标准形式:$\text{max}\; \mathbf{c}^\top\mathbf{x}$ s.t. $A\mathbf{x}\leq \mathbf{b}$,$\mathbf{x}\geq 0$
最优解位于可行域的某个顶点(基可行解)。
单纯形法:通过移动相邻顶点来改进目标值。
影子价格(对偶变量)$\lambda_i = \partial Z^* / \partial b_i$
2变量LP问题的可行域、最优顶点、目标函数等高线实时绘制。单纯形法逐步演示及灵敏度分析可视化。
标准形式:$\text{max}\; \mathbf{c}^\top\mathbf{x}$ s.t. $A\mathbf{x}\leq \mathbf{b}$,$\mathbf{x}\geq 0$
最优解位于可行域的某个顶点(基可行解)。
单纯形法:通过移动相邻顶点来改进目标值。
影子价格(对偶变量)$\lambda_i = \partial Z^* / \partial b_i$
生产计划和资源分配:在有限的机器运行时间、原材料和人力的约束下,决定生产多少个不同产品才能最大化总利润。这正是本模拟器的核心模型。感度分析(RHS范围)在现场非常常用——例如,"如果我们再多买一些原料,利润会增加多少?"
物流和运输问题:从多个工厂向多个仓库运输产品,在满足供应能力和需求的前提下最小化运输成本。变量是运输量,约束是工厂的供应能力和仓库的需求。这是线性规划的经典应用。
CAE中的结构优化:在满足应力和变位约束的前提下最小化结构重量的"拓扑优化"初期阶段,或其线性近似模型会使用线性规划。关于材料存在与否的决策(0/1问题)属于整数规划,其放松问题用线性规划求解。
项目排程:在人员和设备等资源约束下,通过优化各工序的时间来缩短总工期。关键路径法(CPM)的资源约束版本等都会用到这种方法。
在开始使用本模拟器时,特别是在考虑实际应用的情况下,有几个需要特别注意的要点。首先,理解"图形解法只对2个变量有效"这一根本性局限。只要产品是两种(A和B),就可以画出图形;但实际生产通常有C、D等多种产品。此时需要采用单纯形法等数值方法,而你在本工具中学到的"探索顶点"概念正是这些算法的理论基础。
其次,注意约束条件设置中的现实性遗漏。比如,"机器运行时间 x₁ + 2x₂ ≤ 8(小时)"看似简单,但实际还要考虑设备调试时间和维护时间,连续运行的假设在现实中很少成立。系数(比如单位利润c₁)也会因原材料价格波动而变化。这正是工具提供的灵敏度分析功能的用武之地——通过检查"这个系数变化多少会导致最优解改变",培养对参数敏感性的认识。
最后,不要忽视"非负"以外的约束。工具的标准形式假设变量都是非负的,但现实问题中经常出现"产品A至少要生产100件"(x₁ ≥ 100)或"库存要恰好清空"(等式约束)。这些约束需要进行变量替换(如令x₁' = x₁ - 100,使得x₁' ≥ 0)后才能输入工具求解。
电子零件制造商生产产品X(利润2.5万元/台)和产品Y(利润1.8万元/台)。在月产能400台、部件采购限制600个的约束下:设置c1=2.5、c2=1.8,得到最优解x₁*=200台、x₂*=200台、Z*=880万元。通过灵敏度分析可检验系数变化±15%时解的稳健性。