數學建模生產計畫問題

2022-05-20 06:08:25 字數 3776 閱讀 7993

第一題:生產計畫安排

某工廠生產abc三種產品,所需勞動力、材料等有關資料見下表

1)確定獲利最大的生產方案

2)產品abc的利潤分別在什麼範圍內變動時,上述最優方案不變

3)如果勞動力數量不增,材料不足時可從市場購買,每單位0.4元,問該廠要不要購進原材料擴大生產,以購多少為宜?

4)如果生產一種新產品d,單件勞動力消耗8個單位,材料消耗2個單位,每件可獲利3元,問該種產品是否值得生產?

答:max3x1+x2+4x3! 利潤最大值目標函式 x1,x2,x3分別為甲乙丙的生產數量

st!限制條件

6x1+3x2+5x3<45! 勞動力的限制條件

3x1+4x2+5x3<30! 材料的限制條件

end! 結束限制條件

得到以下結果

1.生產產品甲5件,丙3件,可以得到最大利潤,27元

2.甲利潤在2.4—4.8元之間變動,最優生產計畫不變

3. max3x1+x2+4x3

st6x1+3x2+5x3<45

end可得到生產產品乙9件時利潤最大,最大利潤為36元,應該購入原材料擴大生產,購入15個單位

4. max3x1+x2+4x3+3x4

st6x1+3x2+5x3+8x4<45

3x1+4x2+5x3+2x4<30

endginx1

ginx2

ginx3

ginx4

利潤沒有增加,不值得生產

第二題:工程進度問題

某城市在未來的五年內將啟動四個城市住房改造工程,每項工程有不同的開始時間,工程週期也不一樣,下表提供了這些專案的基本資料。

工程1和工程4必須在規定的週期內全部完成,必要時,其餘的二項工程可以在預算的限制內完成部分。然而,每個工程在他的規定時間內必須至少完成25%。每年底,工程完成的部分立刻入住,並且實現一定比例的收入。

例如,如果工程1在第一年完成40%,在第三年完成剩下的60%,在五年計畫範圍內的相應收入是0.4*50(第二年)+0.4*50(第三年)+(0.

4+0.6)*50(第四年)+(0.4+0.

6)*50(第五年)=(4*0.4+2*0.6)*50(單位:

萬元)。試為工程確定最優的時間進度表,使得五年內的總收入達到最大。

答:假設某年某工程的完成量為xij, i表示工程的代號,i=1,2,3,j表示年數,j=1,2,3,如第一年工程1完成x11,工程3完成x31,到第二年工程已完成x12,工程3完成x32。

另有乙個投入與完成的關係,即第一年的投入總費用的40%,該工程在年底就完成40%,

工程1利潤:

50*x11+50*(x11+x12)+50*(x11+x12+x13)+50*(x11+x12+x13)

工程2利潤:

70*x22+70*(x22+x23)+70*(x22+x23+x24)

工程3利潤:

20*x31+150*(x31+x32)+150*(x31+x32+x33)+150*(x31+x32+x33+x34)

工程4利潤:

20*x43+20*(x43+x44)

max(50*x11+50*(x11+x12)+50*(x11+x12+x13)+50*(x11+x12+x13))+(70*x22+70*(x22+x23))+70*(x22+x23+x24)+(150*x31+150*(x31+x32)+150*(x31+x32+x33)+150*(x31+x32+x33+x34))+(20*x43+20*(x43+x44))

st 5000*x11+15000*x31=3000

5000*x12+8000*x22+15000*x32=6000

5000*x13+8000*x23+15000*x33+1200*x43=7000

8000*x24+15000*x34+12000*x44=7000

8000*x25+15000*x35=7000

x11+x12+x13=1

x22+x23+x24+x25≥0.25

x22+x23+x24+x25≤1

x31+x32+x33+x34+x35≥0.25

x31+x32+x33+x34+x35≤1

x43+x44=1

全為大於零的數

lingo語句:

model:

max=50*(4*x11+3*x12+2*x13)+70*(3x22+2*x23+1*x24)+150*(4*x31+3*x32+2*x33+1*x34)+20*(2*x43+1*x44)

!約束條件

5000*x11+15000*x31<=3000;5000*x12+8000*x22+15000*x32<=6000;5000*x13+8000*x23+15000*x33+1200*x43<=7000;8000*x24+15000*x34+1200*x44<=7000;8000*x25+15000*x35<=7000;x11+x12+x13=1;x22+x23+x24+x25<=1;x22+x23+x24+x25>=0.25;x31+x32+x33+x34+x35<=1;x31+x32+x33+x34+x35>=0.25;x43+x44=1;

end輸出結果:

objective value523.7500

total solver iterations9

variablevalue reduced cost

x11 0.0000000.000000

x12 0.0000000.000000

x13 1.0000000.000000

x22 0.00000020.00000

x23 0.00000010.00000

x24 0.22500000.000000

x31 0.20000000.000000

x32 0.40000000.000000

x33 0.5333333e-01 0.000000

x34 0.34666670.000000

x43 1.0000000.000000

x44 0.0000008.000000

x25 0.2500000e-01 0.000000

x35 0.00000018.75000

row slack or surplus dual price

1 523.75001.000000

2 0.0000000.3875000e-01

3 0.0000000.2875000e-01

4 0.0000000.1875000e-01

5 0.0000000.8750000e-02

6 6800.0000.000000

7 0.0000006.250000

8 0.75000000.000000

9 0.0000000.000000

10 0.00000018.75000

11 0.75000000.000000

12 0.00000017.50000

結果分析:要獲得最大利潤,需在第一年投資3000萬的資金在工程3上,第二年投資6000萬資金在工程3上,第三年投資5000萬在工程1上,1200萬在工程4上,800萬投資在工程3上,第四年投資1800萬在工程2上,5200萬在工程3上,第五年投資200萬在工程2上,剩餘6800萬,獲得的最大利潤523.75萬元。

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