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第四章 目标规划
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通过本章的学****你应该能够:
掌握 用偏差变量表示目标函数及其建立目标规划模型的方法;目标规划的单纯形法解法。
熟悉 目标期望值与偏差变量的意义,目标规划解的概念,目标规划的图解法。要求不能超过目标值的,即允许达不到目标值,但即使超过,一定要越小越好。构造目标函数为:
(三)目标规划的目标函数
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③ 要求超过目标值的,即允许超过目标值,但即使不足,一定要使缺少量越少越好。构造目标函数为:
这样根据各个目标的不同要求,确定出总的目标函数
.
(三)目标规划的目标函数
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多目标规划中,当决策者要求实现多个目标时,由于目标函数要求所有偏差总和最小,而这些目标的偏差可能相互替代或抵消。实际问题的各目标之间也有主次、轻重、缓急之区别,我们对一些最重要的、第一位要求达到的目标,赋予它优先因子( ),用它乘以该目标在目标函数中的偏差变量,在它实现的前提下再去考虑次要目标。
(四)优先因子与权系数
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依次把第二位达到的目标赋予优先因子 ……,并规定 ,即不管 乘以一个多大的正数M,总成立 , 因此,不同的优先因子代表着不同的优先等级。决策时,首先保证 级目标的实现,这时不考虑其它级别目标,而 级目标是在保证 级目标满足的前提下再实现的。决不因为要使 级目标更好地实现,去降低 级目标的实现值。以此类推。
(四)优先因子与权系数
一般地在目标规划模型中,绝对约束对应的偏差变量,在目标函数中的优先等级一定是 级。
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根据目标的重要程度而给它们赋值,重要的目标,赋值较大,反之 值就小。
若要进一步区别具有相同优先级的多个目标,则可分 别赋予它们不同的权系数 (可取确定的非负实数)。
如例4-1中,我们可把利润视作第一位重要,甲、乙产品的产量分配视作第二位,并且甲的产量越大越好,权重分别为10和2,则目标函数为:
(四)优先因子与权系数
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二、目标规划的数学模型
目标规划问题的数学模型一般形式如下:
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一般地,对于n个决策变量,m个目标约束,目标函数中有k个优先级的问题,其数学模型如下:
二、目标规划的数学模型
其中:Pi 为优先等级; , 为权系数。
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建立目标规划模型的步骤
1)根据问题列出各目标与条件,确定各目标的目
标值、引入偏差变量,把目标函数转化成约束
方程,列出目标约束与绝对约束;
2)根据决策者的需要将某些或全部绝对约束,通
过引入偏差变量转换为软约束;
3)根据决策者的要求,各目标按三种情况取值:
①恰好达到目标值,取 ;②允许超过目
标值,取 ;③不允许超过目标值,取 。然
后构造一个由优先因子、权系数与偏差变量线性组成的、要求最小化的目标函数 。
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最重要的目标、必须严格实现的目标及无法再增加的资源约束均应列入P1级,其余按重要程度分别列入后面各级,并在同一级中确定权系数。一般地,如果问题的P1级目标不能完全实现,则就认为该问题不可行。
4) 给各级目标赋予相应的优先因子 ,对同一
优先级的各目标,按重要程度不同赋予相应
的权系数 ;
注意:
建立目标规划模型的步骤
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例4-2 某制药公司有甲、乙两个工厂,现要生产A、B两种药品均需在两个工厂生产。每单位药品A在甲厂加工2小时,,每单位药品B在甲厂加工4小时,。每单位药品A、B每月存贮费分别为8元和15元。甲厂有12台制造机器,每台每天工作8小时,每月正常工作25天,乙厂有7台检测包装机,每天每台工作16小时,每月正常工作25天,每台机器每小时运行成本:甲厂为18元,乙厂为15元,单位药品A销售利润为20元,B为23元,依市场预测次月A、B销售量估计分别为1500单位和1000单位。
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例4-2 该公司依下列次序为目标的优先次序,以实现次月的生产与销售目标。
P1:厂内的储存成本不超过23 000元。
P2:A销售量必须完成1500单位。
P3:甲、乙两工厂的设备应全力运转,避免有空闲时间,
两厂的单位运转成本当作它们的权系数。
P4:甲厂设备的超时工作时间全月份不宜超过30h。
P5:B药的销量必须完成1000单位。
问A、B药各生产多少,使目标达到最好。试建