如何利用excel求解线性规划

利用Excel求解线性规划问题

线性规划问题的求解有很多方法，也有很多工具。比如常用的Matlab、Lingo，记得参加数学建模的时候就是用的Lingo解决线性规划问题的。本文主要讲解如何使用Excel求解线性规划问题，Excel本身是没有计算线性规划问题能力的，因此我们首先要加载相应的宏定义。一、加载宏定义（不同版本的加载方式有所不同）： Excel 2003：单击“工具”菜单，然后单击“加载宏”，选择“规划求解”点击确定。 Excel 2007：方法一：用快捷键。先按Alt+T，再按I键，即可打开加载宏对话框。方法二：单击“Office按钮→Excel 选项→加载项”，确保“管理”右侧下拉列表中的选项是“Excel 加载项”，单击“转到”按钮即可。 Excel 2010：直接在功能区中选择“开发工具”选项卡，在“加载项”组中单击“加载项”命令，选择“规划求解”点击确定。注意：如果功能区中没有“开发工具”选项卡，可以通过自定义功能区来显示“开发工具”选项卡：单击“文件→选项→自定义功能区”，然后在右侧区域中勾选“开发工具”并单击“确定”。二、初始化数据（以Excel 2010为例，其他版本大同小异）：比如

我们要计算的线性规划问题如下：那么，

怎么利用Excel求解线性规划的详细步骤

利用线性回归方法求解生产计划

方法一：

1、建立数学模型:

设变量：设生产拉盖式书桌x台，普通式书桌y台，可得最大利润 确定目标函数及约束条件 目标函数：maxP 115x 90y

约束条件：10x 20y 200 .....................⑴ 4x 16y 128 .....................⑵ 15x 10y 220 .....................⑶ x,y 0 ..........................⑷ 2、在Excel中求解线性规划

首先，如图1所示，在Excel工作表格输入目标函数的系数、约束方程的系数和右端常数项：

图1

将目标方程和约束条件的对应公式输入各单元格中 F2=MMULT（B6:C6,F6:F7)； F3=MMULT（B3:C3,F6:F7)； F2=MMULT（B4:C4,F6:F7)； F2=MMULT（B5:C5,F6:F7)；

怎么利用Excel求解线性规划的详细步骤

出现图2样式：

图2

线性规划问题的电子表格模型建好后，即可利

机械工程学院工业工程专业

学号： 姓名：

线性规划问题建模与求解

一．实验目的

1． 掌握线性规划问题建模基本方法。

2． 熟练应用Excel“规划求解”功能对线性规划问题进行建模与求解。

3．掌握线性规划问题的对偶理论和灵敏度分析。

二．实验设备 硬件：PC机。

软件：Microsoft Excel。

三．实验内容

1．建立线性规划问题的数学模型。

2．利用Excel“规划求解”功能对线性规划问题进行建模与求解。 3．根据实验优化结果，进行灵敏度及经济分析。

四．实验步骤

某出版单位有4500个空闲的印刷机时和4000个空闲的装订工时，拟用于下列4种图书的印刷和装订。已知各种书每册所需的印刷和装订工时如表2所示。

表2 印刷和装订工时数据表

工 序 书 印刷 装订 预期利润（千元/千册） 问：

①该出版单位为了实现利润最大化，如何安排4种图书的生产？ ②该单位是否愿意出50元的加班费，让工人加班1小时？

③由于管理工作的进步，使得第1种产品成本每件下降0.2元，此时得最优生产方案是否有变化，总利润是多少？

④出版第2种书的方案之一是降低成本，若第2种书的印刷加装订成本合计每册6元，则第2种书的成本为多少时，

运筹学EXCEL操作介绍

使用Excel解线性规 划问题2010年10月15日

参考书目：

《Excel数据建模与应用》,第4章，清华大学出版社 《数据、模型与决策》第二章附录，机械工业出版社

运筹学EXCEL操作介绍

一个简单的例子某工厂计划生产两种产品，利润分别为2和3,已知生产单 位产品所需的设备台时和A、B两种原材料的消耗，如表

设备 原材料A 原材料B

产品1 1 4 0

产品2 2 0 4

8台时 16KG 12KG

目标是不超过资源限制的情况下，确定两产品产量，得 到最大利润。

运筹学EXCEL操作介绍

建立数学公式(步骤一)在工作表的顶部输入数据 确定每个决策变量所对应 的单元格位置 选择单元格输入公式，找 到目标函数的值 确定约束单元格输入公式， 计算每个约束条件左边的 值 确定约束单元格输入公式， 可采用 ‘复制粘贴’ 或 ‘直 计算每个约束条件右边的 接输入’ 的方式导入数据。 值

运筹学EXCEL操作介绍

建立数学公式(步骤二)在工作表的顶部输入数据 确定每个决策变量所对应 的单元格位置 选择单元格输入公式，找 到目标函数的值 选择一个单元格输入公式， 计算每个约束条件左边的 值 选择一个单元格输入公式， 计算每个约束条件右边的 值

图中，规定B1

线性规划中的整点问题求解方法

线性规划是运筹学的一个重要分支，在实际生活中有着广泛的应用。新教材中增加了线性规划的内容，充分体现了数学的实际应用，发展了学生的数学应用意识。由于实际问题中线性规划问题的最优解多为整数解，也是学生学习线性规划的难点，因而求线性规划的整数最优解的方法就显得尤为重要了。但教材中对此类问题却一带而过，对于具体的验算过程并没有作必要的描述，以致学生在解题过程中对于具体的验算过程掌握还不够清晰。

例1：

要将两种大小不同的的钢板截成A、B、C三种规格，每张钢板可同时截得三种规格的小钢板的块数如表所示，今需要A、B、C三种规格的成品分别为15，18，27

且使所用钢板张数最少。

解：设需要截第一种钢板x张，第二

2x y 15 x 2y 18

张钢板y张，则 x 3y 27，作出可行

x 0 y 0

域（如图所示）,目标函数为z x y出在一组平行直线x y t中（t为参数）经过可行域内的点且和原点距离最近的直线，此直线经过直线x 3y 27和直线2x y 15的交点A(,于

1839572

)，直线方程为x y 11，由5555

18391839

和都不是整数，而最优解(x,y)中，x，y必须都是整数，所以可行域内点 A(,)5555

实验二 应用LINGO、MATLAB软件求解非线性规划

一.实验目的

1. 对实际问题进行数学建模，并学会用数学软件Matlab或运筹软件Lindo/Lingo对问题进行求解；

2. 学会建立M文件，并学会用Matlab的软件包内部函数求解非线性规划问题。

二.实验内容

1.写出下属问题的数学模型（LINGO）

将机床用来加工产品A，6小时可加工100箱。若用机床加工产品B，5小时可加工100箱。设产品A和产品B每箱占用生产场地分别是10和20个体积单位，而生产场地（包括仓库）允许15000个体积单位的存储量。机床每周加工时数不超过60小时。产品A生产x1（百箱）的收益为（60-5x1）x1元，产品B生产x2（百箱）的收益为（80-4x2）x2元，又由于收购部门的限制，产品A的生产量每周不能超过800箱，试制定周生产计划，使机床生产获最大收益。

2.用数学软件求解下列问题:(MATLAB) （1） minf??x1?2x2?x12?x22

minf??x1?2x2?s..t2x12?3x2?61212x1?x2221212（2）

x1?4x2?5x1,x2?0x1?3,x2?6

三. 模型建立

1、设生产A产品为x1百箱，生产B产品为x2

实验二 应用LINGO、MATLAB软件求解非线性规划

一.实验目的

1. 对实际问题进行数学建模，并学会用数学软件Matlab或运筹软件Lindo/Lingo对问题进行求解；

2. 学会建立M文件，并学会用Matlab的软件包内部函数求解非线性规划问题。

二.实验内容

1.写出下属问题的数学模型（LINGO）

将机床用来加工产品A，6小时可加工100箱。若用机床加工产品B，5小时可加工100箱。设产品A和产品B每箱占用生产场地分别是10和20个体积单位，而生产场地（包括仓库）允许15000个体积单位的存储量。机床每周加工时数不超过60小时。产品A生产x1（百箱）的收益为（60-5x1）x1元，产品B生产x2（百箱）的收益为（80-4x2）x2元，又由于收购部门的限制，产品A的生产量每周不能超过800箱，试制定周生产计划，使机床生产获最大收益。

2.用数学软件求解下列问题:(MATLAB) （1） minf??x1?2x2?x12?x22

minf??x1?2x2?s..t2x12?3x2?61212x1?x2221212（2）

x1?4x2?5x1,x2?0x1?3,x2?6

三. 模型建立

1、设生产A产品为x1百箱，生产B产品为x2

非线性规划与多目标规划模型及其求解

一、实验目的及意义

[1] 学习非线性规划模型的标准形式和建模方法； [2] 掌握建立非线性规划模型的基本要素和求解方法； [3] 熟悉MATLAB软件求解非线性规划模型的基本命令；

[4] 通过范例学习，了解建立非线性规划模型的全过程，与线性规划比较其难点何在。 通过该实验的学习，使学生掌握最优化技术，认识面对什么样的实际问题，提出假设和建立优化模型，并且使学生学会使用MATLAB软件进行非线性规划模型求解的基本命令，并进行灵敏度分析。解决现实生活中的最优化问题是本科生学习阶段中一门重要的课程，因此，本实验对学生的学习尤为重要。

二、实验内容

1．建立非线性规划模型的基本要素和步骤；

2．熟悉使用MATLAB命令对非线性规划模型进行计算与灵敏度分析； 3．学会计算无约束优化问题和有约束优化问题的技巧。

三、实验步骤

1．开启MATLAB软件平台，开启MATLAB编辑窗口；

2．根据问题，建立非线性规划模型，并编写求解规划模型的M文件； 3．保存文件并运行；

4．观察运行结果(数值或图形)，并不断地改变参数设置观察运行结果； 5．根据观察到的结果和体会，写出实验报告。

四、实验要求与任务

根据

（一）线性规划

案例分析1

例1.10 飞乐公司经营一个回收中心，专门从事用三种废弃原材料C、P、H混合调出三种不同规格的产品ABD。根据混合时候各种材料的比例，可将该产品分为不同的等级（参照表1.12）。尽管在混合各种等级产品时允许一定的机动性，但每一等级产品中各种材料的最大值和最小值必须符合下面质量标准的规定（最大值和最小值是根据该材料的重量在该等级产品总重量中的比例来确定的）。在两种较高等级的产品中，有一种特定材料的比例是固定的。已知产品的规格要求，产品单价，每天能供应的原材料数量及原材料单价，分别见表1.12和表1.13，问该厂应如何安排生产，使利润收入为最大？ 表1.12

产品名称 Ａ B D

规格要求 原材料C不少于５０％ 原材料Ｐ不多于２５％ 原材料C不少于２５％ 原材料P不多于５０％

不限

单价（元／kg）

50 35 25

回收中心可以从一些渠道定期收集到所需的固体废弃物，因此，可以获得维持稳定作业的处理量。表1.13给出了中心每天可以收集到每种材料的数量和原材料单价。

表1.13

原材料名称

C P H

每天最多供应量（kg）

100 100 60

单价（元／kg）

65 25 35

飞乐公司是绿地组织的全资公司，绿地组织

加载规划求解

规划求解加载宏是一个 Excel 加载项 （加载项：为 Microsoft Office 提供自定义命令或自定义功能的补充程序。）程序，安装 Microsoft Office 或 Excel 后即可使用该程序。但是，要在 Excel 中使用它，您需要先进行加载。 1. 2.

在“工具”菜单上，单击“加载宏”。

在“可用加载宏”框中，选中“规划求解”旁边的复选框，然后单击“确定”。 提示 如果“规划求解”未列出，请单击“浏览”进行查找。 3.

如果出现一条消息，指出您的计算机上当前没有安装规划求解，请单击“是”进行安装。

单击菜单栏上的“工具”。加载规划求解后，“规划求解”命令会添加到“工具”菜单中。

4.

更改“规划求解”的求解方法

1.

在“工具”菜单上，单击“规划求解”。

如果“规划求解”命令没有出现在“工具”菜单上，则需要安装“规划求解”加载宏 （加载项：为 Microsoft Office 提供自定义命令或自定义功能的补充程序。）。 操作方法 1. 2.

在“工具”菜单上，单击“加载宏”。

如果在“可用加载宏”框中没有所需的加载宏 （加载项：为

Microsoft Office 提供自定义命令或自定义功能