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使用Evolver求解顺序优化问题

在企业管理中,我们常会遇到一些决策变量取非负整数值的规划问题。这类问题本质上与线性或非线性规划问题一致,只是增加了一些限制决策变量必须取离散非负整数值的条件,一般被称为整数规划问题。

整数规划的一种特殊形式是0-1规划,即决策变量的取值仅限于0或1。0-1规划在整数规划中占有重要地位,许多实际问题都可以归结为此类规划,例如指派问题、选址问题和送货问题等。解决0-1整数规划的方法有很多,包括割平面法、分支定界法、隐枚举法、匈牙利法等。
 
Evolver(Palisade公司的DecisionTools Suite套件中的一个组件)的功能是进行优化求解。它提供多种算法,其中一种是Order算法。Order算法对求解指派问题和送货问题非常有效率,使用起来非常灵活方便。
 
例如,我们掌握15个城市间的公路距离数据,希望规划出一个城市巡回路演路线,从一个城市出发,走遍所有城市而且一个城市只路过一次,最后回到最初出发城市,要求这个规划可以使得巡回路线最短。
 
我们首先依顺序设置路线中15个城市的序列号:1、2、…、15。然后,设计一条初始路线,按照路线顺序依次填入对应的城市代号。在Excel中使用动态引用函数INDEX,从公路距离数据中提取初始路线对应的城市距离,计算出路线总长度。
 
然后,利用Evolver建立规划求解模型,将路线中的城市代号设定为决策变量,使用Order算法,变化决策变量的顺序,计算每个新路线对应的总长度,最短路线长度即为目前计算过程中最优路线。
 
进行2分钟优化分析后,得到的最优路线为:昌吉市->长治市->保定市->北京市->长春市->本溪市->沧州市->滨州市->蚌埠市->滁州市->巢湖市->常州市->潮州市->常德市->成都市->昌吉市,总路线距离为10321.30公里,比初始路线短了4520.62公里。这条路线只代表目前得到的最优路线,增加优化时间,会计算得到更短的路线。
 
(以上内容摘选自《企业风险量化分析:以@Risk和DecisionTools为工具》第24章:顺序优化问题分析:线性及非线性规划问题)