系统工程与运筹学试题和答案汇总.doc

系统工程与运筹学试卷说明：闭卷考试，考试时间120分钟。一、 名词解释（每题5分，计20分）1、 系统：是由相互依赖、相互联系、相互制约、相互作用的若干部分，按照一定的方式，为了一定的目的组合而成的存在于特定环境之中并具有一定功能的有机整体。2、 最小部分树：在给定连通图中，求得一棵部分树，使得树的内边长度总和最小，这棵树就叫最小部分树。3、 效用：为了体现决策者的主观作用，可把费用、价值等指标转换为效用，效用是决策者价值观念的反映，反映决策者的冒险程度和主观意识。4、 可行解：凡满足约束条件AX=b，X0的解叫可行解。二、 简答题（计30分）1、简述系统工程研究问题的基本观点。（8分）基本观点是：整体性观点：采用以整体为出发点，以整体为归宿的观点；综合性观点：把各因素、各部分联合起来加以考察，从关联中找出事物规律性和共同性；科学性观点：要准确、严密、有充足科学依据地去论证一个系统发展和变化的规律性；关联性观点：从系统各部分的关联中探索规律性的观点；实践性观点：勇于实践，在实践中丰富和完善，以及发展系统工程学理论。2、说明化多目标为单目标的方法有哪些？其原理及应用时注意的问题是什么？（8分）加权平均和法：要注意目标值都求最大或最小时才能使用，要求各目标的数量级和量纲相同，新目标有一定的经济意义；数学规划法：要选择一个最重要的目标，其它的所有目标都满足一个上、下限的约束；目的规划法：为所有目标确定一个预期达到的目标值，使做出的决策与该值越接近越好；费用效果分析法：将系统目标分为二大类，一类费用型，一类效果型，组合成一个单目标；满意度法：系统有多个目标，且每个目标可确定一上、下界，去设计一个满意度函数来表示。3、 说明不确定决策的基本条件。（7分）决策者有明确的目标，有二种以上决策者无法控制的不确定因素，有二种以上方案可供选择，可估计出不同方案在各种不确定因素出现时的损益值。4、 简述双代号网络图绘制的基本规则。（7分）规则：只允许一个总的开工事项和总的完工事项；所有箭线方向必须由左到右，不允许出现回路；事项号码必须从小到大；由同一事项进入某一事项的工作只能有一条；箭线尽量避免交叉。三、计算题（每题10分，计30分）1、求图1所示网络由S至T的最大流（括号中第一个数字为允许流量，第二个数字为可行流量）。1 (5，4 3（11,6）S (7，2 (6，3 (11，7(12,5 2 (10，4 T图1 网络图2、求图2由1点出发的最短路径。6图2 网 络 图3、某书店希望订购一种最新出版的新书。估计本月销售量可能为40，80，120，160册，其概率分别为0.2、0.3、0.4、0.1。假设每本书的订购价8元，销售价为10元，如卖不掉，处理价为6元可全部售出。如果以机会损失最小为目标，该书店本月应订购多少册新书。四、建立模型（计10分）某车间混凝土生产能力为20吨/小时，每天工作八小时，现有两个工地需要混凝土，需要A混凝土150吨，需要B混凝土100吨。两种混凝土的构成、单位利润及车间拥有的原料见表1，现管理者提出：a 充分利用生产能力；b 加班不超过2小时；c 产量尽量满足两工地需求；d 力争实现利润2万元/天。试建立目标规划模型拟定一个满意的生产计划。表1： 产品原料AB拥有量（吨）10.350.258020.550.65130单位利润(元/吨10080五、建模并求解（10分）某企业生产A、B两种产品，企业拥有的资源、单位产品消耗和单位产品利润表见表2，以利润最大化为目标模型的最终单纯形表见表3，1 如果资源3减少20，对目标有何影响，为什么？2 写出对偶问题并求解。表2 资源、单位产品消耗和单位产品利润表产品 资源AB拥有量资源12180资源21145资源31390单位产品利润108表3： 最终单纯形表Cj-10-8000CBXBbX1X2X3X4X5-10X135101-10-8X21001-1200X525002-51-z-430判断数00260参考答案一、名词解释（每题5分，计20分）5、 系统：是由相互依赖、相互联系、相互制约、相互作用的若干部分，按照一定的方式，为了一定的目的组合而成的存在于特定环境之中并具有一定功能的有机整体。6、 最小部分树：在给定连通图中，求得一棵部分树，使得树的内边长度总和最小，这棵树就叫最小部分树。7、 效用：为了体现决策者的主观作用，可把费用、价值等指标转换为效用，效用是决策者价值观念的反映，反映决策者的冒险程度和主观意识。8、 可行解：凡满足约束条件AX=b，X0的解叫可行解。二、简答题（计30分）1、简述系统工程研究问题的基本观点。（8分）基本观点是：整体性观点：采用以整体为出发点，以整体为归宿的观点；综合性观点：把各因素、各部分联合起来加以考察，从关联中找出事物规律性和共同性；科学性观点：要准确、严密、有充足科学依据地去论证一个系统发展和变化的规律性；关联性观点：从系统各部分的关联中探索规律性的观点；实践性观点：勇于实践，在实践中丰富和完善，以及发展系统工程学理论。2、说明化多目标为单目标的方法有哪些？其原理及应用时注意的问题是什么？（8分）加权平均和法：要注意目标值都求最大或最小时才能使用，要求各目标的数量级和量纲相同，新目标有一定的经济意义；数学规划法：要选择一个最重要的目标，其它的所有目标都满足一个上、下限的约束；目的规划法：为所有目标确定一个预期达到的目标值，使做出的决策与该值越接近越好；费用效果分析法：将系统目标分为二大类，一类费用型，一类效果型，组合成一个单目标；满意度法：系统有多个目标，且每个目标可确定一上、下界，去设计一个满意度函数来表示。5、 说明不确定决策的基本条件。（7分）决策者有明确的目标，有二种以上决策者无法控制的不确定因素，有二种以上方案可供选择，可估计出不同方案在各种不确定因素出现时的损益值。6、 简述双代号网络图绘制的基本规则。（7分）规则：只允许一个总的开工事项和总的完工事项；所有箭线方向必须由左到右，不允许出现回路；事项号码必须从小到大；由同一事项进入某一事项的工作只能有一条；箭线尽量避免交叉。三、计算题（每题10分，计30分）1、求图1所示网络由S至T的最大流（括号中第一个数字为允许流量，第二个数字为可行流量）。1 (5，4 3（11,6）S (7，2 (6，3 (11，7(12,5 2 (10，4 T图1 网络图（S+,5）解：（ 1 ）对图进行标记（ 3 分） （-,+）1S（11,6）(12,5(7,2(5，4(6，3(11，7（1+,1）32T（S+,7）(10，4（3+,1）（2+,6）（2）寻找到扩充流1 S-2-T 可扩充 min,7,6=6 （2分）2 S-1-3-T 可扩充 min,5,1,1=1 （2分）（3）对其进行扩充（2分）（S+,4）（S+,1）（-,+）13TS2（11,7）(12,11(7,2(5，5(6，3(10，10(11，8（2+,3）（3+,3）（1+,4）寻找扩充流 S-1-2-3-T 可扩充313TS2（11,10）(12,11(7,5(5，5(6，6(10，10(11，11最大流f=11+10=21（1分）解答方案不唯一，fmax=212、求图2由1点出发的最短路径。 6a(i,j i 与 j 相邻 解：列表求解，构造aij= 0 i=j i与j不相邻lsj(1= aijkl sj (i =min l sk (i-1 + a(k,j i=2,3, ,n-1 aij12345105-1-10002-2062555304-1-1-143403-1-1-1502(1-42图2 网 络 图1点到各点最短距离为1-1 01-2 51-3 -11-4 -11-4-5 23、某书店希望订购一种最新出版的新书。估计本月销售量可能为40，80，120，160册，其概率分别为0.2、0.3、0.4、0.1。假设每本书的订购价8元，销售价为10元，如卖不掉，处理价为6元可全部售出。如果以机会损失最小为目标，该书店本月应订购多少册新书。解：建立收益矩阵（4分） 销量订购 P40801201600.20.30.40.14080120160800-80-160801608008016024016080160240320转化为机会损失矩阵 （3分） （3分）4080120160L(Aimin(L0.20.30.40.1408012016008016024080080160160800802401608001126464128选择订购量为80或120本可使机会损失最小。四、建立模型（计10分）某车间混凝土生产能力为20吨/小时，每天工作八小时，现有两个工地需要混凝土，需要A混凝土150吨，需要B混凝土100吨。两种混凝土的构成、单位利润及车间拥有的原料见表1，现管理者提出：a 充分利用生产能力；b 加班不超过2小时；c 产量尽量满足两工地需求；d 力争实现利润2万元/天。试建立目标规划模型拟定一个满意的生产计划。表1： 供应站的材料拥有量、各城市的需求量及单位运费产品原料AB拥有量（吨）10.350.258020.550.65130单位利润(元/吨10080解：设x1,x2为两种混凝土的生产量，建立目标约束：P1级 1 x1+x2+d1-d1+=160 d1- 0P2级 x1+x2+d2-d2+=200 d2+ 0P3级 x1+ d3-=150 d3- 0x2+ d4-=100 d4- 0P4级 100x1+80x2+d5-d5+=20000 d5- 0建立绝对约束：0.35x1+0.25x2800.55x1+0.65x2130x1,x20 di-,di+ 0 i=1,2,5 （各1分）目标函数：Zmin= P1d1-+P2d2+P3(5d3-+4d4-+P4d5- （2分）五、建模并求解（10分）某企业生产A、B两种产品，企业拥有的资源、单位产品消耗和单位产品利润表见表2，以利润最大化为目标模型的最终单纯形表见表3，3 如果资源3减少20，对目标有何影响，为什么？4 写出对偶问题并求解。表2 资源、单位产品消耗和单位产品利润表产品 资源AB拥有量资源12180资源21145资源31390单位产品利润108表3： 最终单纯形表Cj-10-8000CBXBbX1X2X3X4X5-10X135101-10-8X21001-1200