“運(yùn)籌學(xué)”課內(nèi)實(shí)驗(yàn)任務(wù)書

課內(nèi)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書課程：運(yùn)籌學(xué)教師：學(xué)生班級(jí)：所需時(shí)間：7一、實(shí)驗(yàn)/實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目名稱運(yùn)籌學(xué)模塊化課內(nèi)實(shí)驗(yàn)二、實(shí)驗(yàn)/實(shí)訓(xùn)目的收集和統(tǒng)計(jì)擬定模型所需要的各種基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，并最終將數(shù)據(jù)整理形成分析和解決問題的具體模型。三、實(shí)驗(yàn)/實(shí)訓(xùn)內(nèi)容利用EXCEL/SPSS/LINDO的求解運(yùn)籌學(xué)問題。建模后，需自學(xué)規(guī)劃軟件的對(duì)話框式解法，然后得出答案和敏感性分析報(bào)告。）四、實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)報(bào)告內(nèi)容根據(jù)提出的問題，建立相應(yīng)的模型，運(yùn)用運(yùn)籌學(xué)計(jì)算軟件求解所建立的運(yùn)籌學(xué)模型。五、實(shí)驗(yàn)/實(shí)訓(xùn)要求1、每5-6人為一個(gè)團(tuán)隊(duì)，以團(tuán)隊(duì)為單位選擇以下模塊中的其中一個(gè)模塊進(jìn)行，團(tuán)隊(duì)提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告1份，每個(gè)模塊題目所選團(tuán)隊(duì)不超過4個(gè)（自行交流調(diào)節(jié)）。2、提交的課程設(shè)計(jì)報(bào)告內(nèi)容由以下部分組成：?jiǎn)栴}描述問題分析假設(shè)及符號(hào)說明建立模型軟件求解結(jié)果結(jié)果分析六、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容模塊1：北方某金屬罐鑄造廠生產(chǎn)計(jì)劃的優(yōu)化分析北方某金屬罐鑄造廠歷史悠久，一直是制造各類金屬罐的專業(yè)廠家。其主要產(chǎn)品有4中，遵照廠家的意見，分別用代號(hào)A、B、C、D表示，產(chǎn)品銷售情況良好，市場(chǎng)對(duì)這4種產(chǎn)品的需求量很大，而且預(yù)測(cè)結(jié)果表明，需求還有進(jìn)一步擴(kuò)大的趨勢(shì)，但有些客戶希望能有更多的不同功能的新產(chǎn)品問世，至少對(duì)原產(chǎn)品在現(xiàn)有基礎(chǔ)上加以改進(jìn)以滿足某些特殊需要。這就面臨著進(jìn)一步擴(kuò)大在生產(chǎn)，努力開發(fā)適銷對(duì)路新產(chǎn)品的問題。已經(jīng)做的一些基礎(chǔ)工作是：對(duì)引進(jìn)新的制罐技術(shù)和生產(chǎn)線有關(guān)資料和信息的調(diào)查和整理；對(duì)目前生產(chǎn)計(jì)劃情況的成本核算及分析等等。但對(duì)如何調(diào)整當(dāng)前的生產(chǎn)計(jì)劃？是否下決心引進(jìn)新技術(shù)和生產(chǎn)線？開發(fā)出來的新產(chǎn)品何時(shí)投入批量生產(chǎn)和正式投產(chǎn)最為有利？等一系列問題尚缺乏科學(xué)的、定量的決策依據(jù)。而廠里目前最關(guān)心的是資源問題，主要是各種加工設(shè)備的生產(chǎn)能力情況。關(guān)于生產(chǎn)計(jì)劃的優(yōu)化后分析就是在這樣的背景下提出來的。為了研究這個(gè)問題，首先必需將現(xiàn)有的4種主要產(chǎn)品生產(chǎn)的簡(jiǎn)單過程及生產(chǎn)計(jì)劃的有關(guān)資料熟悉一下。生產(chǎn)主要過程生產(chǎn)A、B、C、D4種金屬罐主要經(jīng)過4個(gè)階段：第1階段是沖壓：金屬板經(jīng)沖壓機(jī)沖壓，制造成金屬罐所需要的零件；第2階段是成形：在該車間里把零件制成符合規(guī)格的形狀；第3階段是裝配：在裝配車間，各種成形的零件按技術(shù)要求焊接在一起成為完整的金屬罐；最后階段是噴漆：裝配好的金屬罐送到噴漆車間被噴上防火的瓷漆裝飾外表。根據(jù)工藝要求及成本核算單位產(chǎn)品所需的加工時(shí)間、利潤(rùn)以及可供使用的總工時(shí)如表1-1所示。表1-1單位產(chǎn)品所需加工時(shí)間、利潤(rùn)及可利用工時(shí)表工序加工時(shí)間產(chǎn)品類型ABCD可利用總工時(shí)（min/天）沖壓1111480成形48252400裝配42552400噴漆64843000單產(chǎn)利潤(rùn)（元）96118該廠僅有一臺(tái)沖壓機(jī)，每天工作8h，共計(jì)480min可供加工用；另有若干個(gè)成形中心、裝配中心、噴漆中心分屬各車間，除承擔(dān)本廠生產(chǎn)任務(wù)外，還承擔(dān)著科研實(shí)驗(yàn)，新產(chǎn)品開發(fā)試制等項(xiàng)工作，因此這些生產(chǎn)中心每天可利用的總計(jì)時(shí)間分別不超過2400min、2000min和3000min。模塊2：石化建設(shè)監(jiān)理公司監(jiān)理工程師配置問題石華建設(shè)監(jiān)理公司（國家甲級(jí)）側(cè)重于國家大中型項(xiàng)目的監(jiān)理，僅在河北省石家莊市就曾同時(shí)監(jiān)理七項(xiàng)工程，總投資均在5000萬元以上，由于工程開工的時(shí)間不同，各工程工期之間相互搭接具有較長(zhǎng)的連續(xù)性。1988年監(jiān)理的工程量與1999年監(jiān)理的工程量大致相同。每項(xiàng)工程安排多少監(jiān)理工程師進(jìn)駐工地，一般是根據(jù)工程的投資、建筑規(guī)模、使用功能、施工的形象進(jìn)度，施工階段來決定的，監(jiān)理工程師的配置數(shù)量隨之變化。由于監(jiān)理工程師從事的專業(yè)不同，他們每個(gè)人承擔(dān)的工作量也是不等的。有的專業(yè)一個(gè)工地需要三人以上，而有的專業(yè)一人則可以兼管三個(gè)以上的工地。因?yàn)閺氖卤O(jiān)理業(yè)的專業(yè)多大幾十個(gè)，僅以高層民用建筑為例就涉及到建筑學(xué)專業(yè)、工民建（結(jié)構(gòu)）專業(yè)、給水排水專業(yè)、采暖通風(fēng)專業(yè)、強(qiáng)電專業(yè)、弱電專業(yè)、自動(dòng)控制專業(yè)、技術(shù)經(jīng)濟(jì)專業(yè)、總圖專業(yè)，合同和信息管理專業(yè)等。這就需要我們合理配置這些人力資源，為了方便計(jì)算，我們把所涉及的專業(yè)技術(shù)人員按總平均人數(shù)來計(jì)算，工程的施工形象進(jìn)度按標(biāo)準(zhǔn)施工期和高峰施工期來劃分。通常標(biāo)準(zhǔn)施工期需求的人數(shù)容易確定，但高峰施工期就比較難確定了，原因有兩點(diǎn)：高峰施工期各工地不是同時(shí)來到，是可以事先預(yù)測(cè)的，在同一個(gè)城市里相距不遠(yuǎn)的工地，就存在著各工地的監(jiān)理工程師如何交錯(cuò)使用的運(yùn)籌問題。各工地總監(jiān)在高峰施工期到來的時(shí)候要向公司要人，如果每個(gè)工地都按高峰施工期配置監(jiān)理工程師的數(shù)量，將造成極大的人力資源浪費(fèi)，這一點(diǎn)應(yīng)該說主要是認(rèn)為因素所造成的。因此，為了達(dá)到高峰施工期監(jiān)理工程師配置數(shù)量最優(yōu)，人員合理地交錯(cuò)使用，控制人為因素，根據(jù)歷年來的經(jīng)驗(yàn)對(duì)高峰施工期的監(jiān)理工程師數(shù)量在合理交錯(cuò)發(fā)揮作用的前提下限定了范圍。另經(jīng)統(tǒng)計(jì)測(cè)算得知，全年平均標(biāo)準(zhǔn)施工期占7個(gè)月，人均年成本4萬元；高峰施工期占5個(gè)月，人均年成本7萬元。標(biāo)準(zhǔn)施工期所需監(jiān)理工程師如表4-23所示工程（工地）1234567所需最少監(jiān)理師人數(shù)5443322另外在高峰施工期各工地所需監(jiān)理工程師的數(shù)量要求如下：第1和第2工地的總?cè)藬?shù)不少于14人；第2和第3工地的總?cè)藬?shù)不少于13人；第3和第4工地的總?cè)藬?shù)不少于11人；第4和第5工地的總?cè)藬?shù)不少于10人；第5和第6工地的總?cè)藬?shù)不少于9人；第6和第7工地的總?cè)藬?shù)不少于7人；第7和第1工地的總?cè)藬?shù)不少于14人。問題：（1）高峰施工期公司最少配置多少個(gè)監(jiān)理工程師？（2）監(jiān)理工程師年耗費(fèi)的總成本是多少？模塊3：水優(yōu)化設(shè)計(jì)某城市自來水的水源地為A、B、C三個(gè)水庫，分別由地下管道把水送往該市所轄甲、乙、丙、丁四個(gè)區(qū)。唯一的例外是C水庫與丁區(qū)沒有地下管道。由于地理位置的差別，各水庫通往各區(qū)的輸水管道經(jīng)過的涵洞、橋梁、加壓站和凈水站等設(shè)備各不相同，因此該公司對(duì)各區(qū)的引水管理費(fèi)（元/千噸）各不相同（見下表）。但是對(duì)各區(qū)自來水的其他管理費(fèi)均為45元/千噸，而且對(duì)各區(qū)用戶都按統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)計(jì)費(fèi)，單價(jià)為90元/千噸。目前水庫將臨枯水期，該公司決策機(jī)構(gòu)正考慮如何分配現(xiàn)有供水量的問題。首先，必須保證居民生活用水和某些重要機(jī)關(guān)、企業(yè)、事業(yè)單位用水的基本需求，各區(qū)的這部分用水量由下表的“最低需求”行表示，但是擁有一個(gè)獨(dú)立水源的丙區(qū)這部分水量可自給自足，無須公司供給。其次，除乙區(qū)外，其他三個(gè)區(qū)都已向公司申請(qǐng)額外再分給如下水量（千噸/天）：甲區(qū)：20；丙區(qū)：30；丁區(qū)要求越多越好，無上限。這部分水量包含于“最高需求”行中。該公司應(yīng)如何分配供水量，才能在保障各區(qū)最低需求的基礎(chǔ)上獲利最多？并按要求分別完成下列分析：（1）水庫B供應(yīng)甲區(qū)的引水管理費(fèi)（元/千噸）在何范圍內(nèi)變化時(shí)最優(yōu)分配方案不變？（2）水庫A的供水量在何范圍內(nèi)變化時(shí)最優(yōu)基不變？（3）乙區(qū)的日供水量為80千噸時(shí)的最優(yōu)分配方案。區(qū)水區(qū)水庫（千/噸）甲乙丙丁供水量（元/千噸）A1613221750B1413191560C192023—50最低需求（千噸/天）3070010最高需求（千噸/天）507030不限模塊四：交通工具問題某人要去A市探親，由于他已領(lǐng)取了個(gè)體經(jīng)營（干鮮水果）的執(zhí)照，因此打算順便販運(yùn)本地產(chǎn)的橘子，香蕉兩種鮮果。橘子，香蕉在本地的購價(jià)分別為每箱4，5元，每箱毛重分別為8，12公斤。由于春節(jié)將臨，因此他考慮兩種販運(yùn)方式：若乘飛機(jī)，能在除夕前趕到，從而能賣高價(jià)，且能保證果品無損；若乘輪船，則在初四趕到，只能賣中高價(jià)格，且因途中果品會(huì)有損傷而使每箱收入減少10%，有關(guān)數(shù)據(jù)如下表所示。另外，他已決定要用相當(dāng)于毛重各為半箱數(shù)量的橘子，香蕉饋贈(zèng)親友，而且途中要攜帶2公斤的生活日用品。問他應(yīng)乘坐哪種交通工具且攜帶兩種果品各多少箱，才能使這次販運(yùn)預(yù)計(jì)盈利最高。販運(yùn)方式單程票價(jià)（元）免費(fèi)攜重（公斤）超重收費(fèi)（元/公斤）限重（公斤）限容（箱數(shù)）A市時(shí)價(jià)（元/箱）橘子香蕉飛機(jī)450101.005052428輪船60300.40100102023模塊五：運(yùn)輸問題企業(yè)與用戶簽訂了設(shè)備交貨合同,已知該企業(yè)各季度的生產(chǎn)能力、每臺(tái)設(shè)備的生