三线性优化作业设计案例

  《三线性优化作业设计案例》
  一、作业设计背景
  三线性优化是线性规划的一种特殊形式,它在实际应用中具有广泛的应用价值。为了让学生更好地理解和掌握三线性优化的基本原理和方法,本作业设计以实际案例为背景,引导学生运用所学知识解决实际问题。
  二、作业设计目标

让学生掌握三线性优化问题的建模方法。
培养学生运用线性规划软件(如Lingo、MATLAB等)求解实际问题的能力。
提高学生分析问题和解决问题的能力。

  三、作业设计内容

问题描述

  某企业生产甲、乙、丙三种产品,每种产品都需要经过A、B、C三个加工过程。以下是各产品在三个加工过程中的单位时间消耗和单位产品利润:



产品
加工过程A(小时)
加工过程B(小时)
加工过程C(小时)
单位产品利润(元)





2
1
3
100



1
2
2
120



3
1
1
150



  企业每周可用的加工时间分别为:A过程20小时,B过程15小时,C过程10小时。问:如何安排生产计划,使得企业每周的总利润最大?

建模与求解

  (1)变量设置
  设甲、乙、丙三种产品的生产数量分别为x、y、z。
  (2)目标函数
  企业每周的总利润为:f(x, y, z) = 100x + 120y + 150z。
  (3)约束条件
  根据加工时间的限制,有以下不等式约束:
  2x + y + 3z ≤ 20(A过程)
x + 2y + z ≤ 15(B过程)
3x + y + z ≤ 10(C过程)
  同时,生产数量不能为负,即:
  x ≥ 0,y ≥ 0,z ≥ 0。
  (4)求解
  将上述模型输入线性规划软件,求解得到最优解。

结果分析

  根据求解结果,分析各产品的最优生产数量,以及企业每周的总利润。

思考题

  (1)如果企业增加A过程的加工时间,会对最优生产计划产生什么影响?
(2)如果企业调整产品利润,如何调整生产计划以实现最大利润?
  四、作业评价标准

建模正确,能够准确描述问题。
求解过程清晰,能够运用线性规划软件求解。
结果分析合理,能够对求解结果进行解释。
思考题回答有深度,能够对问题进行拓展。

  五、作业设计总结
  本作业设计以实际案例为背景,引导学生运用所学知识解决实际问题。通过建模、求解和结果分析,使学生更好地理解和掌握三线性优化的基本原理和方法。同时,通过思考题的设计,激发学生的思维,培养学生的创新能力和实际应用能力。