表格形式进行运求解过程较为烦琐。其实,利用单纯形生产作业计划单纯形矩阵优化算法探究摘要:利用单纯形矩阵进行生产作业计划的优化,可使运算过程更为简易和高效。单纯形矩阵优化算法的关键是在建模后,编制出初始单纯形矩阵。对单纯形矩阵的换基迭代,变成了简单的矩阵初等变换运算,提高了运算速度和效率。算例的计算过程表明,单纯形矩阵优化算法是生产作业计划的一种很好的简易算法。关键词:生产作业计划;单纯形矩阵;优化算法;基变量中图分类号:F22文献标志码:A文章编号:1673-291X(2012)09-0191-02在生产作业计划中,图解法是寻求最优解的一种有效方法。不过,对于三种以上产品的生产作业计划问题,图解法无能为力。这时,通常采用单纯形法确定最优解。单纯形法是从一个基本可行解出发,经过有限次的换基运算,逐渐改善直至获得最优的目标函数值或判明问题无解为止。利用单纯形法进行生产作业计划十分高效。然而,单纯形法多采用矩阵进行生产作业计划的优化,运算过程更为简易。本文试图通过一个算例,说明生产作业计划的单纯形矩阵优化算法的原---本文来源于网络,仅供参考,勿照抄,如有侵权请联系删除---理和过程。一、生产作业计划建模1•数据来源。调查一家机械制造企业,获取生产作业计划数据。该企业使用A、B两种设备,生产甲、乙、丙三种产品,生产每件产品需要的设备台时、设备有效台时及单位产品产值(如表1所示)。表1生产作业计划的基本数据2•建模。现要安排生产作业计划,设法充分发挥设备生产能力,使企业获得最大的产品总产值。假定甲、乙、丙的产量分别为xl、x2、x3,利润为Zo生产作业计划的线性规划模型为:maxz=3xl+2x2+x3s.t.z-3xl-2x2-x3=0xl+2x2+x3W4002xl+x2+2x3W500xl,x2,x320加入松驰变量,将生产作业计划线性规划模型化为标准形,maxz=3xl+2x2+x3s.t.z-3xl-2x2-x3-0•x4~0•x5二0(0)xl+2x2+x3+x4+0•x5=400(1)2xl+x2+2x3+0•x4+x5=500(2)xl,x2,x3,x4,x520(3)二、初始单纯形矩阵的构建1•初始单纯形矩阵的写法。依据标准形,按照约束方程(1)、---本文来源于网络,仅供参考,勿照抄,如有侵权请联系删除---(2)和目标方程(0)中变量系数和常数项的顺序,写出初始单纯形矩阵:xlx2x3x4x5bix412110400x521201500oj-3-2-10002.初始单纯形矩阵的结构。初始单纯形矩阵的一般形式为:(4)矩阵(4)包括4个分块矩阵。左上角的分块矩阵为标准形的变量系数,xl,x2,…,xm为基变量。右上角的bi为基解,即基变量的取值。右下角的z0为目标函数值,初始单纯形矩阵的目标函数值为0,z0的计算方法为:zO=cTBb(5)其中,cB为目标函数的价值系数cj构成的列向量,b为基解构成的列向量。左下角为检验数oj,基变量的检验数为0o检验数是检验当前的基本可行解是否最优的一个标志。在单纯形矩阵中,只要存在负检验数,就意味着目标值还能增加,就需要把它所对应的非基变量变为基变量。因此,检验数成为是否进行换基迭代的决策依据。检验数的计算方法为:Oj=cTBaj-cj,j=l,2,…,n(6)---本文来源于网络,仅供参考,勿照抄,如有侵权请联系删除---停止运算,得到最优解。否则,重复上述步骤,继续换基迭其中,aj为变量xj的系数列向量。三、单纯形矩阵的换基迭代1.确定进基变量、出基变量和主元。在初始单纯形矩阵中,由于minoj二min(-3,-2,-1,0,0)=-3,根据最小检验数规则,确定xl为进基变量,xl列为主列。由于minmin(,)=250,根据最小比值规则,确定x5为出基变量,即xl取代x5为新的基变量,基变量仍为2个。处于进基变量所在列和出基变量所在行的元素2为主元。标记后的初始单纯形矩阵为:2.通过初等变换进行换基迭代。进行初等变换,将初始单纯形矩阵中的主元2化为1,主列其余元素化为0,实现换基迭代。进行初等变换时,要对检验数行、基解列和目标函数值一并处理。此时,xl、x4成为新的基变量组合,目标函数值由0增大到750。调换进基变量和出基主量,写出一次改进的单纯形矩阵:xlx2x3x4x5bix411.5010.5150x120.5100.5250aj0-0.5201.57503•检查检验数确定最优解。检查检验数,若。j$0,则代过程,直到得到最优解为止。在本例中,依据...