运筹学实验教学计划

2015-2016学年第二学期运营学实验报告书实验设计主题：生产计划问题队员：刘阳春乔里纳梅贝尔杰班级： 2013班级数学和应用数学两班级专业：数学和应用数学运营学实验教学大纲一、本课程的目的和任务运营计划学是数学和应用数学、物流管理、工程管理等专业的基础课程。 为了提高学生的应用运营方式和计算机软件的独立工作能力，运营学实验教学以“强调建模，结合软件，加强应用”的指导思想为基础，以学生自己的手为中心，利用在运筹学课程中学到的基础理论和基本方法，对一些实际课题进行了示范运用计算机软件解决、验证、评价和编写课程设计报告，强化学生理论知识，提高学生运用知识的能力。二、本课程的实验内容和具体要求1 .对学生能力培养的要求：(1)把握各种运营学模式的共性和特性，把握不同运营学模式的求解程序和计算方法，在实践中正确运用运营学理论和方法解决实际问题(2)在掌握运营计划学软件求解方法的同时，培养学生一定的科研能力和严格的科学态度。2 .实验教学的具体要求：(一)熟悉软件；结合教师示范与实验指导书，熟悉运用运筹学软件解决运筹学问题的方法。(2)选题建模学生在教师指导下应该解决的许多实际问题中提供适当的问题，并进行分析建模。 在建模的基础上，要求学生制作或选择合适的运营学软件工具。 结合具体主题，分析并说明软件求解结果。(三)提交报告；根据需要制作实验报告书。三、实验项目的设置和学时安排本课程实验从学生提供的实际问题中提取适当的问题，用具体的计算机语言编写程序，解决问题，利用常用的运营计划软件如WINQSB、LINGO等验证问题。 本课程的设计分三个阶段：熟悉软件、选择问题建模和提交报告。 具体安排如下：教育的顺序教育内容学时教育方式第一周的中期软件操作介绍6课堂教学得到机会实践得到机会指导第二周选题建模4得到机会指导得到机会实践第三周选题建模4得到机会指导得到机会实践第四周选题建模4得到机会指导得到机会实践合计18四、实验设计内容实验设计主题见附录。实验设计案例软件模块实验组案例1生产计划问题线性规划与整数规划(线性规划)15-20组案例2原料问题线性规划和整数规划(灵敏度分析)15-20组案例3证券网站问题线性规划与整数规划(整数计划)15-20组案例4工程建设问题目标计划15-20组案例5购车问题动态规划15-20组案例6工作人员分配方案研究网络模型15-20组案例7蔬菜篮施工运输问题(分配问题)15-20组五、评价方式和成绩评价标准1 .评价方式：编写实验设计报告2 .实验报告的内容要求：封面(实验设计主题、学生名称、班级、学号、专业)、问题说明、建模分析、编程、结果分析3 .实验报告书编写的基本要求：所有数学公式都用公式编辑器编辑4 .成绩评定：将实验成绩量化计入期末考试成绩。六、推荐教材和主要参考书1 .推荐教材(1) 运筹学教材编写组，运筹学，清华大学出版社，1990(2)熊伟主编，运筹学，机械工业出版社，2009，9，92 .主要参考书(1)朱求长主编，运筹学及其应用，武汉大学出版社，2012(2)赵可培主编，运筹学，上海财经大学出版社，2008(3)韩伯棠主编，管理运筹学，高等教育出版社，2010(四)胡运权主编，运筹学教程，清华大学出版社，2007七、附录案例1某厂排气管厂生产计划优化分析1 .提出问题排气管是发动机的重要部件之一，严重影响发动机的性能。 某发动机厂排气管厂长期以来只生产一种四缸和一种六缸发动机排气管。 由于其产量一直徘徊，投资于大排气管线，一直处于吃不完的状态，导致资源大量浪费，全厂设备运行率不足50%。为了充分发挥工厂的潜力，该厂在工厂部门的协助下积极出击，一方面获得了工厂自主开发的特殊机型的排气管产权，另一方面瞄准国际市场，以价格和质量获得了世界着名汽车公司CUMMINS和FORD的信赖，成为那8种排气管最具竞争力的潜在供应商这8种排气管的首次出口进入国际市场，之后的订单可能倍增，并且，两家大公司逐渐减少其他公司的订单，其他型号的排气管都有可能转移到该厂生产。针对这种情况，该厂组织工程技术人员审查了8种排气管道的产品图纸，进行了技术设计和开发(工艺流程图的制作，PFMEA分析和控制计划的制作)，进行了样品试制，同时对当前的生产能力和成本进行了认真的计算和预测。 如何调整当前的生产计划、增加设备、改造生产线、其他类型的新产品投入生产需要多长时间等一系列问题尚无科学、定量依据。 目前厂房和厂房最关心的资源问题，主要是加工设备的生产能力。 工商管理硕士(MBA )毕业的工厂管理员立即认为，这是如何合理利用有限资源，制定生产计划最大化生产的优化问题，理论上可以通过线性规划方法解决。2 .生产概况和有关资料(一)现场概况；这个工厂是双班制生产的，每班8小时，标准工作日是22天。 现场有员工30人，其中生产工人27人，每月安排员工政治学习和业务培训时间4小时，文明生产等非生产性工作每月平均2小时/人月进行，排气管工废按产量的1%计算，材料废按2%计算。 工厂生产工人的工作时间以44小时/人周(每月4周)来评价。(二)生产情况；该厂排气管生产10道工序，分别用不同的10种机床进行加工，各排气管所占的设备时间如表C-1所示。 各种排气管的成本结构见表C-2。 目前市场不景气，排气管生产前工序铸造厂生产能力丰富，资金到达该厂可准时供应，品种保证。 出口排气管道外商资金可及时到达，且可支付50%以上预付款，但对某些产品提出了特殊要求。 即，第一种、第七种排气管月收入不低于10000，第三种不低于5000/月，第六种排气管的产量不低于60000/月，第二种和第四种排气管成对使用，但由于在第二种排气管的使用中消耗，每月不得多生产3000根因此，原材料来源和资金短缺是增加生产的制约因素。 制约该厂排气管产量的主要是设备计划外停产和基本生产工人的工时，即设备和人力资源。 根据以往的经验，各设备的加工能力如表C-3所示。表C-1 8种排气管设备的消耗时间(单位：台时/1000件)产品设备123456781 .平面铣床44.54.85.85.24.04.65.62 .睡在铣床上3.94.54.35.04.94.45.14.83 .组合钻头5.95.85.76.36.56.06.66.44 .单面铣床3.53.03.74.03.83.04.13.45 .塔巴床5.86.25.76.46.36.06.56.26 .精铣床5.55.74.76.05.95.26.25.67 .扩孔钻床3.93.84.04.13.73.54.13.68 .摇臂钻床4.14.04.04.34.23.84.34.39 .去毛刺机2.52.92.73.03.02.53.12.810 .清洗机2.82.92.13.23.02.53.23.0合计41.943.341.748.146.540.947.845.7表C-2 8种排气管成本构成表(单位：元/根)产品项目12345678空白价格981049411210697104102辅助材料的消费22222222动能消耗1010101010101010工具等的消耗10131214158911管理费用1.4551.0991.211.441.1881.22651.3081.56税151614.81716.514.515.615.5售价150160.1149172166145.6157.8155.8利润(元)13.54514.00114.9915.5615.31212.873515.89213.74注：表中的销售价格为含税价格。表C-3设备加工能力一览表设备台数(台)标准工作日(日/月)标准工作日长度(小时/天)台都是保养时间(小时/月)每月可用工时实际工作时间(99% )1 .平面铣床422164139213782 .睡在铣床上422162140013863 .组合钻床622165208220614 .单面铣床2221627006935 .塔巴床622164208820676 .精铣床422163139613827 .扩孔钻床422168137613628 .摇臂钻床422166138413709 .去毛刺机22216270069310 .清洗机222162700693根据以上资料，请完成以下三和四项工作。3 .制定利润最大的生产计划(1)建立线性规划数学模型；(通过Lingo软件求解(三)写各种产品的月产量和月总利润；四.结果分析(1)分析各种资源的利用情况，根据线性规划得到的结果，如何重新调整资源。(2)利用影子价格分析各种资源对利润的贡献，分析影响利润增长的重要设备。(3)企业已经订购时，各种排气管的需求量为15000、5000、5000、3000、15000、60000、10000、60000 (根)。 通常在一个月内能否完成任务，如果不能完成任务，则假定哪些资源需要加班，加班不需要额外的成本。(4)分析现有资源和生产能力，对排气管道工厂总体规划提出意见和建议。案例2原料问题某饲料公司生产鸡混合饲料，每公斤饲料所需营养品质的要求如表C-4所示。表C-4饲料每公斤营养质量要求营养成分肉鸡国家标准肉用种鸡公司标准下蛋鸡的标准代谢率2.72.8 Mcal/kg2.7 Mcal/kg2.65 Mcal/kg粗蛋白质135145 g/kg135145 g/kg151克/公斤粗纤维50克/公斤45克/公斤25克/公斤赖氨酸5.6克/公斤5.6克/公斤6.8克/公斤蛋氨酸2.5克/公斤2.6克/公斤6克/公斤钙离子2340 g/kg30克/公斤33克/公斤有机磷化合物4.66.5 g/kg5克/公斤3克/公斤食盐3.7克/公斤3.7克/公斤3克/公斤公司预定使用的原料有玉米、小麦、麸子、米糠、豆饼、菜饼、鱼粉、叶粉、DL-蛋氨酸、骨粉、碳酸钙、食盐等12种。 各原料营养成分的含量和价格如表C-5所示。表C-5原料营养成分含量和价格顺序号令原料单价元/公斤代谢率Mcal/kg粗蛋白质g/kg粗纤维g/kg赖氨酸g/kg蛋氨酸g/kg钙离子g/kg有机磷化合物g/kg食盐g/kg1玉米0.683.3578162.31.20.70.32小麦0.723.08114223.41.70.60.343隔扇0.231.78142956.02.30.3104米糠0.222.10117726.52.71.0135豆饼0.372.404024924.15.13.256菜饼0.321.623601138.17.15.38.47鱼粉1.542.8045029.111.863278叶粉0.381.6117010810.