运筹学案例集.docx
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运筹学案例集
运筹学案例集
运筹学案例集
常州宝菱重工机械有限公司孔念荣收集整理
运筹学的一些典型性应用
•合理利用材料问题：
如何在保证生产的条件下，下料最少
•配料问题：
在原料供应量的限制下，如何获取最大收益
•投资问题：
从投资项目中选取最佳组合，使投资回报最大
•产品生产计划：
合理利用人力、物力、财力等，使获利最大
•劳动力安排：
用最少的劳动力来满足工作的需要
•运输问题：
如何制定最佳调运方案，使总运费最少
一、生产计划问题
案例1（2-4）、某工厂用A、B、C、D四种原料生产甲、乙两种产品，生产甲和乙所需各种原料的数量以及在一个计划期内各种原料的现有数量见下表所示。
又已知每单位产品甲、乙的售价分别为400元和600元，问应如何安排生产才能获得最大收益？
产品
所需原料
A
B
C
D
甲
乙
4
4
4
2
8
0
2
4
现有原料
数量
28
20
32
24
案例2（2-6）、某工厂在计划期内要安排Ⅰ、Ⅱ两种产品的生产，已知生产单位产品所需的设备台时及A、B两种原材料的消耗、资源的限制，如下表：
问题：
工厂应分别生产多少单位Ⅰ、Ⅱ产品才能使工厂获利最多？
案例3（2-25）、某公司面临一个是外包协作还是自行生产的问题。
该公司生产甲、乙、丙三种产品，都需要经过铸造、机加工和装配三个车间。
甲、乙两种产品的铸件可以外包协作，亦可以自行生产，但产品丙必须本厂铸造才能保证质量，数据如下表所示。
问题：
公司为了获得最大利润，甲、乙、丙三种产品各生产多少件？
甲、乙两种产品的铸造中，由本公司铸造和由外包协作各应多少件？
案例4（2-28）、永久机械厂生产Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三种产品，均要经过A、B两道工序加工。
设有两种规格的设备A1、A2能完成A工序；有三种规格的设备B1、B2、B3能完成B工序。
Ⅰ可在A、B的任何规格的设备上加工；Ⅱ可在任意规格的A设备上加工，但对B工序，只能在B1设备上加工；Ⅲ只能在A2与B2设备
上加工，数据如下表所示。
问题：
为使该厂获得最大利润，应如何制定产品加工方案？
案例5、某造纸厂用原材料白坯纸生产原稿纸、笔记本和练习本三种产品。
该厂现有工人100人，每月白坯纸供应量为3万公斤。
已知工人的劳动生产率为：
每人每月生产原稿纸30捆，或生产日记本30打，或练习本30箱。
而原材料的消耗为：
每捆原稿纸用白坯纸10/3公斤，每打笔记本用白坯纸40/3公斤，每箱练习本用白坯纸80/3公斤。
生产一捆原稿纸可获利2元，生产一打笔记本可获利3元，生产一箱练习本可获利1元。
问题：
（1）试确定在现有生产条件下的最优生产方案。
（2）如白坯纸的供应量不变，当工人数不足时可招收临时工，临时工的工资支出为每人每月40元，问：
要不要招收临时工？
案例6（6-18）、某厂按合同规定须于当年每个季度末分别提供10、15、25、20台同一规格的柴油机。
已知该厂各季度的生产能力及生产每台柴油机的成本如下表。
如果生产出来的柴油机当季不交货，每台每积压一个季度需储存、维护等费用0.15万元。
问题：
试求在完成合同的情况下，使该厂全年生产总费用为最小的决策方案。
二、套材下料问题
案例7（2-15）、某钢筋车间制作一批钢筋（直径相同），长度为3米的100根，长度为4米的60根。
已知所用的下料钢筋长度为10米，问怎样下料最省？
共需多少根钢筋？
案例8（2-18）、某工厂要做100套钢架，每套用长为2.9m、2.1m、1.5m的圆钢各一根。
已知原料每根长7.4m，问：
应如何下料，可使所用原料最省？
共需多少根原料？
案例9（2-21）、现要用100×50厘米的板料裁剪出规格分别为40×40厘米与50×20厘米的零件，前者需要25件，后者需要30件。
问如何裁剪，才能最省料？
共需多少板料？
三、人力资源分配问题
案例10、生产轮班人员的双向选择问题
金伦化工（镇江）有限公司为提高工作效率和增强团队的凝聚力，对28名生产操作人员进行重新分组，拟分成4组，每组7人，由1名组长和6名普通员工组成，28名生产操作人员中已有4名员工被上级任命为4个组的组长。
为在24名普通员工和4位组长之间进行最有效的分组，以实现总体满意度值最高，采取了如下的评价办法。
首先，发放调查问卷，由24名普通员工对4位组长进行打分（具体打分方法和流程不在这里进行表述），评价结果如下表所示（得分越低表示满意度越高，反之亦然）：
组长
普通员工
1
2
3
4
1
1
7
19
13
2
1
7
19
13
3
1
7
19
13
4
1
7
13
19
5
7
13
1
19
6
19
1
13
7
7
19
1
13
7
8
7
1
13
19
9
1
7
13
19
10
1
7
13
19
11
13
19
1
7
12
19
7
1
13
13
19
13
1
7
14
13
19
1
7
15
1
13
7
19
16
19
7
1
13
17
1
7
19
13
18
7
19
13
1
19
7
19
13
1
20
13
1
7
19
21
19
7
13
1
22
19
7
13
1
23
1
7
13
19
24
19
7
13
1
然后，由4位组长对24名普通员工进行选择排序（具体方法和流程不在这里进行表述），评价结果如下表所示（得分越低表示满意度越高，反之亦然）：
组长
普通员工
1
2
3
4
1
1
4
5
6
2
6
5
20
12
3
2
1
11
8
4
18
24
19
24
5
17
20
4
14
6
14
2
7
10
7
8
3
10
18
8
11
18
22
19
9
3
7
15
13
10
16
6
12
11
11
12
10
1
7
12
22
15
14
20
13
21
17
9
17
14
7
19
17
16
15
4
11
2
9
16
15
14
13
15
17
13
12
8
2
18
9
13
3
1
19
20
16
18
3
20
23
21
21
22
21
19
8
6
4
22
10
9
16
5
23
5
22
23
23
24
24
23
24
21
经过综合评价，24名普通员工与4位组长之间的相互满意度值如下表所示（得分越低表示满意度值越高）：
组长
普通员工
1
2
3
4
1
2
11
24
19
2
7
12
39
25
3
3
8
30
21
4
19
31
32
43
5
24
33
5
33
6
33
3
20
17
7
27
4
23
25
8
18
19
35
38
9
4
14
28
32
10
17
13
25
30
11
25
29
2
14
12
41
22
15
33
13
40
30
10
24
14
20
38
18
23
15
5
24
9
28
16
34
21
14
28
17
14
19
27
15
18
16
32
16
2
19
27
35
31
4
20
36
22
28
41
21
38
15
19
5
22
29
16
29
6
23
6
29
36
42
24
43
30
37
22
问题：
试求总体满意度值最高的分组方案。
案例11（2-9）、某昼夜服务的公交线路每天各时间段内所需司机和乘务人员数如下表所示：
设司机和乘务人员分别在值班开始时报到，并连续工作八小时，
问题：
该公交线路怎样安排司机和乘务人员，既能满足工作需要，又配备数量最少司机和乘务人员?
案例12（2-11）、某工厂车间共50人，其中男的为30人，女的为20人，每人每天的工作效率如下表所示，在植树节当天，如何合理安排人员，使得种活的树的数量最多？
工种
性别
挖坑
栽树
浇水
男
20个/人
30棵/人
25株/人
女
10个/人
20棵/人
15株/人
案例13（2-13）、一家中型的百货商场，它对售货员的需求经过统计分析如下表所示。
为了保证售货员充分休息，售货员每周工作5天，休息两天，并要求休息的两天是连续的。
问题：
应该如何安排售货员的作息时间，既满足工作需要，又使配备的售货员的人数最少？
案例14（7-15）、有一份中文说明书，需译成英、日、德、俄四种文字，分别记作A、B、C、D。
现在甲、乙、丙、丁四人，将中文说明书翻译成不同语种的说明书，每人做各项工作所所需支付的费用如下表所示。
问题：
应如何指派工作，才能使总的费用为最少。
四、配料问题
案例15（2-31）、某工厂要用三种原料1、2、3混合调配出三种不同规格的产品甲、乙、丙，数据如下表所示。
问题：
该厂应如何安排生产，使利润收入为最大？
案例16（2-36）、营养配餐问题。
假定一个成年人每天需要从食物中获取3000卡路里热量，55克蛋白质和800毫克钙。
如果市场上只有四种食品可供选择，它们每千克所含热量和营养成份以及市场价格如下表所示。
问题：
如何选择才能使在满足营养的前提下使购买食品的总费用最小？
序号
食品名称
热量（卡路里）
蛋白质（克）
钙（mg）
价格（元）
1
猪肉
1000
50
400
18
2
鸡蛋
800
60
200
8
3
大米
900
20
300
5
4
白菜
200
10
500
2
案例17（2-42）、养海狸鼠饲料中营养要求：
VA每天至少700克，VB每天至少30克，VC每天刚好200克。
现有五种饲料，搭配使用，饲料成分如下表。
问题：
如何实现即满足营养要求，又使用成本最低？
饲料
Va
Vb
Vc
价格：
元/KG
I
II
III
IV
V
3
2
1
6
18
1
0.5
0.2
2
0.5
0.5
1
0.2
2
0.8
2
7
4
9
5
营养要求
700
30
200
五、投资问题
案例18（2-43）、设有下面四个投资的机会：
甲：
在三年内，投资人应在每年的年初投资，每年每元投资可获利息0.2元，每年取息后可重新将本息投入生息。
乙：
在三年内，投资人应在第一年年初投资，每两年每元投资可获利息0.5元，两年后取息重新将本息投入生息。
这种投资最多不得超过20000元。
丙：
在三年内，投资人应在第二年年初投资，两年后每元投资可获利息0.6元，这种投资最多不得超过15000元。
丁：
在三年内，投资人应在第三年年初投资，一年内每元投资可获利息0.4元，这种投资不得超过10000元。
问题：
假定在这三年为一期的投资中，每期的开始有30000元可供投资，投资人应怎样决定投资计划，才能在第三年年底获得最高的收益。
建立此问题的线性规划模型。
案例19（2-45）、某部门现有资金200万元，今后五年内考虑给以下的项目投资。
已知：
项目A：
从第一年到第五年每年年初都可投资，当年末能收回本利110%；
项目B：
从第一年到第四年每年年初都可投资，次年末能收回本利125%，但规定每年最大投资额不能超过30万元；
项目C：
需在第三年年初投资，第五年末能收回本利140%，但规定最大投资额不能超过80万元；
项目D：
需在第二年年初投资，第五年末能收回本利155%，但规定最大投资额不能超过100万元。
据测定每万元每次投资的风险指数如下表：
问题：
a）应如何确定这些项目的每年投资额，使得第五年年末拥有资金的本利金额为最大？
b）应如何确定这些项目的每年投资额，使得第五年年末拥有资金的本利在
330万元的基础上使得其投资总的风险系数为最小？
案例20（2-49）、证券组合投资决策
某人有一笔50万的资金可用于长期投资，可供选择的投资机会包括购买国库券、公司债券、投资房地产、购买股票或银行保值储蓄等。
不同的投资方式的具体参数见下表。
序号
投资方式
投资期限（年）
年收益率（%）
风险系数
增长潜力（%）
1
国库券
3
11
1
0
2
公司债券
10
15
3
15
3
房地产
6
25
8
30
4
股票
2
20
6
20
5
短期定期存款
1
10
1
5
6
长期保值储蓄
5
12
2
10
7
现金存款
0
3
0
0
六、进度问题
案例21（2-52）、某厂生产的一种产品，其需求量具有季节性，假定每年只能在连续的三个月内进行生产和销售。
生产可以按正常工作时间进行，也可以加班。
前二个月的月产量可以大于当月的销售量而将多余的产品存贮，但要付出存贮费；而在第三个月月末要将产品全部售完。
设产品在正常工作时间生产，每月最多能生产300单位，单位成本为75元。
在加班时间生产，每月最多能生产90单位，单位成本为95元。
每月生产量及平均成本不一定要相等。
存贮费每月每单位0.5元。
三个月的需求量分别为160、380和300单位。
问题：
试确定每月在正常时间及加班时间各生产多少产品，使总成本最小。
案例21（2-56）、一个木材储运公司有很大的仓库用以储运出售木材。
由于木材季度价格的变化，该公司于每季度初购进木材，一部分于本季度内出售，一部分储存起来以后出售。
已知该公司仓库的最大储存量为2000万米3（木材采购后一律进入仓库），储存费用为（70+100u）千元/万米3，u为存储时间（季度数），当季出售不需要支付储存费用。
已知每季度的买进卖出价及预计的销售量如下表所示。
季度
买进价（万元/万米3）
卖出价（万元/万米3）
预计销售量（万米3）
冬
410
425
1000
春
430
440
1400
夏
460
465
2000
秋
450
455
1600
问题：
由于木材不宜久贮，所有库存木材应于每年秋末售完。
为使售后利润最大，试建立这个问题的线性规划模型。
七、固定成本问题
案例22（7-11）、高压容器公司制造小、中、大三种尺寸的金属容器，所用资源为金属板、劳动力和机器设备，制造一个容器所需的各种资源的数量如下表所示。
不考虑固定费用，每种容器售出一只所得的利润分别为4万元、5万元、6万元，可使用的金属板有500吨，劳动力有300人/月，机器设备有100台/月，此外不管每种容器制造的数量是多还是少，都要支付一笔固定的费用：
小号是l00万元，中号为150万元，大号为200万元。
现在要制定一个生产计划，使获得的利润为最大。
案例23（7-13）、企业计划生产4000件某种产品，该产品可自己加工、外协加工任意一种形式生产。
已知每种生产形式的固定费用、生产该产品的单件成本以及每种生产形式的最大加工数量（件）限制如下表所示，怎样安排产品的加工使总成本最小。
固定成本（元）
变动成本
（元／件）
最大加工数
（件）
本企业加工
500
8
1500
外协加工Ⅰ
800
5
2000
外协加工Ⅱ
600
7
不限
八、分布系统设计问题
案例24（7-19）、某企业在A1地已有一个工厂，其产品的生产能力为30千箱，为了扩大生产，打算在A2，A3，A4，A5地中再选择几个地方建厂。
已知在A2，A3，A4，A5地建厂的固定成本分别为175千元、300千元、375千元、500千元，另外，A1产量及A2，A3，A4，A5建成厂后的产量，销地预计的销量以及产地到销地的单位运价（每千箱运费）如下表所示。
问题：
在满足销量的前提下，问应该在哪几个地方建厂，使得其总的固定成本和总的运输费用之和最小?
九、不确定型决策问题
案例25、某企业有三种新产品待选，估计销路和损益情况如下表所示：
试分别用乐观准则、悲观准则、等可能性准则、后悔值准则选择最优产品方案。
状态
甲产品
乙产品
丙产品
销路好
50
80
30
销路一般
30
40
20
销路差
-10
-30
-5
案例26（8-16）、某企业有三种新产品待选，估计销路和损益情况如下表所示：
试分别用乐观准则、悲观准则、等可能性准则、折衷准则、后悔值准则选择最优产品方案。
十、排列问题
案例27（10-15）、某市六个新建单位之间的交通线路的长度（公里）如下表所示。
其中单位A距市煤气供应网最近，为1.5公里。
为使这六个单位都能使用煤气，现拟沿交通线铺设地下管道，并且经A与煤气供应网连通。
应如何铺设煤气管道使其总长度最短。
A
B
C
D
E
F
A
0
1.3
3.2
4.3
3.8
3.7
B
0
3.5
4.0
3.1
3.9
C
0
2.8
2.6
1.0
D
0
2.1
2.7
E
0
2.4
F
0
案例28（10-18）、某厂办公室拟在三天内举行六项活动，每项活动各需半天时间。
厂办拟请10名厂级干部参加这些活动，如下表中√号所示。
已知活动A须安排在第一天上午，活动F须安排在第三天下午，活动B只能安排在下午，而每名厂级干部都希望每天最多参加一项活动。
厂办应如何安排这六项活动的日程。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
A
√
√
√
√
√
√
B
√
√
√
√
C
√
√
√
√
√
D
√
√
√
E
√
√
√
F
√
√
√
√
√
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