多目标规划模型在生产销售等实际工作中有着广泛应用.
例1 某厂装配A和B两种产品,每装配一个产品需占用1小时的时间,每周计划开动40小时,预计每周该厂B产品的销售量为24个,每个可获利80元,每周A产品销售量为30个,每个可获利40元.
该厂有如下三个级别的目标:
:充分利用每周计划开动的40小时;
:允许加班,但尽量不超过10小时;
:尽量满足市场需求,尤其是B产品,其重要性是A产品的2倍.
这是一个具有明显优先级别的多目标规划问题[4]. 对于一般的多目标规划问题的求解方法有很多,其中三种常用的求解方法是图解分析法、单纯形法和层次算法[5] . 根据求解过程的不同对这些方法的优劣进行分析比较.
此外,在求解实际问题时,往往还会出现变量多、约束条件多的多目标规划问题.
例2 某商店有5名工作人员:经理1名,主管1名,售货员3名. 有关数据如下[6]:
贡献
(元/小时) 工作量
(工时/月) 工资(元/月)
(相当于销售额的5.5%) 加班限时
(工时/月)
经理 1200 200 24
主管 800 200 8500 24
售货员A 450 172 4350 52
售货员B 250 160 2600 32
售货员C 75 100 32
表中,每小时贡献指每小时对销售额的贡献;加班限量指每月最多加班时数. 广告费对销售额的贡献系数为12.
试建立数学模型以达到以下目标:
:保证全体工作人员维持正常工作;
:销售额至少达到每月600000元;
:主管月工资不低于8500元;文献综述
:工作人员加班时间均不超过规定;
:广告费不超过22500元/月;
:力争增加销售额11%;
:保证销售员A、B的每月收入分别至少为4350元,2600元.
对于这类问题,运用图解分析法、单纯形法和层次算法这些手工计算的方法求解时,计算过程比较复杂、不易操作.
因此,本文考虑运用LINGO软件[7]进行求解,并对具体的LINGO程序作详细分析.
2 多目标规划的数学模型源[自[751^`论`文]网·www.751com.cn/
建立多目标规划问题的数学模型,需要先设立决策变量,再通过引进正负偏差变量并根据题意建立线性约束关系,最后根据各级目标要求建立线性目标函数[8]. 以例1为例作如下分析.
设 分别表示该厂A产品和B产品的产量. 通过分析决策变量之间的关系、决策变量和目标值之间的关系建立一组约束. 由该厂三个优先级别的目标可得,该问题的目标函数为:
于是,分析可得,该问题用多目标线性规划的数学模型可表示为:
针对这个多目标规划模型的解法有很多,下面将对各种解法逐一加以分析.
3 多目标规划的几种常用解法