运筹学(第5章目标规划).ppt

*目标约束是将目标和约束结合在一起的表达式。*对各目标约束中的正负偏差变量按顺序编号。运筹学基础及应用(OperationsResearch)主讲：杨启明第5章目标规划目标规划问题及其数学模型例5.1某企业计划生产甲，乙两种产品，这些产品分别要在A,B,C,D四种不同设备上加工。按工艺文件规定，如表所示。问该企业应如何安排计划，使得计划期内的总利润收入为最大？ABCD单件利润甲11402乙22043最大负荷1281612解：设甲、乙产品的产量分别为x1，x2，建立线性规划模型：01其最优解为x1＝4，x2＝2，z＊＝14元02但企业的经营目标不仅仅是利润，而且要考虑多个方面，如：力求使利润指标不低于12元；考虑到市场需求，甲、乙两种产品的生产量需保持1:1的比例；C和D为贵重设备，严格禁止超时使用；设备B必要时可以加班，但加班时间要控制；设备A即要求充分利用，又尽可能不加班。要考虑上述多方面的目标，需要借助目标规划的方法。线性规划模型存在的局限性：要求问题的解必须满足全部约束条件，实际问题中并非所有约束都需要严格满足。只能处理单目标的优化问题。实际问题中，目标和约束可以相互转化。线性规划中各个约束条件都处于同等重要地位，但现实问题中，各目标的重要性即有层次上的差别，同一层次中又可以有权重上的区分。线性规划寻求最优解，但很多实际问题中只需找出满意解就可以。例1．企业生产:不同企业的生产目标是不同的。多数企业追求最大的经济效益。但随着环境问题的日益突出，可持续发展已经成为全社会所必须考虑的问题。因此，企业生产就不能再如以往那样只考虑企业利润，必须承担起社会责任，要考虑环境污染、社会效益、公众形象等多个方面。兼顾好这几者关系，企业才可能保持长期的发展。例2．商务活动:企业在进行盈亏平衡预算时，不能只集中在一种产品上，因为某一种产品的投入和产出仅仅是企业所有投入和产出的一部分。因此，需要用多产品的盈亏分析来解决具有多个盈亏平衡点的决策问题（多产品的盈亏平衡点往往是不一致的）。目标规划问题举例例3．投资:企业投资时不仅仅要考虑收益率，还要考虑风险。一般地，风险大的投资其收益率更高。因此，企业管理者只有在对收益率和风险承受水平有明确的期望值时，才能得到满意的决策。01例4．裁员:同样的，企业裁员时要考虑很多可能彼此矛盾的因素。裁员的首要目的是压缩人员开支，但在人人自危的同时员工的忠诚度就很难保证，此外，员工的心理压力、工作压力等都会增加，可能产生负面影响。02例5．营销:营销方案的策划和执行存在多个目标。既希望能达到立竿见影的效果，又希望营销的成本控制在某一个范围内。此外，营销活动的深入程度也决定了营销效果的好坏和持续时间。03目标规划问题及其数学模型目标规划怎样解决上述线性规划模型建模中的局限性？1.设置偏差变量，用来表明实际值同目标值之间的差异。偏差变量用下列符号表示：d+——超出目标的偏差，称正偏差变量d-——未达到目标的偏差，称负偏差变量正负偏差变量两者必有一个为0。当实际值超出目标值时：d+0,d-=0;当实际值未达到目标值时：d+=0,d-0;当实际值同目标值恰好一致时：d+=0,d-=0;故恒有d+×d-=0目标规划问题及其数学模型2.统一处理目标和约束。对有严格限制的资源使用建立系统约束，数学形式同线性规划中的约束条件。如C和D设备的使用限制。对不严格限制的约束，连同原线性规划建模时的目标，均通过目标约束来表达。1）例如要求甲、乙两种产品保持1:1的比例，系统约束表达为：x1=x2。由于这个比例允许有偏差，当x1x2时，出现负偏差d-，即：x1+d-=x2或x1－x2+d-=0当x1x2时，出现正偏差d+，即：x1-d+=x2或x1－x2-d+=0若希望甲的产量低于乙的产量，即不希望d＋0,用目标约束可表为:1若希望甲的产量恰好等于乙的产量，即不希望d＋0,也不希望d-0用目标约束可表为:2若希望甲的产量不低于乙的产量，即不希望d-0,用目标约束可表为:∵正负偏差不可能同时出现，故总有：x1－x2+d--d+=03目标规划问题及其数学模型设备B必要时可加班及加班时间要控制，目标约束表示为：力求使利润指标不低于12元，目标约束表示为：设备A既要求充分利用，又尽可能不加班，目标约束表示为：目标规划问题及其数学模型目标规划问题及其数学模型3.目标的优先级与权系数 在一个目标规划的模型中，为达到某一目标可牺牲其他一些目标，称这些目标是属于不同层次的优先级。优先级层次的高低可