Excel数据处理与分析 工业和信息化普通高等教育十二五 规划教材立项项目 教学课件 作者 郑丽敏 第11章.ppt

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1、第11章规划求解及其应用第11章规划求解及其应用本章内容：本章主要介绍了Excel2007“规划求解”分析工具的使用及在管理决策工作中的应用教学目标：通过本章的学习，不仅使读者学会规划求解”分析工具的使用，而且还使读者了解“规划求解”分析工具在实际工作中的应用内容提要11.1数学规划概述11.3应用举例11.2利用“规划求解”工具求解规划问题11.1数学规划概述问题的提出“规划求解”分析工具的使用求解规划问题的步骤在计划管理中，经常会遇到各种规划问题，例如：人力资源的调度、产品生产的安排、运输线路的规划、生产材料的搭配、采购批次的确定等。这类问题有一个共同要求，那就是：如

2、何合理利用各种约束资源实现最佳的经济效益，也就是达到利润最大、成本最低、费用最省等目标。这就是本章要解决的在约束条件下寻求目标函数最优的规划问题。11.1数学规划概述-问题提出一般来讲，这类规划问题都具有如下三个特点：所求问题都有单一的目标，如求生产的最低成本，求运输的最佳路线，求产品的最大盈利，求产品周期的最短时间以及求其他目标函数的最佳值等总是有明确的不等式约束条件。比如库存不能低于一定的数量，否则造成原料短缺或产品缺货；生产产品不能超过一定额度，否则会造成商品积压等问题都有直接或间接影响约束条件的一组输入值11.1数学规划概述-问题提出6例如：某饲养场饲养动物，设每

3、头动物每头至少需690g蛋白质、28g矿物质、80mg维生素。现有五种饲料可供选择，各种饲料每kg营养成分含量及单价如表：饲养场要求确定即满足动物生长的营养需求，又使费用最少的选择饲料的方案11.1数学规划概述-问题提出数学模型：根据题意,用X1,X2,X3,X4,X5分别表示A、B、C、D、E5种饲料的数量(kg)，用COST表示总费用，则得如下线性规划数学模型：目标函数：约束条件：11.1数学规划概述-问题提出911.1数学规划概述-“规划求解”工具的使用Excel2007“规划求解”分析工具可以用来解决线性规划与非线性规划优化问题。“规划求解”分析工具可以用来解决最

4、多有200个决策变量，100个外在约束和400个简单约束（决策变量整数约束的上下边界）的问题加载“规划求解”分析工具“规划求解”工具中各参数的解释和设置11.1数学规划概述-“规划求解”工具的使用加载“规划求解”分析工具“规划求解”是Excel2007中的一个加载宏，要使用“规划求解”分析工具，必须要先进行加载(见教材)“规划求解”工具中各参数的解释和设置(见教材)11.1数学规划概述-求解规划问题的步骤利用“规划求解”分析工具求解规划问题的大致步骤如下：建立问题的数学模型在Excel中建立Exce工作表规划模型设置“规划求解参数”设置可变单元格：确定决策变量设置目标单元

5、格：建立目标函数设置约束条件：约束条件可以用线性等式或不等式表示，还有非负约束(≥)和整数约束(int)11.1数学规划概述-求解规划问题的步骤利用“规划求解”分析工具求解规划问题的大致步骤如下：进行规划求解。可以求得决策变量值和目标函数的最优解建立规划求解报告11.2利用“规划求解”工具求解规划问题例如：见上例步骤1：建立问题的数学模型步骤2：建立Exce工作表规划模型[见规划求解及应用.xlsx—饲料工作表规划模型]11.2利用“规划求解”工具求解规划问题步骤3：设置“规划求解参数”设置可变单元格：选择B8:F8区域设置目标单元格：B2，根据题意，选择“最小”11.2

6、利用“规划求解”工具求解规划问题步骤3：设置“规划求解参数”设置可变单元格：选择B8:F8区域设置目标单元格：B2，根据题意，选择“最小”设置约束条件：添加约束11.2利用“规划求解”工具求解规划问题步骤4：进行规划求解[见规划求解及应用.xlsx—饲料规划问题求解结果]11.2利用“规划求解”工具求解规划问题步骤5：建立规划求解报告11.3应用举例例：某葡萄酒厂生产A、B两个品种的葡萄酒。在生产过程中受到3个方面的限制：一是最大的发酵设备能力为55000单位；二是装瓶能力为48000单位；三是净化能力为12000单位。根据产品的特点，每生产1瓶A需要4个单位的发酵能力、

7、2个单位的装瓶能力和1个单位的净化能力，利润2.8元；每生产1瓶B需要2个单位的发酵能力和1个单位的装瓶能力，盈利1.2元，如下表所示。在现有资源的条件下，应如何安排生产可使该厂的利润最大？11.3应用举例生产需要的设备能力可供使用的设备能力葡萄酒A葡萄酒B发酵4255000装瓶2148000净化1012000每瓶利润2.81.2葡萄酒生产过程中的生产条件例：11.3应用举例图11-13最优生产计划的Excel模型求解步骤如下。设该葡萄酒厂划生产A品种X1瓶，B品种X2瓶，则该生产计划问题为：在满足：的条件下，使总利润达到最大