winqsb软件操作

winqsb软件操作 实验一 WinQSB的基本操作 一、实验目的 了解WinQSB软件基本构成、运行界面和基本操作方法，使学生能基本掌握WinQSB软件常用命令和功能。了解WinQSB软件在Windows环境下的文件管理操作。 二、实验平台和环境 WinQSB是QSB的Windows版本，可以在Windows9X/ME/NT/2000/XP平台下运行。WinQSB V1.0共有19个子系统，分别用于解决运筹学不同方面的问，详见表,-,。 表1-1 1 三、实验内容和要求 ,.学会WinQSB的安装和启动方法 ,.熟悉WinQSB的界面和各项基本操作 ,.能用WinQSB软件与office文档交换数据。 四、实验操作步骤 1.4.1安装 WinQSB的安装比较简单。双击Setup.exe，弹出窗口如图1-1所示: 图1-1 输入要安装到哪个目录，点Continue按钮，弹出窗口如图1-2所示: 2 图1-2 输入用户名和公司或组织名称，点Continue按钮进行文件的复制，完成后弹出窗口如图1-3: 图1-3 显示安装完成，点“确定”退出。 WinQSB软件安装完毕后，会在开始程序中生成,,个菜单项，分别对应运筹学的,,个问题。如图1-4所示: 3 图1-4 具体功能见表1-1。 针对不同的问题，选择不同的子菜单项，运行相应的程序，然后使用File菜单下的New Problem菜单来输入所需数据。 1.4.2运行 WinQSB基本上有三种窗口:启动窗口、数据输入窗口、结果输出窗口。现以Linear and Integer Programming为例加以说明: ,.启动窗口。在开始菜单中选择Linear and Integer Programming，运行后出现启动窗口如下图1-5所示: 图1-5 (,)标题栏:显示了程序的名称。 (,)菜单栏:共有两个菜单:File和Help。 File菜单只有三个子菜单:New Problem、Load Problem和Exit。 New Problem:创建新问题 Load Problem:装载问题 Exit:退出 4 Help菜单为帮助菜单(略) (,)工具栏:提供了执行菜单栏各功能的快捷按钮。 (,)信息栏:把鼠标移动到工具栏按钮上时，信息栏会给出相应的说明信息。 ,.数据输入窗口:在File菜单中选择New Problem菜单(或在工具栏上按新 建按钮)，出现对话框如图1-6所示: 图1-6 注意:对应于不同的子程序，弹出对话框的内容是不同的。 点击OK按钮，进入数据输入窗口。如图1-7所示: 图1-7 (,)菜单栏:共有9个菜单:File、Edit、Format、Solve and Analysis、Results (此处为灰色不可用)、Utilities、Window、WinQSB和Help。 File菜单:共有,个子菜单，如图1-4-8。 5 图1-8 New Problem:新建问题。 Load Problem:装载问题 Close Problem:关闭问题 Save Problem:保存问题 Save Problem As:问题另存 Print Problem:打印问题 Print Font:打印字体 Print Setup:打印设置 Exit:退出 Edit菜单，如图 1-9 图1-9 需要注意的是除了剪切复制等的第一部分和Undo的第二部分外，其它部分的子菜单会由于所选程序的不同而不同。具体见后面实验中各问题的详细解法。 Format菜单，如图1-10 6 图1-10 Number:选择数字的显示格式。选择此菜单，弹出窗口如图 1-11 图1-11 Font:选择显示字体(为Windows标准的字体对话框) Alignment:电子表格文字的对齐方式。选择此菜单，弹出窗口如图 1-12 图1-12 左上部分为文字对齐方式(左、右、中) 右上部分为对齐方式的应用范围(应用于所有列、首行、首列、选定的列) Row height:调节电子表格行高。 Column weight:调节电子表格列宽。 根据子程序的不同，Format菜单中会有不同的子菜单。具体见后面各问题的详 细解法。 7 Solve and Analysis菜单，如图 1-13 图1-13 它也会根据不同的子程序而有不同的子菜单，主要的是: Solve the Problem:求解问题 Solve and Display Steps:求解并显示过程 Utility菜单 此菜单较简单，主要是提供了几个小工具，有Calculator(计算器)、Clock(时 钟)和Graph/Chart(图表)。 Window菜单，如图 1-14 图1-14 此处会显示已经打开的子窗口的名称，可方便的进行切换。 Cascade:层叠，各子窗口的显示如图1-15所示: -15 图1 Title:平铺，各子窗口的显示如图1-16所示: 8 图1-16 WinQSB菜单 WinQSB菜单提供了WinQSB的,,个功能的菜单，可在此处方便的打开其它 子程序。 Help菜单 提供了WinQSB的帮助。 (,)工具栏:此处提供了比启动窗口更丰富的工具按钮。 (,)主窗口:在此处输入具体问题的数据。 ,.结果输出窗口:在输入了数据之后，选择Solve and Analysis菜单下的Solve the Problem菜单，问题求解后弹出结果输出窗口如图1-17所示: 图1-17 (,)此窗口有,个菜单:File、Format、Result、Utilities、Window和Help。 File菜单，如图1-18 9 图1-18 Print:打印 Quick Print Window:快速打印窗口 Save As:结果另存 Copy to Clipboard:复制到剪贴板 Print Font:打印字体设置 Print Setup:打印设置 Exit:退出 Result菜单 主要是对问题进行各种不同的分析和显示。根据不同的子程序会有所不同 Format、Utilities、Window和Help菜单同数据输入窗口中的菜单。 (,)工具栏:提供了命令的快捷按钮。 (,)结果显示窗口:把问题的计算结果以表格或图形的形式显示出来。 1.,.3 WinQSB与Excel表格交换数据 (,)从Excel表格中复制数据到winQSB:先选中Excel中要复制的数据(如图1-4-19)，点击复制或按“Ctrl+C”键，然后在winQSB的电子表格编辑状态下选中要粘贴的单元格(如图1-4-20)，点击粘贴或按“Ctrl+V”键完成复制。 注意:粘贴过程与在电子表中的粘贴有区别。在WinQSB中选中的单元格应与在电子表中选中的单元格(行列数)相同，否则只能复制部分数据。例如在Excel电子表中复制3行10列，在WinQSB中选中3行5列粘贴，则只能复制3行5列的数据。 图 1-19 图1-20 (,)把WinQSB数据输入窗口中的数据复制到Excel表格:先清空剪贴板(可用Excel 10 中Edit菜单下的office剪贴板来清空)，然后在WinQSB表格中选中要复制的数据，选Edit菜单下的Copy，然后在Excel表格中复制即可。 (,)把WinQSB结果输出窗口中的数据复制到Excel表格:先清空剪贴板，然后在WinQSB结果输出表格中选中要复制的数据，选File菜单下的Copy to clipboard，然后在Excel表格中复制即可。 五、分析讨论题 1. WinQSB主要功能是什么, 2. WinQSB与电子表格Excle比较有何异同, 11 附录:WinQSB用法简介 WinQSB是Quantitative Systems for Business的缩写，WinQSB是一种教学软件，里面有大量的模型，对于非大型的问题一般都能计算，较小的问题还能演示中间的计算过程。为此将WinQSB求解运筹学相关问题的使用方法简介如下。内容包括:线性规划划及整数规划、目标规划、分配问题、运输问题、最短路问题、最小部分树问题、网络最大流问题、货郎担问题、评审技术、二人零和对策、决策分析。 1.winQSB求解线性规划及整数规划 [例]求解线性规划问题: 第1步:生成表格 选择“程序，生成对话框: 问题题头(Problem Title):没有可不输入; 变量数(Number of Variables):2; 约束条件数(Number of Constraints):3; 12 目标优化条件(Objective Criterion):最小(Minimization) 数据输入格式(Data Entry Format):矩阵式电子表格式(Spreadsheet Matrix Form) 变量类型(Default Variable Type): 非负连续变量选择第1个单选按钮(Nonnegative continuous); 非负整型变量选择第2个单选按钮(Nonnegative integer); 二进制变量选择第3个按钮(Binary[0,1]); 自由变量选择第4个按钮(Unsigned/unrestricted)。 第2步:输入数据 单击“OK”，生成表格并输入数据如下: 注:第1行为目标系数;2~4行为约束系数、约束符及右端项;第5行为变量下限;第6行为变量上限，第7行为变量类型。 第3步:求解 选择“Solve and Analyze”菜单，在二级菜单中: 若选择“Solve and Display Steps”，显示单纯形法迭代步骤，选择“Simplex Iteration”直到最终单纯形表。 若选择“Solve the Problem”，生成如下运行结果: 决策变量(Decision Variable):x1、x2 最优解:x1=60,x2=30; 目标系数:c1=4000,c2=3000; 最优值:330000;其中x1贡献240000、x2贡献90000; 检验数，或称缩减成本(Reduced Cost):0,0。即当非基变量增加一个单位时，目标值的变动量。 13 目标系数的允许减量(Allowable Min.c[j])和允许增量(Allowable Max.c[j]):目标系数在此范围变量时，最优基不变。 约束条件(Constraint):C1、C2、C3 左端(Left Hand Side):12000、30000、15000 右端(Right Hand Side):12000、20000、15000 松驰变量或剩余变量(Slack or Surplus):该值等于约束左端与约束右端之差。为0表示资源已达到限制值，大于0表示未达到限制值。 影子价格(Shadow Price):6.6667、0、16.6667，即为对偶问题的最优解。 约束右端的允许减量(Allowable Min.RHS)和允许增量(Allowable Max.RHS):表示约束右端在此范围变化，最优基不变。 2.winQSB求解目标规划 [例]求解目标规划: 第1步:生成表格 选择“程序，弹出对话框: 14 输入:目标约束数(Number of Goals)“3” 决策变量数(Number of Variables)“2” 系统约束数(Number of Constraints)“2” 目标要求(Default Goal Criteria):因3个目标不同，第1、2个目标极大化，第3个目标极小化，可任选1个按钮，之后再进行调整。 数据输入方式(Data Entry Format)，采取默认的表格形式。 变量数据类型(Default Variable Type):默认的为非负连续型。 单击“OK”，生成表格: 第2步:修改目标要求，输入数据 从系统菜单选择，弹出对话框: 15 选择第3个目标约束，将Maximize改为Minimeze，“OK”，输入数据，得: 第3步:求解 从菜单选择，生成如下运行结果: 16 决策变量x1=6.67,x2=10 目标值:G1=16.67，G2=10，G3=6.67 3.winQSB求解分配问题 ]求解最小化分配问题: [例 第1步:生成表格 选择“程序弹出对话框: 17 问题类型(Problem Type):分配问题(Assignment Problem) 优化条件(Objective Criterion):最小(Minimization) 数据输入格式(Data Entry Format):电子表格形式(Spreadsheet Matrix Form) 任务数(Number of Objects):3 人员数(Number of Assignments):3 第2步:输入数据 单击“OK”，并输入数据: 第3步:求解 从系统菜单选择lem”，生成如下运行结果: 即第1项任务分配给第1个人、第2项任务分配给第2个人、第3项任务分配给第3个人，目标函数值22。 18 4.winQSB求解运输问题 第1步:生成表格 选择“程序，弹出对话框: 问题类型(Problem Type):运输问题(Transportation Problem) 优化条件(Objective Criterion):最小(Minimization) 数据输入格式(Data Entry Format):电子表格形式(Spreadsheet Matrix Form) 产地数(Number of Sources):3 销地数(Number of Destinations):4 第2步:输入数据 单击“OK”，并输入数据: 19 第3步:求解 ，生成如下运行结果: 从系统菜单选择 即: :16 产地1调运销地2 产地1调运销地4:4 产地2调运销地1:23 产地2调运销地4:11 产地3调运销地3:25 产地3调运销地4:4 目标函数值:1156 5.winQSB求解最短路问题 ]求解最短路问题: [例 4 20 v4 5 4 3 3 v7 v8 v3 v5 v2 v1 v6 2 4 2 2 2 2 2 8 3 第1步:生成表格 21 选择“程序，弹出对话框: 问题类型(Problem Type):最短路问题(Shortest Path Problem) 优化条件(Objective Criterion):最小(Minimization) 数据输入格式(Data Entry Format):电子表格形式(Spreadsheet Matrix Form) 节点数(Number of Nodes):8 第2步:输入数据 单击“OK”，并输入数据: 第3步:求解 从系统菜单选择，弹出对话框: 22 选择“发点(Click to select a start node)”为“Node1”和“收点(Click to select an end node)”为“Node8”，单击 “求解(Solve)”生成如下运行结果: 即:，最短路长:8 6.winQSB求解最小部分树问题 [例]求解最小部分树问题: 4 v4 5 4 3 3 23 v7 v8 v3 v5 v2 v1 v6 2 4 2 2 2 2 2 8 3 第1步:生成表格 24 ，弹出对话框: 选择“程序 问题类型(Problem Type):最小部分树问题(Minimal Spanning Tree) 优化条件(Objective Criterion):最小(Minimization) 数据输入格式(Data Entry Format):电子表格形式(Spreadsheet Matrix Form) 节点数(Number of Nodes):8 第2步:输入数据 单击“OK”，并输入数据: 第3步:求解 从系统菜单选择，生成如下运行结果: 25 v4 v7 v8 v3 v5 v2 v1 v6 2 2 2 2 2 2 3 v5 即: 26 支撑树的权=15。 7.winQSB求解网络最大流问题 [例]求解网络最大流问题: 第1步:生成表格 选择“程序，弹出对话框: 27 问题类型(Problem Type):网络最大流问题(Maximal Flow Problem) 优化条件(Objective Criterion):最大(Maximization) 数据输入格式(Data Entry Format):电子表格形式(Spreadsheet Matrix Form) 节点数(Number of Nodes):7 第2步:输入数据 单击“OK”，并输入数据: 第3步:求解 从系统菜单选择，弹出对话框: 28 选择左侧“发点”和右侧“收点”，单击“求解(Solve)”生成如下运行结果: 即: 从节点1到节点7的最大流:20 8.winQSB求解货郎担问题 29 第1步:生成表格 选择“程序 Program”，弹出对话框: 问题类型(Problem Type):货郎担问题(Traveling Salesman Problem) 优化条件(Objective Criterion):最小(Minimization) 数据输入格式(Data Entry Format):电子表格形式(Spreadsheet Matrix Form) 节点数(Number of Nodes):4 第2步:输入数据 单“OK”，并输入数据: 第3步:求解 30 从系统菜单选择，弹出对话框: 最近距离(Nearest Neighbor Heuristic)、最小成本(Cheapest Insertion Heuristic)、双向交流式(Two-way Exchange Improvement Heuristic)、分枝定界法(Branch and Bound Method)四种方法选择其一。单击“Solve”，生成如下运行结果: 即:，最小距离:23 9.winQSB求解计划评审技术 [例]某建筑公司从一所大学那里成功中标了一个新教学大楼建设项目，学校要求这个新教学大楼必须在一年内能够投入使用。合同包括下面列出的一些条款:(1)若建筑公司在49周之内不能完成此建设任务，就要赔偿25万元。(2)若 此项目能在41周内完工，建筑公司就会获得18万元的额外奖金奖励。完成这个建筑项目所需工序及各工序所需的时间(周)见表。 建筑公司希望能够按时完成该建设项目，以及可能会取得进度上的提前。试 第1步:生成表格 31 选择“程序，弹出对话框: 活动数(Number of Activities):14 时间单位(Time Unit):week(周) 问题类型(Problem Type):确定型(只有正常活动时间)选择“Deterministic CPM”;概率型(包括正常活动时间、乐观时间和悲观时间)选择“Probabilistic PERT” 数据输入格式(Data Entry Format):电子表格(Spreadsheet) 数据范围(Select CPM Data Field):可选项(多选)有正常时间(Normal Time)、赶工时间(Crash Time)、正常成本(Normal Cost)、赶工成本(Crash Cost)、实际成本(Actual Cost)、完成的百分比(Percent Complete) 第2步:输入数据 单击“OK”，并输入数据: 32 紧前活动(Immediate Predecessor):输入活动编号，多个紧前活动用逗号“,”分开。 第3步:求解 从系统菜单选择，生成如下运行结果: 运行结果中: 关键线路(On Critical Path):“yes”为关键线路、“No”为非关键线路; 最早开始时间(Earliest Start):表示紧前活动已完成，可以开始的时刻; 最早完成时间(Earliest Finish):表示最早可以完成的时刻; 最迟开始时间(Latest Start):表示不影响后续活动开始的最迟开始时刻; 最迟完成时间(Latest Finish):表示在最迟开始时刻开始经过活动时间而完成的时刻; 33 富余时间(Stack):富余时间为0的为关键线路。 若从菜单选择:，还可生成网络图: 计算结果显示:完成时间为44周，正常情况下不会发生25万元的罚款;若要提前到41周完成以获得18万元的奖励，需要看赶工成本是否合算。 10.winQSB求解二人零和对策 第1步:生成表格 [例]求下列支付矩阵的二人零和对策的最优策略。 (1);(2) (1) 选择“程序，弹出对话框: 问题类型(Problem Type):选择“二人零和对策(Two-player, Zero-sum Game)” 局中人1的策略数(Number of Strategies for Player1):5 局中人2的策略数(Number of Strategies for Player2):5 第2步:输入数据 单击“OK”，并输入数据: 34 第3步:求解 从系统菜单选择，生成如下运行结果: 最优纯策略(The Best Pure):局中人1采用策略1(Strategy1-1);局中人2采用策略4(Strategy2-4);赢得值:4。 同样方法求得(2)的最优策略: 最优混合策略: 35 局中人1以0.25的概率使用策略1、以0.5的概率使用策略2、以0.25的概率使用策略3; 局中人2以0.25的概率使用策略1、以0.25的概率使用策略2、以0.25的概率使用策略3。 期望赢得值:0 11.winQSB求解决策分析 第1步:生成表格 选择“程序 问题类型((Problem Type):收益表分析(Payoff Table Analysis) 自然状态数(Mumber of the States of Nature):3 决策数(Number of Decision Alternatives):3 第2步:输入数据 单击“OK”，并输入数据: 36 第3步:求解 从系统菜单选择，生成如下运行结果: 即: 悲观准则(Maximin):最优方案:3，决策值:10 乐观准则(Maximax):最优方案:1，决策值:60 乐观系数准则(Hurwicz):最优方案:1，决策值:27 最小后悔值准则(Minimax Regret):最优方案:1，决策值:16 等概率准则(Equal Likelibook):最优方案:1，决策值:21.33 期望后悔值(Expected Regret):最优方案:1，决策值:10.7 无信息期望值(Expected Value without any Information):20.8 完全信息期望值(Expected Value with Perfect Information):32.5 信息的价值(Expected Value of Perfect Information):10.7 37