經(jīng)濟(jì)管理對(duì)偶問題運(yùn)用思索

時(shí)間:2022-05-18 09:19:00

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經(jīng)濟(jì)管理對(duì)偶問題運(yùn)用思索

對(duì)偶問題原理是線性規(guī)劃的重要內(nèi)容,其思想方法是利用線性代數(shù)的方法及結(jié)論,找出線性規(guī)劃模型中利用目標(biāo)函數(shù)與約束條件求解的另一種途徑,同時(shí)可獲得可行解和最優(yōu)解與模型條件的一些規(guī)律,對(duì)解的特性判斷起關(guān)鍵作用。在計(jì)算工具不斷發(fā)展、計(jì)算范圍不斷擴(kuò)大的今天,用對(duì)偶問題原理處理生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)上的問題已越來越廣泛,深受企業(yè)單位管理者的高度重視。企業(yè)管理者可以根據(jù)市場(chǎng)及企業(yè)本身的具體情況,建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型,然后用線性規(guī)劃中的對(duì)偶問題原理加以分析,對(duì)企業(yè)的生產(chǎn)計(jì)劃,成本估算,生產(chǎn)過程管理以及市場(chǎng)預(yù)算等科學(xué)決策提供理論支持。

1對(duì)偶問題及其結(jié)論

設(shè)某企業(yè)的某個(gè)生產(chǎn)流程可建立如下的數(shù)學(xué)模型:模型(1)可作如下的經(jīng)濟(jì)解析:變量xi,可理解為各種經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的水平(如產(chǎn)量),系數(shù)ci,可表示各種經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的單位利潤(rùn),目標(biāo)函數(shù)f可理解為該經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的總利潤(rùn),常數(shù)bi,可解析為各種資源的可供量,系數(shù)aij可解析為各種資源的單位消耗,對(duì)這個(gè)線性規(guī)劃求解就是在有限資源下確定各種經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的最優(yōu)分配方案及最大利潤(rùn),而它相應(yīng)地對(duì)應(yīng)對(duì)偶問題為:這時(shí)問題(2)的最優(yōu)解為各種資源的影子價(jià)格,說明該資源變動(dòng)時(shí)對(duì)最大利潤(rùn)產(chǎn)生的影響。另外對(duì)偶是相對(duì)的,(1)(2)反向描述也可以。由(1)(2)有下列結(jié)論。結(jié)論2:如果(1)(2)都有可行解,則必都有最優(yōu)解,且目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)值相等。反之,如果其中之一不存在最優(yōu)解(或可行解),則另一個(gè)不存在可行解(或最優(yōu)解)。結(jié)論3:x*,y*分別是(1)(2)的可行解,則有cx*≤y*b,且等號(hào)成立時(shí)為各自的最優(yōu)解。結(jié)論4:如果(1)存在最優(yōu)解,則其在最終單純表中,松弛變量對(duì)應(yīng)檢驗(yàn)數(shù)的相反數(shù)為(2)中變量的最優(yōu)解。相反也有此結(jié)論。此結(jié)論也稱為對(duì)偶單純形法。例如用單純形法迭代(可用電腦中專門軟件進(jìn)行計(jì)算)得到(3)的最終單純形表,如表2所示。

2實(shí)例分析

某化工廠可生產(chǎn)三種產(chǎn)品A1、A2、A3,需原料B1、B2是有限的,分別是7噸和11噸,按測(cè)算,每生產(chǎn)1噸A1、A2、A3需要這兩種原料分別是2噸和1噸、1噸和3噸、2噸和2噸,每噸A1、A2、A3分別能創(chuàng)造利潤(rùn)分別是2、3、1萬元。問如何安排生產(chǎn)才能使總獲利最多?解決此類問題,須先建立數(shù)學(xué)模型,可設(shè)A1、A2、A3的產(chǎn)量分別是x1、x2、x3,總利潤(rùn)為f,則maxf=2x1+3x2+x3s.t.2x1+x2+2x3≤7x1+3x2+2x3≤11x1,x2,x3≥烅烄烆0(5)列單純形表并計(jì)算得到該模型的最終單純表,如表3所示。分析方法1:用對(duì)偶單純形法進(jìn)行靜態(tài)分析。表3說明安排生產(chǎn)A12噸,A23噸,不生產(chǎn)A3,使該廠可獲得最大利潤(rùn)數(shù)為13萬元。分析方法2:用影子價(jià)格進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析。由于松弛變量的檢驗(yàn)數(shù)為-35、-45,則(5)對(duì)偶問題的最優(yōu)解為y1=35,y2=45,g=13,說明這兩種原料的影子價(jià)格為35,45。這時(shí)如果市場(chǎng)上這兩種原料的單價(jià)分別小于35和45,則適當(dāng)購(gòu)進(jìn)這兩種原料可增加工廠的總利潤(rùn)。相反,如果市場(chǎng)價(jià)格高出它們的影子價(jià)格,則沒有必要安排生產(chǎn)而把原料賣出可獲得更大的收益。對(duì)于這兩種原料的數(shù)量范圍,我們可以用靈敏度分析確定,以B1為例,我們可假設(shè)其限量為b1+7,則當(dāng)0≤b1≤15時(shí),可得x1=2+35b1,x2=3-15b1,f=13+b1,為最優(yōu)解,同樣我們也可對(duì)其他參數(shù)進(jìn)行靈敏度分析。分析方法3:降低原料用量能創(chuàng)造的效益測(cè)算。企業(yè)通過加強(qiáng)內(nèi)部管理、減少浪費(fèi),可能在不影響產(chǎn)量的條件下,如降低1噸的原料B1,可節(jié)約35萬元(影子價(jià)格)。同樣方法可測(cè)算B2。

3結(jié)束語

隨著經(jīng)濟(jì)全球化、信息化的不斷推進(jìn)。世界的各種變化都會(huì)使市場(chǎng)價(jià)格波動(dòng)。全面考慮影響企業(yè)生產(chǎn)的各種因素,用科學(xué)方法進(jìn)行預(yù)測(cè),及時(shí)調(diào)整、科學(xué)決策,可使企業(yè)決策更加合理。另外,由于計(jì)算工具、互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展,信息和數(shù)據(jù)快捷可靠,用計(jì)算機(jī)處理以前人工無法完成的幾百個(gè)以上變量的對(duì)偶問題也較為簡(jiǎn)便。應(yīng)用對(duì)偶問題原理的不足之處是多數(shù)線性規(guī)劃問題較難找到使得其所有檢驗(yàn)數(shù)都小于零的初始解。