否有缺口，寫(xiě)出分析報(bào)告。2、建模分析設(shè)x1t( (t=1,2,3)為第t年向銀行貸款數(shù)，x2t(t=1,2,3)為第t年發(fā)行債券數(shù)， (i=1,2,5;t=1,2,3)為項(xiàng)目i在第t年的完工率（投資比例），見(jiàn)表22。表22各年貸款、發(fā)行債券及各工程每年完工率表除上述變量外，為了寫(xiě)出平衡式，引進(jìn)第1年的起始財(cái)政平衡變量z0和每年末的財(cái)政平衡變量z1、z2和z3。（1）決策變量：為了列出目標(biāo)規(guī)劃決策模型，決策變量如表a2所示。（

4、2）約束和目標(biāo)：注意問(wèn)題中有的目標(biāo)(例如歷年財(cái)政平衡)實(shí)際上是硬約束，其中不含偏差變量，因此引入松弛變量si(i=1,2,7)作等式的平衡。（3）財(cái)政平衡約束條件：變量的上限限制和財(cái)政平衡目標(biāo)：變量包括決策變量、財(cái)政平衡變量和保證財(cái)政平衡的人工變量。表a2所列變量都有上界限制的，把這些有上界約束的變量寫(xiě)成目標(biāo)形式，對(duì)平衡變量應(yīng)使z0為零，使zl，z2，z3為正值，故除z0外其它平衡變量都引進(jìn)了正偏差變量，而且把使z0為零和使其它平衡變量為正作“硬約束”的規(guī)定。因此有式中： 為正偏差變量，s4+k是松弛變量(等價(jià)于負(fù)偏差變量)，z0是第1年年初的可用資金，假設(shè)z00，則約束z0s4=0可以去掉。

5、zk是第k年年末剩余（k1年年初可用）資金，所有變量非負(fù)。根據(jù)財(cái)政平衡的意義，可列出3年中每年的財(cái)政平衡約束條件，即 (該年銀行貸款)+(該年發(fā)行債券)+(該年財(cái)政收入)(該年各項(xiàng)工程撥款)(該年銀行還款)(該年債券還款)(該年銀行貸款付息)(該年債券付息)+(起始平衡)(最終平衡)0。則有第一年：第二年：第三年：（4）目標(biāo)函數(shù)：對(duì)問(wèn)題目標(biāo)函數(shù)的要求有如下幾點(diǎn)：硬約束為1級(jí)目標(biāo)，以首先保證各年財(cái)政平衡，這可使這些約束條件的相應(yīng)松弛變量的和為最小；力圖盡量獲得銀行貸款和發(fā)行債券，以解決工程建設(shè)的資金問(wèn)題；保證頭兩項(xiàng)工程的優(yōu)先完成(按重點(diǎn)順序加權(quán))；按重點(diǎn)順序加權(quán)，抓緊后三項(xiàng)工程的建設(shè)；爭(zhēng)取每個(gè)項(xiàng)

6、目在3年內(nèi)都完工；使各年最終財(cái)政平衡變量為最小。因此，目標(biāo)函數(shù)可列出： 3、程序設(shè)計(jì)整理得到目標(biāo)規(guī)劃數(shù)學(xué)模型：注：以上所有變量都為非負(fù)4、軟件求解將給定具體數(shù)據(jù)：b1700，b2500，b3800，b4400，b5680；e1700，e2900，e31200，U11300，U12400，U13450，U21300，U22350，U23350，f0.055，g0.05，r=0.2，帶入模型中，進(jìn)行求解。在Lindo下按照目標(biāo)規(guī)劃的層次算法求解目標(biāo)規(guī)劃，P1層次模型為：STx11<=300 ,x12<=400 , x13<=450x21<=300 , x22<=350

7、, x23<=350y11+d11_=1, y12+d12_=1, y13+d13_=1y21+d21_=1, y22+d22_=1, y23+d23_=1y31+d31_=1, y32+d32_=1, y33+d33_=1y41+d41_=1, y42+d42_=1, y43+d43_=1y51+d51_=1, y52+d52_=1, y53+d53_=1y11+y12+y13+d1_=1y21+y22+y23+d2_=1y31+y32+y33+d3_=1y41+y42+y43+d4_=1y51+y52+y53+d5_=1z1+s5-d6=0,z2+s6-d7=0z3+s7-d8=0,

8、z0-s4=0700y11+500y21 +800y31+400y41+680y51-x11-0.945x21+z1+s1 =700700y12+500y22+800y32+400y42+680y52+1.05x11-x12+0.244x21-0.945x22-z1 +z2 +s2=900700y13+500y23+800y33+400y43+680y53+1.05x12-x13+0.233x21+0.244x22-0.945x23 -z2+z3 +s3=1200END輸入lindo求解LP OPTIMUM FOUND AT STEP 7OBJECTIVE FUNCTION VALUE 1)

9、0.0000000E+00 VARIABLE VALUE REDUCED COST S1 0.000000 1.000000 S2 0.000000 1.000000 S3 0.000000 1.000000 S4 0.000000 1.000000 S5 0.000000 1.000000 S6 0.000000 1.000000 S7 0.000000 1.000000 X11 0.000000 0.000000 X12 0.000000 0.000000 X13 0.000000 0.000000 X21 0.000000 0.000000 X22 0.000000 0.000000 X

10、23 0.000000 0.000000 Y11 0.000000 0.000000 D11_ 1.000000 0.000000 Y12 0.171429 0.000000 D12_ 0.828571 0.000000 Y13 0.828571 0.000000 D13_ 0.171429 0.000000 Y21 0.000000 0.000000 D21_ 1.000000 0.000000 Y22 0.000000 0.000000 D22_ 1.000000 0.000000 Y23 0.000000 0.000000 D23_ 1.000000 0.000000 Y31 0.875

11、000 0.000000 D31_ 0.125000 0.000000 Y32 0.125000 0.000000 D32_ 0.875000 0.000000 Y33 0.000000 0.000000 D33_ 1.000000 0.000000 Y41 0.000000 0.000000 D41_ 1.000000 0.000000 Y42 0.000000 0.000000 D42_ 1.000000 0.000000 Y43 0.000000 0.000000 D43_ 1.000000 0.000000 Y51 0.000000 0.000000 D51_ 1.000000 0.0

12、00000 Y52 1.000000 0.000000 D52_ 0.000000 0.000000 Y53 0.000000 0.000000 D53_ 1.000000 0.000000 D1_ 0.000000 0.000000 D2_ 1.000000 0.000000 D3_ 0.000000 0.000000 D4_ 1.000000 0.000000 D5_ 0.000000 0.000000 Z1 0.000000 0.000000 D6 0.000000 0.000000 Z2 0.000000 0.000000 D7 0.000000 0.000000 Z3 620.000

13、000 0.000000 D8 620.000000 0.000000 Z0 0.000000 0.000000 ROW SLACK OR SURPLUS DUAL PRICES 2) 300.000000 0.000000 3) 400.000000 0.000000 4) 450.000000 0.000000 5) 300.000000 0.000000 6) 350.000000 0.000000 7) 350.000000 0.000000 8) 0.000000 0.000000 9) 0.000000 0.000000 10) 0.000000 0.000000 11) 0.00

14、0000 0.000000 12) 0.000000 0.000000 13) 0.000000 0.000000 14) 0.000000 0.000000 15) 0.000000 0.000000 16) 0.000000 0.000000 17) 0.000000 0.000000 18) 0.000000 0.000000 19) 0.000000 0.000000 20) 0.000000 0.000000 21) 0.000000 0.000000 22) 0.000000 0.000000 23) 0.000000 0.000000 24) 0.000000 0.000000

15、25) 0.000000 0.000000 26) 0.000000 0.000000 27) 0.000000 0.000000 28) 0.000000 0.000000 29) 0.000000 0.000000 30) 0.000000 0.000000 31) 0.000000 0.000000 32) 0.000000 0.000000 33) 0.000000 0.000000 34) 0.000000 0.000000NO. ITERATIONS= 7RANGES IN WHICH THE BASIS IS UNCHANGED: OBJ COEFFICIENT RANGES V

16、ARIABLE CURRENT ALLOWABLE ALLOWABLE COEF INCREASE DECREASE S1 1.000000 INFINITY 1.000000 S2 1.000000 INFINITY 1.000000 S3 1.000000 INFINITY 1.000000 S4 1.000000 INFINITY 1.000000 S5 1.000000 INFINITY 1.000000 S6 1.000000 INFINITY 1.000000 S7 1.000000 INFINITY 1.000000 X11 0.000000 INFINITY 0.000000

17、X12 0.000000 INFINITY 0.000000 X13 0.000000 INFINITY 0.000000 X21 0.000000 INFINITY 0.000000 X22 0.000000 INFINITY 0.000000 X23 0.000000 INFINITY 0.000000 Y11 0.000000 INFINITY 0.000000 D11_ 0.000000 0.000000 INFINITY Y12 0.000000 0.000000 0.000000 D12_ 0.000000 0.000000 0.000000 Y13 0.000000 0.0000

18、00 0.000000 D13_ 0.000000 0.000000 0.000000 Y21 0.000000 INFINITY 0.000000 D21_ 0.000000 0.000000 INFINITY Y22 0.000000 INFINITY 0.000000 D22_ 0.000000 0.000000 INFINITY Y23 0.000000 INFINITY 0.000000 D23_ 0.000000 0.000000 INFINITY Y31 0.000000 0.000000 0.000000 D31_ 0.000000 0.000000 0.000000 Y32

19、0.000000 0.000000 0.000000 D32_ 0.000000 0.000000 0.000000 Y33 0.000000 INFINITY 0.000000 D33_ 0.000000 0.000000 INFINITY Y41 0.000000 INFINITY 0.000000 D41_ 0.000000 0.000000 INFINITY Y42 0.000000 INFINITY 0.000000 D42_ 0.000000 0.000000 INFINITY Y43 0.000000 INFINITY 0.000000 D43_ 0.000000 0.00000

20、0 INFINITY Y51 0.000000 INFINITY 0.000000 D51_ 0.000000 0.000000 INFINITY Y52 0.000000 0.000000 INFINITY D52_ 0.000000 INFINITY 0.000000 Y53 0.000000 INFINITY 0.000000 D53_ 0.000000 0.000000 INFINITY D1_ 0.000000 INFINITY 0.000000 D2_ 0.000000 0.000000 INFINITY D3_ 0.000000 INFINITY 0.000000 D4_ 0.0

21、00000 0.000000 INFINITY D5_ 0.000000 INFINITY 0.000000 Z1 0.000000 INFINITY 0.000000 D6 0.000000 INFINITY 0.000000 Z2 0.000000 INFINITY 0.000000 D7 0.000000 INFINITY 0.000000 Z3 0.000000 0.000000 0.000000 D8 0.000000 0.000000 0.000000 Z0 0.000000 INFINITY 1.000000 RIGHTHAND SIDE RANGES ROW CURRENT A

22、LLOWABLE ALLOWABLE RHS INCREASE DECREASE 2 300.000000 INFINITY 300.000000 3 400.000000 INFINITY 400.000000 4 450.000000 INFINITY 450.000000 5 300.000000 INFINITY 300.000000 6 350.000000 INFINITY 350.000000 7 350.000000 INFINITY 350.000000 8 1.000000 INFINITY 1.000000 9 1.000000 INFINITY 0.828571 10

23、1.000000 INFINITY 0.171429 11 1.000000 INFINITY 1.000000 12 1.000000 INFINITY 1.000000 13 1.000000 INFINITY 1.000000 14 1.000000 INFINITY 0.125000 15 1.000000 INFINITY 0.875000 16 1.000000 INFINITY 1.000000 17 1.000000 INFINITY 1.000000 18 1.000000 INFINITY 1.000000 19 1.000000 INFINITY 1.000000 20

24、1.000000 INFINITY 1.000000 21 1.000000 INFINITY 0.000000 22 1.000000 INFINITY 1.000000 23 1.000000 0.171429 0.828571 24 1.000000 INFINITY 1.000000 25 1.000000 0.150000 0.125000 26 1.000000 INFINITY 1.000000 27 1.000000 0.000000 0.852941 28 0.000000 0.000000 INFINITY 29 0.000000 0.000000 INFINITY 30

25、0.000000 620.000000 INFINITY 31 0.000000 INFINITY 0.000000 32 700.000000 100.000000 120.000008 33 900.000000 580.000000 120.000008 34 1200.000000 INFINITY 620.000000因?yàn)閟1+s2+s3+s4+s5+s6+s7=0,在P2層次模型中加入s1+s2+s3+s4+s5+s6+s7=0,得注：由于求解過(guò)程太多不便列出，后面只給出最后一步的過(guò)程及結(jié)果因?yàn)閐1_+d2_+d3_+d4_+d5_=0，故在p5的層次優(yōu)化模型上加上d1_+d2_+

26、d3_+d4_+d5_=0,得STx11<=300 ,x12<=400 , x13<=450x21<=300 , x22<=350, x23<=350y11+d11_=1, y12+d12_=1, y13+d13_=1y21+d21_=1, y22+d22_=1, y23+d23_=1y31+d31_=1, y32+d32_=1, y33+d33_=1y41+d41_=1, y42+d42_=1, y43+d43_=1y51+d51_=1, y52+d52_=1, y53+d53_=1y11+y12+y13+d1_=1y21+y22+y23+d2_=1y31

27、+y32+y33+d3_=1y41+y42+y43+d4_=1y51+y52+y53+d5_=1z1+s5-d6=0,z2+s6-d7=0z3+s7-d8=0,z0-s4=0700y11+500y21 +800y31+400y41+680y51-x11-0.945x21+z1+s1 =700700y12+500y22+800y32+400y42+680y52+1.05x11-x12+0.244x21 -0.945x22-z1+z2 +s2=900700y13+500y23+800y33+400y43+680y53+1.05x12-x13+0.233x21+0.244x22-0.945x23 -

28、z2+z3 +s3=1200s1+s2+s3+s4+s5+s6+s7=02d11_+2d12_+2d13_+d21_+d22_+d23_<63d31_+3d32_+3d33_+2d41_+2d42_+2d43_+d51_+d52_+d53_<12d1_+d2_+d3_+d4_+d5_=0END輸入lindo求解LP OPTIMUM FOUND AT STEP 14 OBJECTIVE FUNCTION VALUE 1) 0.0000000E+00 VARIABLE VALUE REDUCED COST D6 0.000000 0.000000 D7 0.000000 0.00000

29、0 D8 0.000000 0.000000 X11 0.000000 0.000000 X12 0.000000 0.000000 X13 280.000000 0.000000 X21 0.000000 0.000000 X22 0.000000 0.000000 X23 0.000000 0.000000 Y11 0.000000 0.000000 D11_ 1.000000 0.000000 Y12 0.000000 0.000000 D12_ 1.000000 0.000000 Y13 1.000000 0.000000 D13_ 0.000000 0.000000 Y21 0.56

30、0000 0.000000 D21_ 0.440000 0.000000 Y22 0.440000 0.000000 D22_ 0.560000 0.000000 Y23 0.000000 0.000000 D23_ 1.000000 0.000000 Y31 0.525000 0.000000 D31_ 0.475000 0.000000 Y32 0.000000 0.000000 D32_ 1.000000 0.000000 Y33 0.475000 0.000000 D33_ 0.525000 0.000000 Y41 0.000000 0.000000 D41_ 1.000000 0.

31、000000 Y42 0.000000 0.000000 D42_ 1.000000 0.000000 Y43 1.000000 0.000000 D43_ 0.000000 0.000000 Y51 0.000000 0.000000 D51_ 1.000000 0.000000 Y52 1.000000 0.000000 D52_ 0.000000 0.000000 Y53 0.000000 0.000000 D53_ 1.000000 0.000000 D1_ 0.000000 0.000000 D2_ 0.000000 0.000000 D3_ 0.000000 0.000000 D4

32、_ 0.000000 0.000000 D5_ 0.000000 0.000000 Z1 0.000000 1.000000 S5 0.000000 1.000000 Z2 0.000000 1.000000 S6 0.000000 1.000000 Z3 0.000000 1.000000 S7 0.000000 1.000000 Z0 0.000000 0.000000 S4 0.000000 0.000000 S1 0.000000 0.000000 S2 0.000000 0.000000 S3 0.000000 0.000000 ROW SLACK OR SURPLUS DUAL P

33、RICES 2) 300.000000 0.000000 3) 400.000000 0.000000 4) 170.000000 0.000000 5) 300.000000 0.000000 6) 350.000000 0.000000 7) 350.000000 0.000000 8) 0.000000 0.000000 9) 0.000000 0.000000 10) 0.000000 0.000000 11) 0.000000 0.000000 12) 0.000000 0.000000 13) 0.000000 0.000000 14) 0.000000 0.000000 15)

34、0.000000 0.000000 16) 0.000000 0.000000 17) 0.000000 0.000000 18) 0.000000 0.000000 19) 0.000000 0.000000 20) 0.000000 0.000000 21) 0.000000 0.000000 22) 0.000000 0.000000 23) 0.000000 0.000000 24) 0.000000 0.000000 25) 0.000000 0.000000 26) 0.000000 0.000000 27) 0.000000 0.000000 28) 0.000000 1.000000 29) 0.000000 1.000000 30) 0.000000 1.000000 31) 0.