关于机械加工生产计划问题Word下载.doc
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0.30
0.20
立钻
0.10
2.00
0.6
水平钻
0.80
0.60
镗床
0.05
0.03
0.07
0.08
刨床
0.01
从一月份至六月份，每个月中需要检修的设备是（在检修的月份，被检修的设备全月不能用于生产）：
表2设备检修计划
月份
计划检修设备及台数
一月
一台磨床
四月
一台立式钻床
二月
二台立式钻床
五月
一台磨床和一台立式钻床
三月
一台镗床
六月
一台刨床和一台水平钻床
每个月的各种产品的市场销售量的上限是：
表3产品的市场销售量上限（件/月）
一月
500
1000
300
800
200
100
二月
600
400
150
三月
1100
60
每种产品的最大库存量为100件，库存费用为每件每月0.5元，在一月初，所有产品都没有库存；
而要求在六月底，每种产品都有50件库存。
工厂每天开两班，每班8小时，为简单起见，假定每月都工作24天。
其中，生产过程中，各种工序没有先后次序的要求。
问题1:
制定六个月的生产、库存、销售计划,使六个月的总利润最大。
问题2:
在不改变以上计划的前提下,哪几个月中哪些产品的销售上限可以提高以达到增加利润的目的。
销售量上限提高的幅度是多大?
问题3:
哪些设备的能力应该增加?
请列出购置新设备的优先顺序。
问题4:
是否可以通过调整现有的设备检修计划来提高利润?
提出一个新的设
备检修计划,使原来计划检修的设备在这半年中都得到检修而使利润尽可能增加。
问题5:
对上述生产计划问题。
构造一个最优设备检修计划模型,使在这半年中各设备的检修台数满足题中的要求而使利润为最大。
二、问题的分析与假设
问题分析：
设第i种产品第j月的生产量为；
第i种产品第j月的库存为。
其中i=1,2…7;
j=1,2…6
设为第j种产品单位产品的利润，则=（10.00,6.00,3.00,4.00,1.00,9.00,3.00）;
将该厂的设备按磨床，立式钻床，水平钻床，镗床，刨床这种顺序依次排列，则第k种设备加工第i种产品需要的工作时间（小时/件）为，为一个5×
7的矩阵：
=。
由于从一月份到六月份中每个月都有需要检修的设备，而且在检修的月份，被检修的设备全月不能用于生产，根据设备的检修计划表，再结合该机械加工厂中各种设备的台数，得出第k种设备在第j个月中可以使用台数的矩阵，其中为一个5×
6的矩阵：
由于在每个月中每种产品都有市场销售量上限，根据产品市场销量上限可得出第i种产品第j月份的市场销售上限矩阵，其中为一个7×
1.每种产品的最大库存量为100件，并且在6月底每种产品都有50件库存，所以可以得到库存的约束条件：
100
（1）
=50
（2）
2.每个月每种产品都有市场销售上限，根据产品生产数量与产品库存量之间的关系，可以得出：
a．一月份：
因为所有产品在月初都没有库存，所以在一月份每种产品的销售量等于该产品的生产量减去该产品的库存量；
而且销售量不大于该月的销售上限，即
， （i=1，2…7）（3）
b．二月份到六月份：
由于产品在上个月有库存量的关系，所以，这五个月中每个月产品的销售量等于该月每种产品的生产量加上上个月的该产品的库存量再减去当月该产品库存量，并且产品的销售量不大于其当月的销售上限，即
，（i=2，3…7;
j=1,2…6）。
（4）
3.该机械加工厂每天开两班，每班8小时，据题假定每月工作24天，则每个月功设备加工产品的工作时间为24×
2×
8=384小时，得到第k种设备在第j个月中最大加工产品时间为384，所以是时间的限制为Tkj
;
（5）
问题假设：
1、成本不会因为设备修检而发生改变；
2、产品的生产不会受修检方案的影响；
3、产品的生产、库存、销售均为整数；
4、生产过程中，各种工序没有先后次序的要求；
三、符号表示
1、：
第i种产品的单位产品利润；
2、:
第i种产品在第j个月的生产量；
3、：
第i种产品在第j个月的库存；
4、:
第i种产品在第j个月的市场销售上限；
5、:
第k台机器在第j个月内能使用的台数；
6、:
第k台机器生产第i种产品所用的时间。
四、模型的建立与求解
问题１ 制定六个月的生产、库存、销售计划，使六个月的总利润最大。
通过上面的问题分析，建立线性规划模型:
目标函数为六个月的总利润Y：
Y=
约束条件为：
100；
=50；
；
其中i=1，2…7；
;
其中，，均为整数；
利用lingo软件求解，程序如下：
model:
!
机械产品生产计划
SETS:
months/mon1..mon6/;
products/pro1..pro7/:
P;
machines/ma1..ma5/;
links（products,months）:
X,R,SC;
number（machines,months）:
N;
links1（machines,products）:
T;
ENDSETS
目标函数;
max=@sum（products（i）:
（@sum（months（j）:
X（i,j））-50）*P（i））-@sum（links（i,j）:
R（i,j）*0.5）;
销量;
@for（links（i,j）|j#EQ#1:
X（i,1）-R（i,1）<
=SC（i,1））;
@for（links（i,j）|j#GT#1:
X（i,j）+R（i,j-1）-R（i,j）<
=SC（i,j））;
库存;
@for（links（i,j）:
R（i,j）<
=100）;
@for（links（i,j）|j#EQ#6:
R（i,6）=50）;
时间;
@for（number（k,j）:
@sum（products（i）:
T（k,i）*X（i,j））<
=（N（k,j）*384））;
DATA:
P=10634193;
SC=5006003002000500
1000500600300100500
3002000400500100
30000500100300
80040050020010001100
2003004000300500
100150100100060;
T=0.50,0.70,0.00,0.00,0.30,0.20,0.50
0.10,2.00,0.00,0.30,0.00,0.60,0.00
0.20,6.00,0.80,0.00,0.00,0.00,0.60
0.05,0.03,0.00,0.07,0.10,0.00,0.08
0.00,0.00,0.01,0.00,0.05,0.00,0.05;
N=344434
202112
333332
110111
111110;
ENDDATA
整数约束;
@gin（X（i,j）））;
@gin（R（i,j）））;
@for（number（i,j）:
@gin（N（i,j）））;
End
程序运行结果见附录，对运行结果的分析得到结果为：
目标函数值（即六个月的最大利润值[单位:
元]）为41464.00；
根据结果制订了如下表所示的生产，库存，销售计划：
表4
一月份
二月份
三月份
四月份
五月份
六月份
产品１
生产量
600.00
200.00
550.00
库存量
100.00
50.00
销售量
500.00
产品2
122.00
107.00
102.00
109.00
61.00
产品3
300.00
400.00
产品4
350.00
50.000
产品5
800.00
1100.00
1000.00
产品6
450.00
250.00
产品7
150.00
问题2在不改变以上计划的前提下，哪几个月中哪些产品的销售量上限可以提高以达到增加利润的目的。
销售量上限提高的幅度是多大？
因为以上规划都是在整数条件下，而我们无法在lingo中做灵敏度分析，所以我们在模型一的基础上删去整数约束条件进而用灵敏度分析来解决此问题。
此时得到的最大利润为41468.0，与原来的最大利润相差为4，远远小于其最大利润，可以近似认为相等。
因此，下面我们将在lingo中进行灵敏度分析，只要选择LINGO|Range就能得出关于系数变化范围的数据如附录2
我们可以从灵敏性分析的数据中得出，在何种范围内变化可以保证最优解不变，从而达到利润的最大。
下面截取对销售量上限的变化范围的灵敏性分析数据如下
RighthandSideRanges
RowCurrentAllowableAllowable
RHSIncreaseDecrease
2500.0000873.9860600.0000
31000.000INFINITY878.0000
4300.0000915.0000300.0000
5300.0000646.6667300.0000
6800.00001388.667800.0000
7200.0000323.3333300.0000
8100.0000968.8372100.0000
9600.0000INFINITY500.0000
10300.0000INFINITY300.0000
11200.00002140.000200.0000
120.060.000000.0
13550.00001760.000550.0000
14500.0000INFINITY500.0000
15600.0000INFINITY600.0000
16300.0000INFINITY193.0000
17100.00002.00000098.00000
18550.0000INFINITY438.3333
19200.00001052.500200.0000
200.01440.0000.0
21400.0000112.5000400.0000
22500.000015.00000112.5000
23150.0000INFINITY50.00000
240.0100.00000.0
250.0100.00000.0
26500.0000713.3333100.0000
27100.0000100.0000100.0000
28350.0000195.5556350.0000
29400.00003140.000500.0000
30500.0000INFINITY400.0000
31200.00003077.900200.0000
321000.0002168.6671100.000
331150.000INFINITY1050.000
34300.0000INFINITY200.0000
35400.0000830.0000450.0000
360.050.0000050.00000
37300.000050.0000050.00000
38550.000097.77778550.0000
39150.00001403.333250.0000
40100.0000INFINITY0.0
41100.0000150.0000100.0000
420.020.00000100.0000
43110.0000INFINITY10.00000
由以上数据可知：
在不改变六个月的生产、库存的计划的前提下，产品的市场销售量上限可以提高的幅度从AllowableIncrease一列中得出，如：
第四个月的第三种产品的销售上限可由原来的400再提高112，销售上限变为512。
在增幅中出现的数值向零取整，如：
第六个月第六种产品销售上限增幅为97.77778向零取整后变为97。
我们可以从这些数据总结出每种产品每个月价格可以提高的最大的幅度表（单位为：
元）如下：
生产
873
∞
915
646
1388
323
968
1052
3140
1403
1440
830
2140
112
713
3077
50
15
2168
20
1760
195
97
表5
问题3、哪些设备的能力应该增加？
请列出购置新设备的优先顺序。
设备能力问题可以转化为每种设备在相同时间所得到的总利润大小问题，即把问题转化为设备工作时间松弛量分析问题。
通过分析得出，各个设备在增加一个小时的工时内所得到的总利润为六个月内产生的利润之和。
（所有数值均近似取整）
截取的程序运行结果如下：
RowSlackorSurplusDualPrice
93416.60000.000000
941261.0000.000000
951446.0000.000000
961251.1000.000000
97650.60000.000000
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