原料配比問題
表 壹
原 料 藥物
甲 乙 丙 丁
A 1 1 1 1
B 5 4 6 5
C 2 1 1 2
某藥廠生產A、B、C三種藥物,可供選擇的原料有甲、乙、丙、丁四種,成本分別是每公斤5元、6元、7元、8元。每公斤不同原料所能提供的各種藥物如表壹所示。藥廠要求每天生產A藥品恰好100克、B藥品至少530克、C藥品不超過160克。要求選配各種原料的數量,即滿足生產的需要,又使總成本最少。
求解方法:
(1)建立簡單的數學模型。根據題意,設X1、X2、X3、X4分別表示甲、乙、丙、丁原料的用量,易得到如下線性規劃:
目標函數: Min Z=5X1+6X2+7X3+8X4
約束條件: X1+X2+X3+X4=100
5X1+4X2+5X3+6X4≥530
2X1+X2+X3+2X4≤160
X1≥0,X2≥0,X3≥0
(2)將該線性規劃問題的數學模型按表二樣式輸入Excel中,在表二中,有關單元格所含公式如下:
單元格 公 式
C5 =D3*D5+E3*E5+F3*F5+G3*G5
C6 =D3*D6+E3*E6+F3*F6+G3*G6
C7 =D3*D7+E3*E7+F3*F7+G3*G7
C8 =D2*D3+E2*E3+F2*F3+G2*G3
(3)選擇“工具”菜單中“加載宏”選項,在安裝提示下裝入“規劃求解”(註意要插入安裝盤)。也可以把安裝盤中“Pfiles\Office\Library”下的Solver文件夾及其目錄下的Solver.xla、Solvr32.dll復制到Office安裝目錄“Office\Library”下,然後加載即可。
(4)在“工具”菜單中選擇“規劃求解”,然後在彈出的“規劃求解參數”對話框中通過點擊C8單元格使“目標單元格”出現$C$8的絕對引址,並根據本題題意在其後的小框框內選擇“最小值”。在“可變單元格”中通過從表格中選擇D3:G3區域,使之在文本框內出現$D$3:$G$3。在“約束條件”處按“增加”,然後在出現的“增加約束”對話框中的“單元格引用位置”處通過點擊C5單元格使之出現$C$5,在後面的框框內選“=”,“約束值”編輯為$B$5。類似地,第二、三、四個約束條件分別編輯為“$C$6≥$B$6”,“$C$7≤$B$7”,“$D$3:$G$3≥0”. 按“確定”退出。
(5)按“求解”按鈕,在彈出的“規劃求解結果”對話框內可根據需要生成運算結果、敏感性分析和限制範圍的報告,然後按“確定”對模型進行求解。
(6)如發現數字解為小數,可按需要該為用整數表示,方法如下:
① 按住Ctrl鍵,分別選定需改為用整數表示的單元格D3、E3、F3、G3、C8。
② 選取“格式”、“單元格… …”、“數字”、“科學計數”。
③ 在“小數位數”中選定“0”格式。按“確定”退出。
(7)根據以上步驟,可得到本模型的計算結果如表三所示。從表三可以看出,當甲30公斤、丙40公斤、丁30>公斤而乙為0時,成本達到最小,最小成本為670元。
表 二 A B C D E F G
1 甲 乙 丙 丁
2 數
量 5 6 7 8
3 單
價 1 1 1 1
4 約
束
條
件 最
適
結
果
5 a 100 1 1 1 1
6 b 530 5 4 5 6
7 c 160 2 1 1 2
8 總成本
表 三
A B C D E F G
甲 乙 丙 丁
2 數
量 5 6 7 8
3 單
價 1 1 1 1
4 約
束
條
件 最
適
結
果
5 a 100 100 1 1 1 1
6 b 530 530 5 4 5 6
7 c 160 160 2 1 1 2
8 總成本 670
用Excel的規劃求解工具線性規劃問題,簡單易行,很容易掌握。其規律及技巧可歸納為:在實際的求解過程中,只需確定目標函數單元格及“可變單元格”區域位置兩處單元格位置,然後正確地輸入約束條件和確定所求的目標是最大還是最小即可求得正確結果。
利用Excel提供的規劃求解法可以解運籌學中的許多問題,譬如線性規劃、指派問題、運輸問題、機器分配問題、人事安排… …等,只要是對生產、制造、投資、財務、工程等求最大利潤、最小成本等問題,就基本上可以用規劃求解法快速得到答案。