運(yùn)籌學(xué)菜籃子、煉油廠的生產(chǎn)計(jì)劃

運(yùn)籌學(xué)-菜籃子、煉油廠的生產(chǎn)計(jì)劃西華大學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告PAGEPAGE1 交通與汽車工程學(xué)院實(shí)驗(yàn)報(bào)告第組第組開課學(xué)院及實(shí)驗(yàn)室：交通與汽車學(xué)院計(jì)算機(jī)中心實(shí)驗(yàn)時(shí)間：學(xué)生姓名學(xué)號實(shí)驗(yàn)成績課程名稱運(yùn)籌學(xué)（汽車學(xué)院）課程代碼8235740實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱菜籃子工程、煉油廠計(jì)劃項(xiàng)目代碼指導(dǎo)教師項(xiàng)目學(xué)分實(shí)驗(yàn)課考勤10%實(shí)驗(yàn)工作表現(xiàn)20%實(shí)驗(yàn)報(bào)告70%1、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.1訓(xùn)練建模能力1.3通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步掌握運(yùn)籌學(xué)有關(guān)方法原理、求解過程，提高學(xué)生分析問題和解決問題能力。2、實(shí)驗(yàn)設(shè)備、儀器及材料計(jì)算機(jī)、Excel3、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容3.1菜籃子工程問題：建模：該題為供需不平衡的線性規(guī)劃問題，求解最小運(yùn)費(fèi)，可建立線性規(guī)劃模型求解，建立初始矩陣如下：設(shè)A、B、C三點(diǎn)到各點(diǎn)的運(yùn)價(jià)為Cij，A、B、C三點(diǎn)到各點(diǎn)的運(yùn)輸距離為ai，bi，ci，（i=1，2，…,8）則根據(jù)題意，有運(yùn)輸費(fèi)用最小為：MinZ=∑Cij*Xij具體輸入情況和顯示結(jié)果如下：根據(jù)Floyd解法思想，在單元格中輸入求解公式，進(jìn)入循環(huán)計(jì)算，直到兩個(gè)矩陣值完全一致時(shí)，停止迭代，表明已達(dá)到最優(yōu)解。求解結(jié)果如下圖所示：根據(jù)最短路徑表，寫出A、B、C三地到各點(diǎn)的運(yùn)價(jià)，如下圖所示。運(yùn)價(jià)=運(yùn)距*單位運(yùn)費(fèi)，題目已知給出單位運(yùn)價(jià)為1元/(100Kg*100m)?？偟墓┙o量為530*100Kg，總的需求為610*100Kg,差值為80*100Kg，因此，虛擬一個(gè)供應(yīng)點(diǎn)D，供應(yīng)量為80*100Kg，將不平衡的運(yùn)輸問題轉(zhuǎn)為平衡的運(yùn)輸問題，列出供需平衡的供需表，如下圖所示。其中，虛擬點(diǎn)D到各點(diǎn)的運(yùn)價(jià)就為各點(diǎn)的缺貨損失成本。三個(gè)問題目標(biāo)函數(shù)值相同，均為：minz=4a1+8a2+8a3+19a4+11a5+6a6+22a7+20a8+14b1+7b2+7b3+16b4+12b5+16b6+23b7+17b8+20c1+19c2+11c3+14c4+6c5+8c6+5c7+10c8+10d1+8d2+5d3+10d4+10d5+8d6+5d7+8d8問題（一）約束條件為：a1+a2+a3+a4+a5+a6+a7+a8=220b1+b2+b3+b4+b5+b6+b7+b8=170c1+c2+c3+c4+c5+c6+c7+c8=160d1+d2+d3+d4+d5+d6+d7+d8=80a1+b1+c1+d1<=75a2+b2+c2+d2<=60a3+b3+c3+d3<=80a4+b4+c4+d4<=70a5+b5+c5+d5<=100a6+b6+c6+d6<=55a7+b7+c7+d7<=90a8+b8+c8+d8<=75問題(二)約束條件為：a1+a2+a3+a4+a5+a6+a7+a8=220b1+b2+b3+b4+b5+b6+b7+b8=170c1+c2+c3+c4+c5+c6+c7+c8=160d1+d2+d3+d4+d5+d6+d7+d8=8060<=a1+b1+c1+d1<=7548<=a2+b2+c2+d2<=6064<=a3+b3+c3+d3<=8056<=a4+b4+c4+d4<=7080<a5+b5+c5+d5<=10044<=a6+b6+c6+d6<=5572<=a7+b7+c7+d7<=9064<=a8+b8+c8+d8<=75問題（三）設(shè)應(yīng)向各供應(yīng)點(diǎn)供應(yīng)量分別為a,b,c,d。約束條件為：a1+a2+a3+a4+a5+a6+a7+a8-a=220b1+b2+b3+b4+b5+b6+b7+b8-b=170c1+c2+c3+c4+c5+c6+c7+c8-c=160d1+d2+d3+d4+d5+d6+d7+d8-d=80a1+b1+c1+d1<=75a2+b2+c2+d2<=60a3+b3+c3+d3<=80a4+b4+c4+d4<=70a5+b5+c5+d5<=100a6+b6+c6+d6<=55a7+b7+c7+d7<=90a8+b8+c8+d8<=75（所有變量均大于零）問題（一）：運(yùn)算結(jié)果報(bào)告：敏感性報(bào)告：極限值報(bào)告：問題（二）：運(yùn)算結(jié)果報(bào)告：敏感性報(bào)告：極限值報(bào)告:問題（三）：運(yùn)算結(jié)果分析:敏感性報(bào)告:極限值報(bào)告:結(jié)果分析問題（一）：調(diào)運(yùn)及預(yù)期短缺損失最小為4610元。在這情況下，由A點(diǎn)供應(yīng)3、4、7、8市場的供應(yīng)兩分別為8、56、72、64，由B點(diǎn)供應(yīng)1、5、6三市場的供應(yīng)量分別為60、80、30，由C點(diǎn)供應(yīng)2、3、6市場的供應(yīng)量分別為90、56、14，A、B、C點(diǎn)的蔬菜皆運(yùn)出去，1市場短缺15，3市場短缺16，4市場短缺14，5市場短缺20，6市場短缺11，7市場短缺18，8市場短缺16，所以為使調(diào)運(yùn)及預(yù)期短缺損失最小2市場多出30.問題（二）：各市場短缺量一律不小于需求量20%時(shí)，調(diào)運(yùn)及預(yù)期短缺損失最小為4806元。在這樣的情況下，由A點(diǎn)供應(yīng)1、2、5、6市場的量分別為75、10、60、55，由B點(diǎn)供應(yīng)2、3、4市場的量分別為50、64、56，由C點(diǎn)供應(yīng)5、7、8市場的量分別為24、72、64，3市場缺量為16，4市場短缺14，5市場缺量為16，7市場短缺18，8市場短缺16.問題（三）：保證蔬菜供應(yīng)情況下增產(chǎn)蔬菜向C點(diǎn)供應(yīng)80即可滿足要求，此時(shí)最小費(fèi)用為4770元。由A點(diǎn)向1、3、5、6市場的供應(yīng)量分別為75、40、30、55，由B點(diǎn)向2、3、4市場的供應(yīng)量分別為60、40、70，由C點(diǎn)向5、7、8市場的供應(yīng)量分別為70、90、803.2煉油廠產(chǎn)計(jì)劃安排問題例一煉油廠的生產(chǎn)計(jì)劃某煉油廠的工藝流程圖如圖1-1所示。煉油廠輸入兩種原油（原油1和原油2）。原油先進(jìn)入蒸餾裝置，每桶原油經(jīng)蒸餾后的產(chǎn)品及份額見表1-1，其中輕、中、重石腦油的辛烷值分別為90、80和70。石腦油部分直接用于發(fā)動(dòng)機(jī)油混合，部分輸入重整裝置，得辛烷值為115的重整汽油。1桶輕、中、重石腦油經(jīng)重整后得到的重整汽油分別為0.6、0.52、0.45桶。渣油可直接用于煤油和燃料油的混合，或用于生產(chǎn)潤滑油。1桶渣油經(jīng)處理后可得0.5桶潤滑油。混合成的高檔發(fā)動(dòng)機(jī)油的辛烷值應(yīng)不低于94，普通的發(fā)動(dòng)機(jī)油辛烷值不低于84?；旌衔锏男镣橹蛋椿旌锨案饔土闲镣橹岛退急壤€性加權(quán)計(jì)算。規(guī)定煤油的氣壓不準(zhǔn)超過1kg/cm2，而輕油、重油、裂解油和渣油的氣壓分別為1.0、0.6、1.5和0.05kg/cm2。而氣壓的計(jì)算按各混合成分的氣壓和比例線性加權(quán)計(jì)算。燃料油中，輕油、重油、裂解油和渣油的比例應(yīng)為10:3:4:1。已知每天可供原油1為20000桶，原油2為30000桶。蒸餾裝置能力每天最大為45000桶，重整裝置每天最多重整10000桶石腦油，裂化裝置能力每天最大為8000桶。潤滑油每天產(chǎn)量就在500～1000桶之間，高檔發(fā)動(dòng)機(jī)油產(chǎn)量應(yīng)不低于普通發(fā)動(dòng)機(jī)油的40%。又知最終產(chǎn)品的利潤（元/桶）分別為：高檔發(fā)動(dòng)機(jī)油700，普通發(fā)動(dòng)機(jī)油600，煤油400，燃料油350，潤滑油150，試為該煉油廠制定一個(gè)使總盈利為最大的計(jì)劃。建模解：該題的目標(biāo)是求總盈利的最大，煉油廠的生產(chǎn)問題是一個(gè)線性規(guī)劃問題，求解總利潤最大，可建立線性規(guī)劃模型求解。建模過程中設(shè)計(jì)的變量如下：設(shè)每天需要原油1為y1桶。原油2為y2桶。經(jīng)蒸餾后，重整輕石腦油y3桶，中石腦油y4桶，重石腦油Y5桶。輕油裂解得到的裂解汽油y6,重油裂解得到的裂解汽油y7,用于制造潤滑油的渣油量y8。設(shè)每天生成高檔發(fā)動(dòng)機(jī)油的輕石腦油X1桶,中石腦油X3桶,重石腦油X5桶,重整汽油X7桶，裂解汽油X9桶。每天生成普通發(fā)動(dòng)機(jī)油的輕石腦油X2桶,。中石腦油X4桶,重石腦油X6桶,重整汽油X8桶,裂解汽油X10桶。每天產(chǎn)出的煤油由X11桶輕油，X13桶重油，X13桶裂解油，X17渣油組成。每天產(chǎn)出的燃料油由X12輕油，X14重油，X16裂解油，X18桶渣油組成。設(shè)潤滑油每天的產(chǎn)量X0桶,則目標(biāo)函數(shù)為：maxz=700(x1+x3+x5+x7+x9)+600(x2+x4+x6+x8+x10)+400(x11+x13+x15+x17)+350(x12+x14+x16+x18)+150x0約束條件為： 1：90x1+80x3+70x5+115x7+105x9>=94(x1+x3+x5+x7+x9) 2：90x2+80x4+70X6+115x8+105x10>=84(x2+x4+x6+x8+x10) 3：1.0x11+0.6x13+1.5x15+0.05x17<=1.0(x11+x13+x15+x17) 4：x12=10x18x14=3x18x16=4x18 5：x1+x3+x5+x7+x9>=0.4(x2+x4+x6+x8+x10) 6：0.6y3+0.52y4+0.45y5>=x7+x8 7：0.1y1+0.15y2-y3>=x1+x2 8：0.2y1+0.25y2-y4>=x2+x7 9:0.2y1+0.18y2-y5>=x5+x6 10：0.28y6+0.2y7>=x9+x10 11：0.68y6+0.75y7>=x15+x16 12：0.12y1+0.08y2-y6>=x11+x12 13：0.2y1+0.19y2-y7>=x13+x14 14：0.13y1+0.12y2-y8>=x17+x18 15：x0=0.5y8 16：y1<=20000 17：y2<=30000 18：y1+y2<=45000 19：y3+y4+y5<=10000 20：y6+y7<=8000 22：500<=x0<=100023：所有變量均大于零 求解過程在EXCEL中運(yùn)用規(guī)劃求解，其過程如下輸入數(shù)據(jù)：圖1輸入初始數(shù)據(jù)對照變量所在單元格，依次輸入各個(gè)約束條件，如圖2所示。圖2約束條件的輸入選中目標(biāo)單元格，點(diǎn)擊工具菜單下的“規(guī)劃求解”，如圖3所示。在設(shè)置目標(biāo)單元格中輸入“R1C30”,等于選擇“最大值”，可變單元格為“R2C2:R2C28”,添加相應(yīng)的約束，在選項(xiàng)中選擇“采用線性模型”和圖3規(guī)劃求解過程圖4規(guī)劃求解過程3.2.4求解結(jié)果得到運(yùn)算結(jié)果報(bào)告：敏感性報(bào)告：極限值報(bào)告：3.2.5結(jié)果分析結(jié)果分析：問題（一）：調(diào)運(yùn)及預(yù)期短缺損失最小為4610元。在這情況下，由A點(diǎn)供應(yīng)3、4、7、8市場的供應(yīng)兩分別為8、56、72、64，由B點(diǎn)供應(yīng)1、5、6三市場的供應(yīng)量分別為60、80、30，由C點(diǎn)供應(yīng)2、3、6市場的供應(yīng)量分別為90、56、14，A、B、C點(diǎn)的蔬菜皆運(yùn)出去，1市場短缺15，3市場短缺16，4市場短缺14，5市場短缺20，6市場短缺11，7市場短缺18，8市場短缺16，所以為使調(diào)運(yùn)及預(yù)期短缺損失最小2市場多出30.問題（二）：各市場短缺量一律不小于需求量20%時(shí)，調(diào)運(yùn)及預(yù)期短缺損失最小為4806元。在這樣的情況下