了得網經濟_CPLEX基礎與供應鏈管理中的應用

內容簡介

本書試圖將ILOG CPLEX與供應鏈管理中的關鍵優化問題結合起來。首先介紹CPLEX的基本功能，以及CPLEX OPL建模語言的語法。然後在此基礎上，結合供應鏈管理中供應鏈網絡設計、生產計劃、車輛調度等一繫列重要問題，繫統性建立相應實例的運籌優化模型。後，本書通過構建CPLEX項目，有效實現了問題求解。

本書可作為高等學校理工科類、人文社科類各專業的本科生和研究生的教材和參考用書，也可供科技工作者和教師學習和應用CPLEX平臺解決企業供應鏈管理問題時參考，還可以作為讀者查詢供應鏈運作優化問題求解方法的工具書。

第1章 IBM ILOG CPLEX簡介 1
1.1 發展歷程 1
1.2 Optimization Studio的安裝 2
1.3 CPLEX Studio IDE操作界面 4
1.3.1 界面組成 5
1.3.2 視圖操作 9
1.4 CPLEX API接口 10
1.4.1 Python調用CPLEX 10
1.4.2 Java調用CPLEX 13
1.4.3 MATLAB調用CPLEX 16
1.4.4 C 調用CPLEX 17
1.5 CPLEX在供應鏈管理中的應用 21
1.5.1 供應鏈管理概述 21

第1章 IBM ILOG CPLEX簡介 1

1.1 發展歷程 1

1.2 Optimization Studio的安裝 2

1.3 CPLEX Studio IDE操作界面 4

1.3.1 界面組成 5

1.3.2 視圖操作 9

1.4 CPLEX API接口 10

1.4.1 Python調用CPLEX 10

1.4.2 Java調用CPLEX 13

1.4.3 MATLAB調用CPLEX 16

1.4.4 C 調用CPLEX 17

1.5 CPLEX在供應鏈管理中的應用 21

1.5.1 供應鏈管理概述 21

1.5.2 供應鏈管理中的優化問題 21

第2章 CPLEX OPL項目操作及示例 24

2.1 在OPL項目窗口中處理項目 24

2.1.1 OPL項目介紹 24

2.1.2 OPL項目管理基本操作 27

2.1.3 OPL項目導入 30

2.2 OPL項目示例 32

2.2.1 示例背景 32

2.2.2 新建項目 32

2.2.3 執行運行配置 37

2.2.4 查看解法 38

2.2.5 保存和恢復結果 39

2.2.6 查看輸出選項卡 41

第3章 OPL建模語言 48

3.1 OPL簡介 48

3.1.1 OPL基本介紹 48

3.1.2 OPL和IBM ILOG 腳本語言的區別 48

3.2 OPL常用符號 49

3.2.1 算術運算符 50

3.2.2 關繫運算符 51

3.2.3 邏輯運算符 51

3.2.4 集合運算符 52

3.2.5 其他符號 53

3.3 數據類型 55

3.3.1 基本數據類型 55

3.3.2 數據結構 56

3.4 數據源 65

3.4.1 數據初始化 65

3.4.2 數組初始化 67

3.4.3 &nb組初始化 69

3.4.4 Excel表格輸入/輸出 70

3.5 決策變量聲明 73

3.5.1 決策變量類型 73

3.5.2 決策變量的表達式 75

3.6 目標函數 76

3.6.1 值函數 76

3.6.2 小值函數 76

3.6.3 分段線性函數 76

3.6.4 分步函數 77

3.7 約束 78

3.7.1 使用約束 78

3.7.2 約束標簽 80

3.7.3 約束類型 81

3.8 形參 82

3.8.1 基本形參 82

3.8.2 組 83

3.9 OPL語言模塊 84

3.9.1 預處理模塊 84

3.9.2 正在處理模塊 86

3.9.3 後處理模塊 87

3.9.4 流程控制模塊 87

第4章供應鏈管理典型問題及CPLEX實現 89

4.1 供應鏈運作管理問題 89

4.2 單周期生產問題 90

4.2.1 問題描述 91

4.2.2 模型建立 92

4.2.3 CPLEX程序設計 93

4.3 具有固定費用的單周期生產問題 95

4.3.1 固定費用問題描述 95

4.3.2 模型建立 96

4.3.3 CPLEX程序設計 97

4.4 多周期生產的庫存問題 100

4.4.1 問題描述 100

4.4.2 模型建立 100

4.4.3 CPLEX程序設計 102

第5章供應鏈網絡布局問題及CPLEX實現 105

5.1 供應鏈網絡布局問題 105

5.1.1 問題描述 105

5.1.2 模型建立 107

5.1.3 CPLEX程序設計 109

5.2 考慮直配模式的供應鏈網絡布局問題 113

5.2.1 問題描述 113

5.2.2 模型建立 113

5.2.3 CPLEX程序設計 115

第6章生產排程問題及CPLEX實現 120

6.1 生產排程問題概述 120

6.2 簡單的生產排程問題 121

6.2.1 問題描述 121

6.2.2 模型構建 121

6.2.3 CPLEX程序設計 122

6.3 考慮庫存與配送的生產排程問題 125

6.3.1 問題描述 125

6.3.2 模型構建 125

6.3.3 CPLEX程序設計 127

第7章運輸車輛調度問題及CPLEX實現 131

7.1 車輛調度問題概述 131

7.1.1 車輛調度問題的定義及構成要素 131

7.1.2 車輛調度問題的分類 132

7.1.3 車輛調度問題的求解方法 133

7.2 簡單的車輛調度問題 134

7.2.1 問題描述 134

7.2.2 模型構建 135

7.2.3 CPLEX程序設計 136

7.3 考慮時間窗的車輛調度問題 139

7.3.1 問題背景 139

7.3.2 問題描述 139

7.3.3 模型構建 140

7.3.4 CPLEX程序設計 142

第8章復雜情景車輛智能調度問題及CPLEX實現 146

8.1 考慮限號的車輛調度問題 146

8.1.1 問題背景 146

8.1.2 問題描述與分析 146

8.1.3 模型構建 147

8.1.4 CPLEX程序設計 148

8.2 考慮充電和時間窗的車輛調度問題 152

8.2.1 問題背景 152

8.2.2 問題描述 152

8.2.3 模型構建 154

8.2.4 CPLEX程序設計 156

附錄A CPLEX基本技術問題 162

附錄B CPELX相關求解過程中的問題 167

參考文獻 172

前言

IBM ILOG CPLEX Optimization Studio是IBM公司開發的面向優化業務決策的工具平臺，其中CPLEX優化引擎是該平臺的核心。該平臺具有優化求解速度快，語言簡單易懂，兼容多種優化軟件和語言等特點，是一款實用性很強的優化軟件。在當前借助數字科學重塑業務決策流程的數字化新時代，CPLEX優化引擎提供了一個成熟可行的基於數據分析的優化解決方案。

黨的十九屆五中全會將“提升產業鏈供應鏈現代化水平”作為加快發展現代產業體繫、推動經濟體繫優化升級的重點任務。提升產業鏈供應鏈現代化水平，形成具有更強創新力、更高附加值、更安全可靠的產業鏈供應鏈，有利於提高我國產業國際競爭力，塑造我國參與國際合作和競爭新優勢。企業如何提升供應鏈管理水平，不僅對企業提升運營管理效率具有實際意義，而且奠定了供應鏈價值創造和升級改造的科學基礎。供應鏈管理往往涉及網絡優化設計、廠區庫房選址、采購訂單分配、生產計劃與排程、車輛調度等諸多管理優化問題。這些管理問題一般都可以歸類為線性規劃或混合整數規劃問題，而CPLEX在此類問題的求解方面有很大的優勢。因此，CPLEX在供應鏈管理中有著廣泛的應用前景。

本書試圖將ILOG CPLEX與供應鏈管理中一些常見的優化問題結合起來。作者在一線的學校教學和科研服務中，感受到了將企業面臨的大型、復雜問題的建模求解過程梳理清楚的重要性。尤其在眾多的供應鏈運作模型基礎上，讀者需要直觀地獲得模型結論，纔能進行有針對性的管理績效分析，從而推演更有意義的管理內涵。因此，本書在已有文獻和資料的基礎上，融合作者獲得的部分研究成果，將CPLEX軟件的基礎知識與企業實際案例相結合，以使得本書的內容更加充實和全面。

本書由北京交通大學經濟管理學院卞文良副教授進行總體設計、內容撰寫和終審定，馬夏夏主要負責第4章至第6章的撰寫，並負責各章節代碼的檢查驗證，薛皓主要負責附錄部分撰寫和規範性審核。本書的構思和寫作得到了師長、朋友和學生的支持和建議。特別感謝北京交通大學經濟管理學院副院長華國偉教授的支持和幫助！在本書的撰寫過程中，北京交通大學經濟管理學院的研究生馬夏夏、李仕昌、潘嶽、牛勝男、趙紫祎、張文博、郭琪協助完成了大量的資料收集、文字整理以及CPLEX程序實現等工作，作者在此表示深深的感謝！同時，感謝北京交通大學出版社責任編輯田秀青和其他工作人員的辛勤工作與付出，終實現了本書的出版。此外，本書在編寫過程中借鋻和引用了許多參考文獻和網絡資源，在此向有關作者表示感謝！

由於編者知識水平與專業局限，書中難免存在疏漏和不足之處，懇請各位專家和廣大讀者批評指正。

作者
2021年10月18日

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