运营决策之约束优化模型constrained optimization model

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约束优化模型constrained optimization model将运营决策以数学模型进行表现,从而计算最有决策(decision)或方案(solution)。需要定义三个方面,首先是决策变量Decision variables,比如维保费用,人工费用等;目标函数Objective function,即表述目标产能或利润的计算公式;约束constraints代表一系列的条件限制,比如不得超预算等。

假设某单位为追求最大生产力Productivity确保市场需求,有两种设备类型:M产能为5吨/小时;Y产能为3吨/小时;而使用M设备的维保因子为2,Y设备为3,年度预算不得超过24,000小时;设备人员费用为:M3,Y1.5,年度预算不得超过18,000小时;试决策该两台设备的生产方案。

第一步首先选择决策变量,影响最终决策的因素为两台设备M与Y,所以讲M与Y设定为决策变量;

第二步建立目标函数: 首先是产能OEE,表示为5M+3Y,再者为维保花费,表示为2M+3Y,最后是人员花费,表示为3M+1.5Y。

第三步约束表述:首先是产能OEE最大化,即5M+3Y趋近于无穷大,也就是M需要无穷大,其为第一决策因素; 维保与人员费用为第二决策因素:维保预算不超预算,即2M+3Y<=24,000;人员目标函数为3M+1.5Y<=18,000。

第四步明确决策变量约束:经运算得出:第一决策因素:M=OO; 第二决策因素:M<=3,000, Y<=6000

第五步明确决策:M=500,Y=100; 年度产能计算为:5M+3Y=5*3000+3*6000=33000吨/年

(由于第一决策因素或变量为产能,而产能由小时决定,所以第二决策变量的费用需要转化为小时数,该例子为了简化计算,直接将维保或人工费用转化为小时数;如果有费用约束,如人工,则由小时人工费转化总人工费用为约束小时数)。

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