2023-01-09動態(tài)規(guī)劃3

動態(tài)規(guī)劃與靜態(tài)規(guī)劃的關(guān)系

動態(tài)規(guī)劃與靜態(tài)規(guī)劃(線性和非線性規(guī)劃等)研究的對象本質(zhì)上都是在若干約束條件下的函數(shù)極值問題。
兩種規(guī)劃可以互換:一些靜態(tài)規(guī)劃只要適當(dāng)引入階段變量、狀態(tài)、決策等就可以用動態(tài)規(guī)劃方法求解。


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與靜態(tài)規(guī)劃相比,動態(tài)規(guī)劃的優(yōu)越性:

1.能夠得到全局最優(yōu)解
2.可以得到一族最優(yōu)解
3.能夠利用經(jīng)驗提高求解效率

動態(tài)規(guī)劃的主要缺點是:

1.沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)模型,也沒有構(gòu)造模型的通用方法,甚至還沒有判斷一個問題能否構(gòu)造動態(tài)規(guī)劃模型的準(zhǔn)則。這樣就只能對每類問題進(jìn)行具體分析,構(gòu)造具體的模型。
2.用數(shù)值方法求解時存在維數(shù)災(zāi):若一維狀態(tài)變量有m個取值,那么n維狀態(tài)變量有m的n次個值,對于每個狀態(tài)值都要計算、存儲函數(shù)Fk(xk).對于n稍大的實際問題的計算往往是不現(xiàn)實的。目前還沒有克服維數(shù)災(zāi)的有效的一般方法。

動態(tài)規(guī)劃應(yīng)用

1.最短線路問題


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2。生產(chǎn)規(guī)劃問題


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對于生產(chǎn)計劃問題,階段按計劃時間自然劃分,狀態(tài)定義為每階段開始時的儲存量xk,決策為每個階段的產(chǎn)量uk,記每個階段的需求量(已知量)為dk,則狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程為:
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設(shè)每階段開工的固定成本費為a,生產(chǎn)單位數(shù)量產(chǎn)品的成本費為b,

每階段單位數(shù)量產(chǎn)品的儲存費為c,階段指標(biāo)為階段的生產(chǎn)成本和儲存費之和,則狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程為:
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3.資源分配問題

一種或幾種資源(包括資金)分配給若干用戶,或投資于幾家企業(yè),
以獲得最大的效益。資源分配問題(resource allocating Problem)
可以是多階段決策過程,也可以是靜態(tài)規(guī)劃問題,都能構(gòu)造動態(tài)規(guī)劃模型求解。


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解:年度為階段變量K=1,2....n.狀態(tài)xk為第k年初完好的機(jī)器數(shù),決策
uk為第k年投入高負(fù)荷運行的臺數(shù)。當(dāng)xk或uk不是整數(shù)時,將小數(shù)部分理解為一年中正常工作時間或投入高負(fù)荷運行時間的比例。
機(jī)器在高、低負(fù)荷下的年完好率分別記為a或b,則a=1-a1,b=1-b1,有a<b.因為第k年投入低負(fù)荷運行的機(jī)器臺數(shù)為xk-uk,所以狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程是:
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具體應(yīng)用實例

設(shè)某工廠有1000臺機(jī)器,生產(chǎn)兩種產(chǎn)品A、B,若投入x臺機(jī)器生產(chǎn)A產(chǎn)品,則純收入為5x,若投入y臺機(jī)器生產(chǎn)B種產(chǎn)品,則純收入4y,

又知:生產(chǎn)A種產(chǎn)品機(jī)器的年折損率為20%,生產(chǎn)B產(chǎn)品機(jī)器的年折損率為10%,問在5年內(nèi)如何安排各年度的生產(chǎn)計劃,才能使總收入最高?
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