1、0000 高教社杯全国大学生数学建模竞赛承 诺 书我们仔细阅读了中国大学生数学建模竞赛的竞赛规则.我们完全明白，在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式（包括电话、电子邮件、网上咨询等）与队外的任何人（包括指导教师）研究、讨论与赛题有关的问题。我们知道，抄袭别人的成果是违反竞赛规则的, 如果引用别人的成果或其他公开的资料（包括网上查到的资料） ，必须按照规定的参考文献的表述方式在正文引用处和参考文献中明确列出。我们郑重承诺，严格遵守竞赛规则，以保证竞赛的公正、公平性。如有违反竞赛规则的行为，我们将受到严肃处理。我们参赛选择的题号是（从 A/B/C/D 中选择一项填写）： 我们的参赛报名号为（如果赛区
2、设置报名号的话）： 所属学校（请填写完整的全名）： 参赛队员 (打印并签名) ：1. 2. 3. 指导教师或指导教师组负责人 (打印并签名)： 日期： 年 月 日赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）：0000 高教社杯全国大学生数学建模竞赛编 号 专 用 页赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）：赛区评阅记录（可供赛区评阅时使用）：评阅人评分备注全国统一编号（由赛区组委会送交全国前编号）：全国评阅编号（由全国组委会评阅前进行编号）：0A 题:出版社的资源配置摘 要本文根据题目的要求建立了合理的有限资源分配优化模型，我们借助多种数学软件的优势挖掘出大量数据潜在的信息，并将其合理运用，在
3、此基础上，以利润最大为目标，长远发展为原则，制定出信息不足条件下的量化综合评价体系，并为出版社在2006 年如何合理有效地分配有限的书号资源提供了最佳的分配方案。在本文所建立的模型中，我们采取了层次分析法（AHP） 、数据统计拟合以及整数线性规划相结合的手段，这样既借鉴了层次分析法综合评价的优势，又克服了该法中主观因素的不确定性，使模型更具有科学性，作出了出版社 2006 年的分配方案，如下表最优分配方案表分社（ ）i书号分配量 iM分社（ ）i书号分配量 iM1 计算机类 55 6 机械能源类 382 经管类 33 7 化工化学类 203 数学类 120 8 地理地质类 204 外语类 10
4、2 9 环境类 405 两课类 72 经过对模型的检验，单从生产计划准确度一项来看，模型所得出的结果就比以往的高，这样就首先保证了出版社获得年度稳定利润的前提，其他几个评价指标也都可以得出相似的结论。以 2006 年与 2005 年生产计划的准确度为例，作比较：2005 年的各分社平均生产计划的准确度为 0.702006 年的各分社平均生产计划的准确度为 0.85平均准确度提高约 21%从数据的对比中，我们很容易看出本模型具有较高的有效性和合理性。本文还借助了统计分析法详细分析了几种拟合历年相关统计数据的函数的优劣性，最后选取了较好的拟合函数，从而使得 2006 年的相关指标预测更加可信。在模
5、型的改进和推广部分，我们又提出了一个计算量较小的优化模型，在实际操作中可以先利用该模型从总体上对书号进行大致分配，然后进行局部调整，以期取得最优的方案，获取最大的经济效益。最后，我们根据本文模型的所得出的结论向出版社提供了书号资源分配的合理化建议。关键字：书号分配 层次分析 整数规划 数据统计拟合 综合实力评价1一、问题重述本题目主要讨论如何对 A 出版社（以教材类出版物为主的出版社）进行书号的合理分配，从而使出版社的教材产生最好的经济效益。已知出版社的主要资源如人力资源、生产资源、资金以及管理资源等都捆绑在书号上，它们经过运作过程形成成本和利润。出版社在分配总量有限的书号数的时候，为了获得最
6、佳的经济效益，总社领导每年都要根据各分社提交的生产计划申请书、人力资源情况以及市场信息分析等几个方面作出合理的分配方案。由于在事实上，每个分社所提交的需求书号总量远大于总社的书号总量，因此分配书号一般按照增加强势产品的支持力度的原则进行。资源配置完成以后，各分社（分社以学科划分）根据分配到的书号数量，再重新对学科各课程作出版规划，付诸实施。在实际情况当中，市场信息（主要是需求与竞争力）通常是不完全的，试根据该出版社所掌握的一些数据资料，在信息不足条件下，利用数学建模的方法，提出以量化分析为基础的书号配置方法，给出明确的分配方案，以此向出版社提供有益的建议。二、模型假设（1） 每年的问卷调查结果
7、都是有效的，即调查对象都是如实作答，这就保证了所搜集信息的可靠性，事实上，这一点使很容易满足的，对于这类关系切身利益的调查（因为读者都希望获得更好的教材） ，同学们一般都会积极相应的；（2） 当各分社需求书号总量大于总社书号总量时，总社会按照增加强势产品支持力度的原则来进行书号资源的配置，这是很符合常理的，因为强势产品拥有更大的市场份额、更高的读者满意度以及更多的收益等，所以分配书号应优先考虑强势产品；（3） 不考虑各分社的人力资源的调整，而仅以平均人力资源数作为评价分社生产能力的尺度，这样可以适当地简化模型的复杂度；（4） 与题目相一致，我们假定同一种课程的不同书目价格差别不大，同时销售量也
8、相近，这样就可以获得每一种课程的均价。（5） 读者认为教材评价的四个指标（教材内容，作者权威，印刷及排版质量，教材价格）同等重要，不同读者可能会对四个指标的侧重程度不一样，但是由于调查的数据量很大，整体平均起来，这种偏爱差异便会消除了，这样我们就可认为这四个指标是同等重要的，读者对某本书的整体评价就可以等于对不同指标评价的平均值，这从一定程度上简化了建模的难度和复杂度。（6） 在模型中，我们假设市场占有率信息的获得完全来自调查数据，这是与实际相符的，因为我们在考察某种商品的市场占有率时不可能调查整个市场的情况，所以只能从有限的市场调查数据中来获取，另外其他类学科的统计信息对整个市场的影响很微小
9、，所以我们可以将其忽略，以减少分析的复杂度。三、符号说明2006 年 A 出版社所拥有的待分配书号的数量M分社编号，其中（数字 1，2，3，4，5，6，7，8，9 分别表i)9,21(示下列类别的分社：计算机类，经管类，数学类，外语类，两课类，机械能源类，化学化工类，地理地质类，环境类）2分社所获得的书号数量iM)9,21(i分社每年所提交计划的准确度A分社每年所提交计划的可信度iB, i分社在读者心中的满意程度，简称满意度，反映读者总体对S),(分社所出教材的满意程度。i第 年第 个分社年利润)kLi 9,21,201kki第 年 A 出版社的年收益指数( 第 门课程年平均收益的均值jE)7
10、, j第 门课程年平均收益的方差D教材使用者对第 门课程教材满意度的均值k2,1(k教材使用者对第 门课程教材满意度的方差)分社每年实际总销售量与计划总销售量比值的均值i9, i分社每年实际总销售量与计划总销售量比值的方差1(读者对第 分社第 门课程的满意度均值ijE2 ij读者对第 分社第 门课程满意度的方差D第 个分社申请书号的数量im)9,(i第 年 分社在其出版类别中的市场占有)kR1i ,201kki率教材的利润率（在本题中 为常量）u u， 第 年 分社的年利润指数)(Ui )9,2i ,i第 年 A 出版社的年利润指数k01k，其中 ， 第 年 分社的第 门课Vj, iKj1,2
11、01kkij程的实际销售量， 为 分社所拥有的课程数目i， ， 分社的第 门课程教材的平均售价，其中 为ijp)9,2(i j K分社所拥有的课程数目i分社的年最大工作量，即 分社一年中所能够处理的最大iW,1i i书号数表示第三层（方案层）对于第二层（准则层）中的kijc)4,321;9,(kj准则 中 社 指标与 社 指标的的比值kBikjkB四、问题分析根据题目可知，我们需要在信息不足的条件下，建立有效的模型，给出有限资源配置的合理方法，使出版社获得最好的经济效益。由于题目中所给的数据量很大，条目繁多，这就需要我们通过建立合理的量化指标来进行深入分析。为了实现获得最大收益的目的，同时兼顾
12、出版社的长远发展，在分配书号的时候，我们应该从评价各分社综合实力的角度对问题进行研究。这样既可以满足从整体上对各种因素的综合考虑，又能够体现增强强势产品的支持力度原则。我们建立模型的总体思路是，首先可以通过层次分析法（The Analytic Hierarchy Process，简称 AHP）确定各分社在 2006 年的综合实力排序，然后根据排序结果，结3合题目的各项约束条件，如有限书号资源及人力资源等，利用整数规划方法求出分配给各分社的具体书号数。最后，在模型的检验部分，利用历年的相关数据来检验模型的合理性，并且将其推广到其他类似的应用领域。首先，我们要解决的是如何建立评定综合实力的量化指标
13、。分析题目，我们可以知道影响各分社综合实力的因素主要有以下五个因素：（1） 生产计划的准确度。生产计划的准确度决定各分社实现计划销售量的能力，也是总社考虑分配书号的因素之一，所以说，如何量化生产计划的准确度是建立量化指标的重要组成部分。（2） 人力资源的约束。由于各分社的人力资源数量不一样，所以在进行书号分配时，我们还要考虑各分社人力资源的限制，即总社分配给某分社的书号数不应超过该社所能完成的最大的书号数量。（3） 读者对各分社的满意度。满意度直接影响着出版社的长远发展，所以也要作为一个衡量各分社综合实力的标准。对于满意度的量化，由于调查问卷时是按照数值五分制（1 表示不好，2 表示勉强可以，
14、3 表示一般，4 表示较好，5 表示非常好）来对满意度评价，所以我们可以直接将读者对教材各项打分的平均值作为他对该教材的满意度，这一点由假设（5）可知。（4） 市场占有率。依据附录 2 中的数据，我们知道在整个教材市场中，A 出版社的发行量占有额只是市场的一部分，也就是说每个分社所出的教材都有一定的市场占有率，当分析某个分社的综合实力时，市场占有率也需要考虑，因为在其他条件相同的情况下，市场占有率的高低理所应当该是出版社考虑的首要问题。（5） 利润多少。根据题意可知，利润是 A 出版社最为关心的问题，我们建立模型的一大制约因素也就是如何提高出版社收益的问题，一切问题都应该围绕这个中心，可以说利
15、润应该是评价分社综合实力的首要指标。通过对影响各分社综合实力的因素的分析，我们知道了组成评价综合实力的几个指标。这样，如何合理量化以上这五个评价指标就成了我们需要解决的问题。由于各分社每一年的各项数据都有不同的变化，所以应该考虑利用均值和方差来量化各分社的每项指标。对于各分社生产计划的准确度，因为这一指标较其他指标更加具有随机性，所以不仅要考虑均值的大小，还要考虑每年准确度的分布状况，即方差的大小，因而需要建立一个能够较好反映计划准确度的量化指标。相比之下，其他指标（满意度、市场占有率以及利润多少）通常每年都是会有较大变化的，而且应该呈现某种发展趋势，也就是说它们每年的变化应该有规律性，比如表
16、现出满意度提高或降低，市场占有率增加或减少等等状态，这样就可以考虑对这几项指标的历年数据进行有效拟合，作出指标走势图像并观察它们的变化，进而利用合适的拟合函数求出 2006 年的各项指标预测值，并以此为基础，利用层次分析法分析出 2006 年各分社的预测综合实力排名（这种预测排名对 2006 年的书号分配起着至关重要的指导作用，也就是说这样做是合理的） 。在实际模型建立的过程中，我们只把因素（1） 、 （3） 、 （4）以及（5）作为对各分社综合实力的评价指标，而将因素（2）作为第二步（求整数规划）的约束条件，这是因为各社的人力资源都是固定的，对层次分析时建立的偏爱程度并无直接影响，而且它们每
17、年的生产能力的限制也都是确定的，另外这样也可以减轻建模的复杂度。另外，模型的建立还要考虑各种约束条件，根据建模的总体思路，我们可将它们作为整数线性规划的约束条件，从而使用方便的软件工具 Lingo 求出结果。4分析题目，可知约束条件主要有以下两个：（1）各分社书号的最少分配数。根据题意，总社还要考虑各分社工作上的连续性以及对各分社生产计划一定程度的认可，由此分配书号不应该少于各社申请书号的一半，即应该有不等式（1）)9,21(,imMi成立。（2）各分社获得书号的总数应该与出版社拥有的书号总量相等，即（2） ii91实际建模中，将影响综合指标的因素（2）人力资源作为约束条件（3）加入线性规划模
18、型，即（3）iiWM)9,1(通过以上的详细分析，我们确定出了层次分析法的各项准则，以及各项准则的量化思想，从而根据各分社综合实力的排序结果建立合理的目标函数，通过结合前面的几个约束条件确定出整数规划模型的框架。这样通过两种数学模型的结合，就可以确定出合理的书号优化配置方案，较好地满足题目地要求。最后，还要对该模型进行检验，分析出模型的可靠性以及探讨对其进一步改进的方法。五、模型建立根据上面对问题的分析，我们分三步建立优化分配书号的模型。（1）量化评价综合实力的各项指标1）生产计划准确度各分社每年所作的工作计划都有一个准确度，为了量化每一个分社生产计划的准确度，我们可以通过分析各分社每年实际总
19、销售量与计划总销售量比值来衡量该年的计划准确度，由于各社每年的该比值不尽相同，且都各自围绕某个值上下波动，呈随机形式的分布，这样我们就可以结合各分社历年比值的方差（其中方差可以确定计划的可信程度） ，来建立合理的准确度量化指标：第 个分社的计划可信程度i iiDB1其中 是 分社每年实际总销售量与计划总销售量比值的方差。iD1第 个分社的计划准确度iiiEA1其中 是 分社每年实际总销售量与计划总销售量比值的均值。iE1依次将每个分社生产计划的准确度求解出来，以便在应用层次分析法时形成两两比较判断矩阵。2）读者满意度在引入读者满意度的量化指标时，可以有多种方法，在本模型中，我们5主要利用了两种
20、不同难度和复杂度的方法，它们具有各自的优越性：整体满意度分析这是一种较为粗略的量化方法，它不考虑各分社内部不同课程之间受欢迎程度的差别，只是从读者评价各分社所有课程的满意度出发，计算出读者对某分社的整体满意度。具体方法如下：首先根据读者对不同教材 （）的打分，其中 为 分社所拥有的课ijbiK程数，将四个评价方面的 分值求平均值，不妨设为 ，ij1;9,2 ijb然后按对该分社进行调查的所有问卷的 项求均值，设为 ，并按照历j ijE年的统计数据计算出该分社的年平均的满意度（求均值） ，用它来概括表示读者对该分社的满意程度。细化满意度分析由于方法的结果稍显粗略，所以在评价读者对 分社的满意度时
21、，我i们可以将其细化到对该分社第 门课程的满意度 ，然后与对该课程评价jja的读者的百分比及对该课程的满意度均值加权作和，从而得到读者对该分社的整体满意度。其中，对课程满意度的量化可以仿照生产计划准确度的定义，形式如下：第 个分社的第 门课程评价可信度ijijijDB2其中 是读者对第 分社第 门课程满意度的方差。ijD2第 个分社的第 门课程的满意度ijijijEA2其中 是读者对第 分社第 门课程的满意度均值。ijE2这样对于第 分社的满意度评价就可以表述为下面的量化指标：iKjijijiBPS12其中， 为第 分社所拥有的课程数目， 为对第 分社 类课程评价的读iKijij者占评价 分社
22、所有课程的读者的百分比。依次对个分社五年的满意度指标进行相同的分析，利用合理的函数拟合预测 2006 年各分社的读者满意度。3)市场占有率市场占有率指的是该出版社下设的各类分社在各自领域的市场中销售量所占的份额。根据现实生活经验，我们知道市场占有率可以按下面的公式计算： 市 场 中 总 教 材 的 数 量分 社 教 材 的 数 量市 场 中市 场 占 有 率 i记第 个分社的市场份额为 ，则 是时间（年）的函数，即有i iqi)(kf可以通过分析历年数据计算出各分社每年的市场占有率，并对各分社的该指标以时间（年）为自变量分别进行数据拟合可得 的表达式，进而得到)(f62006 年各分社的预测市
23、场占有率。4)年利润指数根据题意，可以知道第 个分社年利润iukULi)(其中年利润指数（等价于销售额）：（ 为 分社拥有的课程数目）Kjijii pV1)(i通过分析历年数据计算出各分社每年的年利润指数，并对各分社的该指标以时间（年）为自变量分别进行数据拟合得函数 ，以之预测 2006 年各分社)(xg的年利润指数。（2）利用层次分析法（AHP）确定各分社实力排序分析题目，我们将优化书号资源配置作为目标层、生产计划可信度、读者满意度、市场占有率以及利润作为准则层，各分社的综合实力作为方案层，由此建立层次分析模型。如图：图 1 层次分析图优化书号配置 A生产计划准确度B1 读者满意度 B2市场
24、占有率 B3利润B4计算机类C1经管类C2数学类C3外语类C4两课类C5机械能源类C6化工化学类C7地理地质类C8环境类C9根据工作中的一般的经验，我们可以构造出准则层 B1，B2，B3 及 B4 关于目标层 A 的两两判断矩阵（利用 9 标度法） ，可得195/3/1BA此时，通过软件 matlab 计算可得 的最大特征值为 ，BA 253.4max7一致性指标0751.423.CI由 在随机一致性指标 的数值表中查得 。进而4nR9.RI可得一致性比率.834.9.0I所以我们构造的判断矩阵通过了一致性检验。这样，可以计算出最大特征值 的特征向量，将其归一化可得第二层对第max一层的权重向
25、量为Tw)6948.0,13.,2.0,45.()2继续分别计算第三层（各分社综合实力）对第二层（各准则）的两两比较矩阵：1）第三层对于准则 B1（生产计划准确度）的比较矩阵 1919192 19112 1291212/1 cccccccccAj iijii jCB 求出矩阵 的最大特征值 ，以及归一化的最大特征值的特征向量，CBA1 max即得第三层对准则 的排序权重向量 。1)3(1u2）第三层对于准则 B2（读者满意度）的比较矩阵 2929291 29221 29221 11/1/2 cccccccccAj iijii jCB 求出矩阵 的最大特征值 ，以及归一化的最大特征值的特征向量，
26、CBA2 max即得第三层对准则 的排序权重向量 。2)3(2u3）第三层对于准则 B3（市场占有率）的比较矩阵8 39393921 393321 32932321 11/1/3 cccccccccAj iijii jCB 求出矩阵 的最大特征值 ，以及归一化的最大特征值的特征向量，CBA3 max即得第三层对准则 的排序权重向量 。3)3(u4）第三层对于准则 B4（利润）的比较矩阵 49494921 494421 42942421 11/1/4 cccccccccAj iijii jCB 求出矩阵 的最大特征值 ，以及归一化的最大特征值的特征向量，CBA4 max即得第三层对准则 的排序权
27、重向量 。4)3(4u求解完第三层对于第二层所有准则的最大特征值的归一化特征向量后，就可得到方案层各元素关于目标 的合成权重向量为A)2(34)()3(2)(1)2(3)( wwU这样就可以对各分社的综合实力进行排序了，在整个模型中，由于第三层对于第二层的一致性指标都是 0，所以模型具有整体的一致性。（3）建立整数规划模型详细分配书号数量根据第（2）步的结果，不妨假设各分社的综合实力排序（按合成权重的大小进行降序排列）是：9,87,65,43,21CC利用选优排序法整数化为（9，8，7，6，5，4，3，2，1） ，将这些整数分别记为 ， 。ic9,将 与每个分社的分配量加权作和，可得目标函数
28、max 91)(iiMckL其中 定义为第 年 A 出版社的年收益指数，它是年利润)(kL,2019的等价反映，因为它的值越大，越能反映出分配的合理性，即 高则会导)(kL致分社综合势力高的相应应该多分一些，而综合势力则应减少一些分配量，这是很合理的。在问题分析中，我们知道由人力资源约束条件，存在约束（3）iiWM其中应有 min校 对 人 员 平 均 工 作 能 力分 社 校 对 人 员 数 量 ，编 辑 人 员 平 均 工 作 能 力分 社 编 辑 人 员 数 量 ，策 划 人 员 平 均 工 作 能 力分 社 策 划 人 员 数 量ii另外，由于分社申请书号的总数量远大于可分配的总量，所
29、以 分社在申请书i号量与获得分配的书号量 ，应有关系i（4）iM将约束（4）加上前面问题分析中的约束（1） 、 （2）以及（3）形成约束条件s.t 9,21,0191iMWmiiiiii利用数学软件 lingo 求解整数规划，可得详细分配量，设为 ， 。oiM9,21这就是依据模型所得到的书号分配优化方案。利用所求结果可大致预测出 2006年的年利润指数（即销售额） 。六、模型求解根据所建立的模型求解优化分配方案如下：（1） 求解各分社综合实力的各项指数 生产计划准确度利用 Excel 软件的统计功能，我们可以很容易地求出各分社生产的准确度，结果详见表 3，具体过程请见附录 1。 读者满意度利
30、用计算满意度的两种求解方法可以求出各分社每年的读者满意度，然后进行数据拟合。在这里，由于时间仓促，我们没能按照细化满意度的方法来计算各年各分社的读者满意度，只是做了一年（2001 年）的 Excel 统计分析，即便这样，通过整体满意度分析，结合模型检验部分的结果，我们也可以看出本模型的合理性和有效性，整体满意度结果详见表 3，具体求解过程请见附录 2。细化满意度表（2001 年）分社（ ）i细化满意度指数计算机类 -2.63716467210经管类 -2.656010958数学类 -2.976837159外语类 -2.931655029两课类 -2.986456448机械、能源类 -2.600
31、920617化学、化工类 -2.993745924地理、地质类 -2.646757323环境类 -2.28074446 市场占有率在研究市场占有率的时候，我们可以通过各分社历年市场占有率的走势来确定拟合函数，如图 2，以下各项均以计算机类分社为例说明，其他各类分社请见附录 3。图 2 计算机类分社历年市场占有率图像通过图像，可以看出应用多项式拟合是比较好的，问题是选取几次拟合。经过几种次数拟合的残差分析，我们最终选取了三次多项式拟合，以下类似指数的拟合均按此法，具体分析过程请见附录 4。这样我们得到各分社的市场占有率拟合函数以及以此预测的 2006 年市场占有率，如表 1（其中取值 1,2,3
32、,来表示 2001,2002,2003,年） 。x表 1 各分社市场占有率拟合函数及预测结果分社（i） 数据拟合函数 )(xf市场占有率（ )206(iq）1 计算机类 173.02.0723x 0.18402 经管类 581x0.18053 数学类 48.6.23x 0.51424 外语类 20100x0.21455 两课类 3.5.9.16.23x 0.47196 机械能源类 847x0.4585117 化工化学类 375.01.025.7.03xx 0.57678 地理地质类 6910.72919 环境类 .8.23xx 0.7577 分社年利润指数 （即各分社年销售额）)(kUi类似市
33、场占有率的求解方式，我们同样可以获得各分社的年利润指数的拟合图像，并以其预测 2006 年的年利润指数（以计算机类分社为例，如图3） ，详细结果见表 2，具体求解过程请见附录 5。图 3 计算机分社的年利润指数变化趋势表 2 各分社年利润拟合函数及预测结果分社（i） 数据拟合函数 )(xg市场占有率（ )206(iU）1 计算机类 2065.394.167.548.023 x 59.60972 经管类 87791x115.2063 数学类 9.05.85 1186.44 外语类 4223x127.76465 两课类 45.16.3.64.x 447.166 机械能源类 2718087.3599
34、7 化工化学类 376.09.23x24.46988 地理地质类 9425x51.77559 环境类 41.8.6.7. 54.8282（2） 各分社综合实力的各项指数（其中读者满意度时按照整体满意度得到）表 3 综合实力指标因素分社（i）计划准确度（ ）iA读者满意度 （ ）iS市场占有率（ ）)206(iq 2006 年预测年利润指数 （ ）)206(iU1 计算机类 -0.0227 2.8240 0.1840 59.60972 经管类 -0.02766 2.8132 0.1805 115.2063 数学类 -0.04529 2.8370 0.5142 1186.44 外语类 -0.031
35、99 2.8426 0.2145 127.7646125 两课类 -0.01781 2.8263 0.4719 447.166 机械能源类 -0.02409 2.8016 0.4585 87.35997 化工化学类 -0.01828 2.8515 0.5767 24.46988 地理地质类 -0.02687 2.8604 0.7291 51.77559 环境类 -0.01945 2.8082 0.7577 54.8282（3） 层次分析法求解各分社综合实力的权重排序注：下面矩阵图表中的 1，2，3，9 分别代表下列类别的分社：计算机类，经管类，数学类，外语类，两课类，机械能源类，化学化工类，地
36、理地质类，环境类。 生产计划准确度比较矩阵可得 ，它的归一化特征向量为特征向量为0.91max Tu )137.0,.,145.0,.,147.0,86.,54.,76,2()3 读者满意度1整体满意度比较矩阵可得 ，它的归一化特征向量为0.92max Tu )103.,2.,10.,.,10.,6.,14.,5,1()32细化满意度比较矩阵（2001 年）13可得 ，它的归一化特征向量为0.92max Tu )1328.0,4.,12.0,64.,1.0,3.,17.,4,18()3 市场占有率比较矩阵可得 ，它的归一化特征向量为0.93max Tu )1854.0,7.,14.0,2.,1
37、5.0,2.,158.,42,5() 年利润指数比较矩阵可得 ，它的归一化特征值为0.94max Tu )0254.,.,014.,5.,207.,593.,6.,53,27()3由方案层各元素关于目标 的合成权重向量A)2(3)()3()(1)()( wuuwU14可得合成权重向量Tw )062.,59.,047.,621.,8.0,62.,4159.0,6.,47.0()3（4） 整数规划求解具体分配方案根据题目中所给的历年分配书号总数的统计分析，可知总社每年拥有的书号数是一定的，且其值为 500，即 。可得下列信息：M 将第（2）步所得的合成权重排序结果，利用选优排序法，可得)6,325
38、8,7941(c 另外各分社 2006 年申请书号数为表 2 2006 年各分社申请书号数分社（ ）i申请数量 分社（ ）i申请数量1 计算机类 110 6 机械能源类 762 经管类 66 7 化工化学类 403 数学类 222 8 地理地质类 404 外语类 118 9 环境类 405 两课类 72 人力资源的限制表 3 各分社人力资源限制表分社（ ）i年最大工作量（书号数） iW分社（ ）i年最大工作量（书号数） iW1 计算机类 114 6 机械能源类 722 经管类 114 7 化工化学类 443 数学类 120 8 地理地质类 634 外语类 102 9 环境类 725 两课类 1
39、11 根据上面的约束条件以及组合权系数 ， ，利用 lingo 软件求解整数ic9,21规划可以求得每个分社的书号分配量，绘成表格如表 4，软件求解过程详见附录6。最优分配方案为表 4 最优分配方案分社（ ）i书号分配量 iM分社（ ）i书号分配量 iM1 计算机类 55 6 机械能源类 382 经管类 33 7 化工化学类 203 数学类 120 8 地理地质类 204 外语类 102 9 环境类 405 两课类 72 七、模型的检验为了进行合理的模型检验，准确考察模型的正确性和有效性，我们可以直接利用历年的相关统计数据作为最好的实际状况来验之。根据这种思路，我们选取出版15社最先考虑的目标
40、收益的大小，鉴于出版社的年利润指数（即年总销售额）为下式（根据各分社年利润指数可知）：（ 为 分社拥有的课程数目）91)()(iKjijipkVkUi所以我们可以根据历年该数据与对历年数据应用模型所得方案的结果相比较，考察年总销售额的差别。这里有几点需要说明，我们在采用模型确定历年分配方案的时候对读者满意度、市场占有率以及各分社年利润指数的取值是直接应用实际值，而不是拟合所得的值，这样既可以看出模型在预测准确度高时的有效性，又可以对于我们如何选取拟合函数同时减轻工作量有着很好的指导作用。下面我们将利用模型将历年的最优书号分配方案建立起来，以便比较。由于每一年的求解方式类似，所以我们可以利用 M
41、atlab 及 Lingo 数学软件编程求解，以此提高解题效率，具体程序请见附录 7，利用这种简便方法可得历年真实数据与优化方案所得数据的差别，相关数据如表 6。根据对每年各分社综合实力的排序，我们得到了相同的答案，即它们的顺序（降序排列）是C3，C8 ，C9 ，C5，C7 ， C6，C4，C2，C1，相应的优选排序表示为1，2，9，3，6，4，5，8，7，详细过程请见附录 8。这样通过对各年申请书号与计划销售量之间的比例关系可得到各年各分社申请书号的数目，如表 5。表 5 历年各分社申请书号数根据综合实力的权重排序以及上表，我们利用模型可以求出历年的优化分配方案，如表 6。表 6 优化分配方
42、案及其与历年收益比较分社 计算机 经管 数学 外语 两课 机械能源 化工化学 地理地质 环境2001 64 37 147 95 44 40 24 22 27实际与计划销售量的比值 0.7437 0.7359 0.7562 0.6454 0.724 0.7067 0.6656 0.662 0.6702历年申请书号（取整） 86 50 194 147 61 57 36 33 402002 69 39 148 87 48 42 25 21 21实际与计划销售量的比值 0.7355 0.7443 0.5726 0.6968 0.6821 0.7392 0.7189 0.7635 0.6925历年申请书
43、号 94 52 258 125 70 57 35 28 302003 77 43 153 77 42 40 20 23 25实际与计划销售量的比值 0.668 0.6456 0.5669 0.7627 0.6711 0.7683 0.6982 0.6941 0.6787历年申请书号 115 67 270 101 63 52 29 33 372004 69 39 150 83 50 38 17 27 27实际与计划销售量的比值 0.7183 0.7226 0.676 0.7122 0.6898 0.6862 0.6577 0.6834 0.6111历年申请书号 96 54 222 117 72
44、55 26 40 442005 73 41 146 85 44 39 19 27 26实际与计划销售量的比值 0.7588 0.6674 0.6503 0.7653 0.6435 0.6784 0.7212 0.7424 0.6851历年申请书号 96 62 225 111 68 57 26 36 38162001 2002 2003 2004 2005计算机 43 47 57 48 46经管 25 26 33 27 30数学 120 120 120 120 120外语 85 87 75 68 78两课 61 70 63 72 68机械能源 57 57 52 55 57化工化学 36 35 2
45、9 26 26地质地理 33 28 33 40 36环境 40 30 37 44 38实际总收益 8606122 9229108 11139061435838 17888优化方案收益9003011 980432 11387401450754 17997从表中，我们可以看出模型的合理性，它较好地提高了出版社地年收益。另外还可以通过其他方法来检验模型的合理性和可靠程度，如下：从生产计划的准确度上来分析，根据我们得到的结果与申请数分别作比值，这就相当于作出了 2006 年各分社生产计划的准确度，然后再将它们相加作和与历年的准确度之和作比较。比较发现：sum(2005)0.70 y=-0.4778*6
46、3+ 5.6179 *62-11.9394 *6+32.2065y =59.609725p1 =-1.7793 18.3123 -39.6155 77.9850y=-1.7793 *63+ 18.3123 *62-39.6155 *6+77.9850y =115.2060p1 =-5.0104 76.6156 -183.0539 608.8093y=-5.0104*63+76.6156 *62-183.0539*6+608.8093y =1.1864e+003p1 =0.0029 3.1459 -5.3115 45.7548y=0.0029 *63+ 3.1459 *62-5.3115*6+4
47、5.7548y =127.764626p1 =-1.6437 22.3365 -31.0606 184.4550y=-1.6437 *63+ 22.3365 *62-31.0606*6+184.4550y =447.1662p1 =0.3488 -1.2082 5.7108 21.2495y=0.3488 *63+ -1.2082 *62+ 5.7108 *6+21.2495y =87.3599p1 =0.2452 -1.2227 4.9316 13.239927?y=0.2452 *63-1.2227 *62+4.9316 *6+13.2399y =51.7755p1 =-0.1008 1.
48、4812 -2.9047 10.3476y=-0.1008 *63+1.4812 *62-2.9047 *6+10.3476y =24.4698p1 =0.2760 -0.9516 2.8381 12.4412y=0.2760 *63-0.9516 *62+2.8381*6+12.4412y =54.82826Lingo 软件求解整数线性规划程序Model:Sets:mat/19/:c,M,h,w;ENDSETSDATA:c=1,4,9,7,8,5,2,3,6;h=110,66,222,118,72,76,40,40,40;w=114,114,120,102,111,72,46,63,72;ENDDATAmax=SUM(mat(i):c(i)*M(i);SU
