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1、中 国 计 量 学 院2009 2010 学年 第 2 学期运筹学课程设计指导书二 级 学 院 （ 部 、 中 心 ） 经 济 与 管 理 学 院 学 科 （ 专 业 ） 管理科学与工程 课 程 名 称 运筹学课程设计 授 课 对 象 08 市场营销 11 教 材 名 称 无 2010 年 6 月 28 日一、课程设计的地位与任务运筹学是财务管理专业的专业基础课程。为提高学生应用运筹学方法与计算机软件的独立工作能力，运筹学课程设计本着“突出建模，结合软件，加强应用”的指导思想，以学生自己动手为主，利用运筹学课程所学过的基础理论和基本方法，对一些实际题目进行建模，再运用计算机软件进行求解，对解进
2、行检验和评价，写出课程设计报告。从而巩固学生的理论知识和提高学生运用知识的能力二、课程设计的内容和基本要求（一） 选题建模学生选取指导教师提供需要解决的众多实际问题中相应问题，进行分析建模。（二） 程序设计（运用） 在建模的基础上，要求学生编写或选取适当的工具解决问题。（三） 报告答辩根据要求编写课程设计报告。三、教学安排与教学方法本课程设计要求学生根据提供的实际问题中抽取相应的题目，通过具体的计算机语言编写程序，求解问题，然后利用熟悉常用的运筹学软件，如 WINQSB、LINDO 管理运筹学软件等，对问题进行验证。本课程设计分三个阶段：选题建模、程序设计（运用） 、报告答辩。具体进度安排如下
3、：教学时间 教学内容 学 时 教学方式第一天（上） 软件操作介绍 4 课堂教学第一天（下） 上机实践 上机辅导第二天（上） 选题建模 课堂教学第二天（下） 上机实践 上机辅导第三天（上） 上机实践 上机辅导第三天（下） 上机实践10上机辅导第四天（上） 上机实践 上机辅导第四天（下） 上机实践 上机辅导第五天 报告答辩 2 课堂教学总 计 16四、课程设计内容课程设计案例 软件模块 设计小组案例 C-1 生产计划问题 线性规划与整数规划（线性规划）2-3 组案例 C-2 配料问题 线性规划与整数规划（灵敏度分析）2-3 组案例 C-3 证券网点分配 线性规划与整数规划（整数规划）2-3 组案例
4、 C-4 工程建设问题 目标规划 2-3 组案例 C-6 购车问题 网络模型 2-3 组案例 C-6 购车问题 动态规划 2-3 组案例 C-7 房屋拆迁还建问题 运输问题（指派问题）2-3 组五、考核方式与成绩评定标准考核方式：编写课程设计报告设计报告的主要内容：封面（课程设计题目、课程设计内容、学生姓名、班级学号、专业、指导姓名、日期） 、问题描述、建模分析、程序设计、结果分析设计报告编写的基本要求：一律按照学校统一标准编写成绩评定：平时成绩占 30%，程序设计（运用）报告占 50%，报告答辩 20%。评定成绩为优,良,中,及格与不及格五个等级六、推荐教材与主要参考书推荐教材：熊伟主编：运
5、筹学 ，机械工业出版社 2005.1;运筹学教材编写组：运筹学 ，清华大学出版社 1990.1。主要参考书：1、韩伯棠主编：管理运筹学 ，高等教育出版社 2005.6。2、胡运权主编：运筹学教程 （第二版） ，清华大学出版社，2003。3、朱求长主编：运筹学及其应用 ，武汉大学出版社 2003.1。4、赵可培主编：运筹学 ，上海财经大学出版社 2002.7。5、罗明安主编：运筹学 ，经济管理出版社 1999.1。6、薛秀谦、范宝谦、李永淇主编：运筹学系统模型、原理、方法 ，中国矿业大学出版社 1998.6。附录【案例 1】某厂排气管车间生产计划的优化分析1问题的提出排气管作为发动机的重要部件之
6、一，极大地影响发动机的性能。某发动机厂排气管车间长期以来，只生产一种四缸及一种六缸发动机的排气管。由于其产量一直徘徊不前，致使投资较大的排气管生产线，一直处于吃不饱状态，造成资源的大量浪费，全车间设备开动率不足 50%。为了充分发挥车间的潜力，该车间在厂部的大力协助下主动出击，一方面争取到了工厂自行开发的特殊机型排气管生产权，另一方面瞄准国际市场以较低的价格和较高的质量赢得了世界两大著名汽车公司CUMMINS 和 FORD 的信任，成为其 8 种型号排气管最具竞争实力的潜在供应商。如果这 8 种排气管首批出口进入国际市场畅销的话，后续订单将会成倍增长，而且两大公司有可能逐步减少其它公司的订单，
7、将其它型号排气管全部转移到该车间生产。针对这种状况，该车间组织工程技术人员对 8 种排气管的产品图纸进行了评审，进行了工艺设计和开发（编排工艺流程图、进行 PFMEA 分析和编制控制计划） ，进行样品试制，同时对现生产能力和成本进行了认真细致的核算和预测工作。如何调整当前的生产计划，是否增加设备或改造生产线，其它类型新产品需要多长时间才能投入生产等一系列问题尚缺乏科学的、定量的依据。而目前厂部和车间最关心的资源问题，主要是加工设备的生产能力。一位工商管理硕士（MBA)毕业的厂部管理人员马上想到，这是一个合理利用有限资源，如何制定生产计划使产出最大的优化问题，理论上可以用线性规划方法解决。2生产
8、概况及有关资料（1）车间概况该车间按两班制生产，每班 8 小时，标准工作日为 22 天。车间现有员工 30 名，其中生产工人 27 人，每月安排职工政治学习及业务培训时间为 4 小时，进行文明生产等非生产性工作每月平均 2 小时/人月，排气管工废按产量的 1%计算，料废按 2%计算。 车间生产工人工作时间按 44 小时/人周（每月 4 周）进行考核。（2）生产状况该车间排气管生产为 10 道工序，分别在不同的 10 类机床上进行加工，每种排气管所占用的设备时间如表 C-1 所示。各种排气管的成本构成如表 C-2 所示， 目前，由于市场不景气，排气管生产的上工序即铸造厂产能富裕，只要资金到位该厂
9、可准时、足量供货，而且品种可以保证。而出口排气管外商的的资金可以及时到位，并且许诺如果需要可预付 50%以上的预付款，只不过对某些产品提出了特殊要求，即第一种、第七种排气管月产量均不能低于 10000，第三种不能低于 5000/月，第六种排气管产量不高于60000/月，第二和第四种排气管配对使用，但由于第二种排气管使用中易损，故每月必须多生产 3000 根。因此原材料来源和资金不足是增加生产的制约因素。制约该车间排气管产量的主要是设备计划外停工及基本生产工人工时，即设备与人力资源。根据以往经验，各设备加工能力见表 C-3。表 C-1 8 种排气管设备消耗时间（单位：台时/1000 件）产品时间
10、设备1 2 3 4 5 6 7 81.平面铣床 4 4.5 4.8 5.8 5.2 4.0 4.6 5.62.卧铣床 3.9 4.5 4.3 5.0 4.9 4.4 5.1 4.83.组合钻 5.9 5.8 5.7 6.3 6.5 6.0 6.6 6.44.单面铣床 3.5 3.0 3.7 4.0 3.8 3.0 4.1 3.45.攻丝床 5.8 6.2 5.7 6.4 6.3 6.0 6.5 6.26.精铣床 5.5 5.7 4.7 6.0 5.9 5.2 6.2 5.67.扩孔钻床 3.9 3.8 4.0 4.1 3.7 3.5 4.1 3.68.摇臂钻床 4.1 4.0 4.0 4.3
11、4.2 3.8 4.3 4.39.去毛刺机 2.5 2.9 2.7 3.0 3.0 2.5 3.1 2.810.清洗机 2.8 2.9 2.1 3.2 3.0 2.5 3.2 3.0总计 41.9 43.3 41.7 48.1 46.5 40.9 47.8 45.7表 C-2 8 种排气管成本构成表（单位：元/根）产品项目 1 2 3 4 5 6 7 8毛坯价格 98 104 94 112 106 97 104 102辅料消耗 2 2 2 2 2 2 2 2动能消耗 10 10 10 10 10 10 10 10工具等消耗 10 13 12 14 15 8 9 11管理费用 1.455 1.0
12、99 1.21 1.44 1.188 1.2265 1.308 1.56税收 15 16 14.8 17 16.5 14.5 15.6 15.5售价 150 160.1 149 172 166 145.6 157.8 155.8利润（元） 13.545 14.001 14.99 15.56 15.312 12.8735 15.892 13.74注：表中售价为含税价。表 C-3 设备加工能力一览表设备 台数（台）标准工作日（日/月）标准工作日长度（时/日）台均维修保养时间（时/月）月可利用工时实际工时（99%）1.平面铣床 4 22 16 4 1392 1378 2.卧铣床 4 22 16 2
13、1400 1386 3.组合钻床 6 22 16 5 2082 2061 4.单面铣床 2 22 16 2 700 693 5.攻丝床 6 22 16 4 2088 2067 6.精铣床 4 22 16 3 1396 1382 7.扩孔钻床 4 22 16 8 1376 1362 8.摇臂钻床 4 22 16 6 1384 1370 9.去毛刺机 2 22 16 2 700 693 10.清洗机 2 22 16 2 700 693 根据以上资料，请你完成下列 3 和 4 两项工作。3制定利润最大的生产计划（1）建立线性规划数学模型（2）用 WinQSB 软件求解（3）写出各种产品月生产量及月总
14、利润。4结果分析（1）分析各种资源的利用情况，根据线性规划得到的结果，如何重新调整资源（2）利用影子价格分析各资源对利润的边际贡献，分析哪些是影响增加利润的关键设备（3）如果企业现有一订单，各种排气管的需要量是：15000，5000，5000，3000，15000，60000,10000,60000（根） 。正常时间内 1 个月能否完成任务，如果不能完成，哪些资源需要加班多少时间，假定加班不额外增加成本。（4）对现有资源和生产能力进行分析，提出你对排气管车间整个计划的看法和建议。【案例 2】配料问题某饲料公司生产肉用种鸡配合饲料，每千克饲料所需营养质量要求如表 C4 所示。表 C4营养成分 肉
15、用种鸡国家标准 肉用种鸡公司标准 产蛋鸡标准代谢能 2.72.8Mcal/kg 2.7Mcal/kg 2.65Mcal/kg粗蛋白 135 145g/kg 135 145g/kg 151g/kg粗纤维 50g/kg 45g/kg 20g/kg赖氨酸 5.6g/kg 5.6g/kg 6.8g/kg蛋氨酸 2.5g/kg 2.6g/kg 6g/kg钙 2340g/kg 30g/kg 33g/kg有效磷 4.66.5g/kg 5g/kg 3g/kg食盐 3.7g/kg 3.7g/kg 3g/kg公司计划使用的原料有玉米，小麦，麦麸，米糠，豆饼，菜子饼，鱼粉，槐叶粉，DL-蛋氨酸，骨粉，碳酸钙和食盐等
16、 12 种原料。各原料的营养成分含量及价格见表 C5。表 C5变量 原料单价元/kg代谢能Mcal/kg粗蛋白g/kg粗纤维g/kg赖氨酸g/kg蛋氨酸g/kg钙g/kg有效磷g/kg食盐g/kgx1 玉米 0.68 3.35 78 16 2.3 1.2 0.7 0.3x2 小麦 0.72 3.08 114 22 3.4 1.7 0.6 0.34x3 麦麸 0.23 1.78 142 95 6.0 2.3 0.3 10.0x4 米糠 0.22 2.10 117 72 6.5 2.7 1.0 13.0x5 豆饼 0.37 2.40 402 49 24.1 5.1 3.2 5.0x6 菜饼 0.32 1.62 360
