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最优生产与存储策略模型

时间:2022-10-21 13:20:03 来源:网友投稿

摘 要 本文讨论了关于生产与存储的问题,这是一个多阶段决策的生产问题,就此可建立一个动态规划的数学模型.利用运筹学相关知识,应用动态规划方法解决了这一问题,达到生产、需求与库存之间的平衡,以及在资源限制条件下的最优化的生产储存方案。

关键词 数学模型;动态规划;最优策略

中图分类号O29 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2013)90-0161-02

1 问题的提出

设某工厂调查研究了解市场情况,估计在今后n个时期市场对产品的需求量,并根据生产及储存的费用,请做出合理的假设,为该工厂安排各个时期的生产与库存,使所花的总成本费用最低。

2 模型假设及符号说明

:生产过程的阶段变量,其中,;状态变量 表示第k阶段末的库存量,并假设1期初你n期末均无库存,即 ;决策变量 表示第k阶段的生产量, 表示第 k 阶段的需求量.状态转移方程: , 阶段指标函数 表示第 k阶段的总成本,它由两部分构成,一部分是第 k阶段的生产成本 ,另一部分是第 k 阶段的存贮费 .最优指标函数表示前阶段总费用的最小值。

已知时段某产品的需求量为 (k=1,2,……n),任一时段若生产该产品,需付出生产准备费 ,且生产每单位产品的生产成本为 ,并假设如不生产,则生产费用为0。若满足本时段需求后有剩余,每时段每单位产品需付出存贮费.设每时段最大生产能力为 ,最大存贮量为,假设同一时期生产能力,储存量没有限制,即。且第1时段初有库存量 ,试制订产品的生产计划,即每时段的产量,使个时段的总费用最小.

3模型的分析与建立

4 模型的求解

模型(3.1)是动态规划,其求解方法一般有用逆序算法(反向递归)或顺序算法(正向递归)进行求解.当问题的第一阶段初和第n阶段末的状态方程均已知时,即,可采用两种方法求解.下面用顺序算法求解,将模型(3.1)变形为:

下面给定一个实际数据进行求解。

例1 某工厂调查研究了解市场情况,估计在今后四个时期市场对产品的需求量,如表所示:

假定不论在任何时期,生产每批产品的固定成本费为3(千元),若不生产,则为0,每单位生产成本费为1(千元).又设每时期的每个单位产品库存费为0.5(千元),同时规定在第一期期初及第四期期末均无产品库存.试问:该工厂如何安排各个时期的生产与库存,使所花的总成本费用最低?

显然,这里 ,千元,千元/单位,千元/单位. 求解过程如下:

1)当,时,进行回代求最优策略得:,所以有,,所以有,,所以,故最优生产策略为:,,,。2)当,时,同理可得最优生产策略为:,,,,而相应的整个生产过程中的4个时期的最小总成本是:20.5。

故最优生产—储存策略如下表:

参考文献

[1]赵静,等编.数学建模与数学实验.北京:高等教育出版社,2007.

[2]姜启源,等编.数学模型.3版.北京:高等教育出版社.2003.

[3]胡知能,徐玖平.运筹学线性系统优化.北京:科学出版社,2003.

[5]刁在筠,等编.运筹学.3版.北京:高等教育出版社,2007.

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