目標規劃模型
正文
企業用來實現目標管理的一種線性規劃模型。目標規劃是解決企業多目標管理的有效方法,它是按照決策者事前確定的若干目標值及其實現的優先次序,在給定的有限資源下尋找偏離目標值最小的解的數學方法。美國學者A.查納斯和W.W.庫珀在把線性規劃套用於企業時,認識到企業經營具有多目標的特點,因而在1961年首先提出了目標規劃的概念和數學模型。目標規劃的基本概念是,當規定的目標與求得的實際目標值之間的差值為未知時,可用偏差量 d來表示。d+表示實際目標值超過規定目標值的數量,稱為正偏差量,d-表示實際目標值未達到規定目標值的數量,稱為負偏差量。如果企業決策者將利潤量、材料消耗量、能源消耗量等可控指標作為目標時,則可根據各項指標的完成對企業經營活動作出貢獻的重要程度,分別給這些目標以不同的優先權別pk,k=1,2,…,K。如果規定利潤最重要,則確定為p1;材料消耗量次之,則確定為p2等等。p1優先於p2,p2優先於p3等等。在同一優先權別中也可以同時有幾個目標。在進行目標規劃時凡是給予優先權別p1的目標,應首先實現,在此基礎上再相繼實現p2 、p3等級別的相應目標。最後使未能達到目標值的偏差量總和為最小。目標規劃模型的一般形式為: 式中Z為目標函式,min表示要求目標函式為最小;W、W分別表示第k個優先權別中對第i個目標正、負偏差量d抜、d抶的加權係數,即表示不同偏差量的相對重要程度,W=0或W=0分別表示不考慮d抜或d抶; s.t.表示在下述的約束下;gi表示第i個規定目標值,c嫐為係數,xj為決策變數,n為決策變數數,m 為目標個數;alj為技術係數,bl為第l種有限資源量,L為有限資源個數。
例如,某工業企業欲在計畫期內生產A、B兩種產品,其單位產品所需設備台時、材料及利潤匯總如下表: 若工廠決策者只要求獲取最大利潤這一目標,則可用線性規劃求解,求得最優解x=(4,0,4,0),即A產品生產4個單位,B產品不生產,設備台時剩餘4個單位,材料正好用完,所獲最大利潤為4×4=16萬元。但決策者認為還應顧及滿足社會需求的目標,並依次確定三個優先次序p1、p2和p3。①p1:在計畫期間內工廠獲利至少在12萬元以上,求解minp1(d妷),即要求達不到利潤目標值的負偏差量最小。②p2:要求A產品的數量為 B產品的1.5倍,求解minp2(d娚+d娛),即要求B產品超過量和不足量偏差值均為最小。③p3:要求設備台時空閒時間最少,求解minp3(d婣),即要求設備空閒偏差量最小。根據目標規劃的一般形式可列出這個問題的方程:
min Z=P1(d妷)+p2(d娚+d娛)+p3(d婣)
s.t 4x1+3.2x2-d奙+d妷=12
x1+1.5x2-d娚+d娛=0
2x1+4x2-d幦+d婣=12
3x1+3x2-d嬃+d嬄=12
x1,x2≥0; d抜,d抶≥0 (i=1~4)
式中d嬃,d嬄分別為材料的超額量和剩餘量。問題的解在圖中示出。可以確定:X *=(2.4,1.6),d妷=0,d奙=2.72,d娚=d娛=0,d幦=0,d婣=0.8,即A產品生產2.4單元,B產品生產1.6單元,利潤目標超額 2.72萬元,A產品為B產品的1.5倍,設備台時剩餘0.8單位,即Z=0+0+0.8=0.8為最小。在一般情況下,可在目標規劃求解之前,先用線性規劃求出主要目標的最優解,作為最優平衡的大致界限,再用目標規划進行調整,可用單純形法通過電子計算機求解模型,根據求解結果分析目標值和實際值產生差距的原因,並提出相應的措施,最終求得滿意解為止。 參考書目
M.Zeleny, Multiple Criteria Decision Making, McGrawHill, New York,1982.