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1、Excel在經(jīng)濟(jì)管理中的應(yīng)用第五講運(yùn)輸問題與指派問題§5.1運(yùn)輸問題(transportationproblem)一、什么是運(yùn)輸問題二、運(yùn)輸問題的分類三、供需均衡運(yùn)輸問題的建模與求解四、供需非均衡運(yùn)輸問題的建模與求解五、運(yùn)輸問題的應(yīng)用一、什么是運(yùn)輸問題在經(jīng)濟(jì)建設(shè)中,經(jīng)常碰到大宗物資調(diào)運(yùn)問題,如煤、鋼鐵、木材、糧食等等物資。在全國(guó)有若干生產(chǎn)基地,根據(jù)已有的交通網(wǎng),應(yīng)如何制定調(diào)運(yùn)方案,將這些物資運(yùn)到各消費(fèi)地點(diǎn),而總費(fèi)用最小。例:設(shè)有三個(gè)化肥廠供應(yīng)四個(gè)地區(qū)的農(nóng)用化肥,假定等量的化肥在這些地區(qū)使用效果相同。各化肥廠年產(chǎn)量,各地區(qū)年需要量及從各化
2、肥廠到各地區(qū)運(yùn)送單位化肥的運(yùn)價(jià)如表所示,試求出總的運(yùn)費(fèi)最節(jié)省的化肥調(diào)撥方案。需求地區(qū)化肥廠地區(qū)1地區(qū)2地區(qū)3地區(qū)4產(chǎn)量(萬噸)廠11613221750廠21413191560廠31920231050需求量(萬噸)50703010運(yùn)價(jià):萬元/萬噸1.供應(yīng)節(jié)點(diǎn):運(yùn)輸?shù)钠瘘c(diǎn),像生產(chǎn)廠商,提供的產(chǎn)品數(shù)量是有限的。2.需求節(jié)點(diǎn):運(yùn)輸?shù)慕K點(diǎn)或目的地,像銷售地點(diǎn)或用戶所在地,需求量是一個(gè)特定的值。3.假設(shè):產(chǎn)品不能從一個(gè)供應(yīng)節(jié)點(diǎn)運(yùn)輸?shù)搅硪粋€(gè)供應(yīng)節(jié)點(diǎn),也不能從一個(gè)需求節(jié)點(diǎn)運(yùn)輸?shù)搅硪粋€(gè)需求節(jié)點(diǎn),只能從供應(yīng)節(jié)點(diǎn)運(yùn)至需求節(jié)點(diǎn)。4.運(yùn)輸問題:在滿足供應(yīng)節(jié)點(diǎn)的供
3、應(yīng)量約束和需求節(jié)點(diǎn)的需求量約束的條件下,為了使運(yùn)輸成本最低,如何安排運(yùn)輸。二、運(yùn)輸問題的分類1、供需均衡的運(yùn)輸問題所有供應(yīng)點(diǎn)的供應(yīng)量之和等于所有需求點(diǎn)的需求量之和的運(yùn)輸問題。2、供需非均衡的運(yùn)輸問題所有供應(yīng)點(diǎn)的供應(yīng)量之和不等于所有需求點(diǎn)的需求量之和的運(yùn)輸問題。需求地區(qū)化肥廠地區(qū)1地區(qū)2地區(qū)3地區(qū)4產(chǎn)量(萬噸)廠11613221750廠21413191560廠31920231050需求量(萬噸)50703010運(yùn)價(jià):萬元/萬噸需求地區(qū)化肥廠地區(qū)1地區(qū)2地區(qū)3地區(qū)4產(chǎn)量(萬噸)廠11613221750廠21413191580廠3192023
4、1050需求量(萬噸)50703010運(yùn)價(jià):萬元/萬噸需求地區(qū)化肥廠地區(qū)1地區(qū)2地區(qū)3地區(qū)4產(chǎn)量(萬噸)廠11613221750廠21413191560廠31920231050需求量(萬噸)60703010運(yùn)價(jià):萬元/萬噸三、供需均衡運(yùn)輸問題的建模與求解已知有m個(gè)生產(chǎn)地點(diǎn)Ai,i=1,2,…,m,可供應(yīng)某種物資,其供應(yīng)量分別是ai,i=1,2,…,m,有n個(gè)銷地Bj,j=1,2,…,n,其需要量分別為bj,j=1,2,…,n,從Ai到Bj運(yùn)輸單位物資的運(yùn)費(fèi)為cij(單價(jià)),可用一個(gè)表格來表示出來。銷地產(chǎn)地B1B2…Bn產(chǎn)量A1A2…Am
5、c11c12…c1nc21c22…c2n…………cm1cm2…cmna1a2…am銷量b1b2…bn成本表對(duì)于產(chǎn)銷平衡的運(yùn)輸問題,有下面的關(guān)系式:nm∑bj=∑aij=1i=1銷地產(chǎn)地B1B2…Bn產(chǎn)量A1A2…Amx11x12…x1nx21x22…x2n…………xm1xm2…xmna1a2…am銷量b1b2…bn運(yùn)量分配表用xij表示從Ai到Bj的運(yùn)量,在產(chǎn)銷平衡的條件下,要求得總運(yùn)費(fèi)最小的調(diào)運(yùn)方案,可求解以下數(shù)學(xué)模型:mnMinz=∑∑cijxiji=1j=1s.t.m∑xij=bj,j=1,2,…,ni=1n∑xij=ai,i=1
6、,2,…,mj=1xij≥0在這個(gè)數(shù)學(xué)模型中,包含有m×n個(gè)變量,有(m+n)個(gè)約束方程,約束條件中變量的系數(shù)比較特殊,不是1就是0。例5.2.1海華設(shè)備廠均衡運(yùn)輸問題海華設(shè)備廠下設(shè)三個(gè)位于不同地點(diǎn)的分廠A、B、C,該三個(gè)分廠生產(chǎn)同一種設(shè)備,設(shè)每月的生產(chǎn)能力分別為20臺(tái)、30臺(tái)和40臺(tái)。海華設(shè)備廠有四個(gè)固定用戶,該四個(gè)用戶下月的設(shè)備需求量分別為20臺(tái)、15臺(tái)、23臺(tái)和32臺(tái)。設(shè)各分廠的生產(chǎn)成本相同,從各分廠至各用戶的單位設(shè)備運(yùn)輸成本如表4.2.1所示,表5.2.1海華設(shè)備廠運(yùn)輸成本表分廠名稱運(yùn)輸成本(元/臺(tái))月生產(chǎn)能力(臺(tái))用戶1用戶2
7、用戶3用戶4分廠A7040806020分廠B701001105030分廠C80701304040下月設(shè)備需求量(臺(tái))2015233290而且各分廠本月末的設(shè)備庫存量為零。問該廠應(yīng)如何安排下月的生產(chǎn)與運(yùn)輸,才能在滿足四個(gè)用戶需求的前提下,使總運(yùn)輸成本最低。解:可用一個(gè)網(wǎng)絡(luò)圖來描述ABC432170408060701001105080701304020304020152332總供應(yīng)量=20+30+40=90(臺(tái)),總需求量=20+15+23+32=90(臺(tái)),供應(yīng)量之和等于需求量之和,供需均衡。決策變量是下月各分廠為各用戶生產(chǎn)與運(yùn)輸?shù)脑O(shè)備數(shù)
8、量??稍O(shè):分廠A下月為四個(gè)用戶生產(chǎn)和運(yùn)輸?shù)脑O(shè)備數(shù)量分別為A1,A2,A3,A4(臺(tái));分廠B下月為四個(gè)用戶生產(chǎn)和運(yùn)輸?shù)脑O(shè)備數(shù)量分別為B1,B2,B3,B4(臺(tái));分廠C下月為四個(gè)用戶生產(chǎn)和運(yùn)輸?shù)脑O(shè)備數(shù)量分別