lingo在各行业中的应用

LINDO、LINGO系统软件的应用LINDO、LINGO系列软件已被广泛地应用在教学、科研和工商业等领域中。在实际的生产中，LINDO、LINGO系列软件已经被全世界很多公司用来做最大化利润和最小化成本的分析，广泛地应用在生产线性规划、运输、财务金融、投资分析、资本运算、混合排程、库存管理、资源配置等。位列全球《财富》杂志500强的企业中，一半以上使用Lindo公司的优化产品。其中位列全球《财富》杂志25强的企业中有23家使用该产品。我们共同了解一下LINDO、LINGO系列软件在不同行业中解决问题的应用案例。案例一Monsanto公司的供应链优化问题所属行业：制造业（建筑机械制造）案例时间：2002年解决方案：Monsanto公司是全球领先的建筑机械制造公司，每天有来自全球超过100个大型机械的生产需求，而每个大型机械都有超过10000个零件组成，因此，建立优化的排产系统，对于提高生产效率，显得尤为重要。采购，生产，分销的集成供应链的优化研究。该方案是由麻省理工（MIT）的供应链研究小组和Monsanto公司共同合作完成的。主要是以应用LindoAPI集成到MRP系统当中，进行优化排产。Lingo实例：mpr.lg4案例二Harrier公司的飞机维护问题所属行业：制造业（飞机制造与维护）案例时间：1999－2004年解决方案：Harrier飞机制造公司，是世界上唯一生产垂直起飞降落军用和民用飞机的英国公司。英国皇家海军拥有超过2000架该公司生产的飞机，分布在世界各地的军事基地。飞机的维护问题成为了该公司的关键问题。而由于飞机分布范围非常广，而且隶属于不同的部门，各部门的飞行任务相对独立，因此，编制有效的飞机维护计划，并且能够随着状况的变化，频繁的修改及动态优化，对于该公司降低成本以及保持高水平的客户服务，具有非常重要的意义飞机维护计划需要考虑资金约束，备件的存储状况，可容许的等待时间等300多个约束条件，研究小组用“What’sBest”(Lingo的Excel版本)建立了一个整数规划模型，案例三T-mobile的网络规划问题所属行业：电信业（电信网络规划）案例时间：1999－2003年解决方案：主要有两个方面的应用：a)区域网络的覆盖，可以具体到每个交换机覆盖的范围b)网络中的冗错设备的数量优化及分布优化T-mobile利用Lingo的网络规划模块，编写程序，设计了一个无线网络与固定网络接合的设备优化问题，目标是在一个可接受的冗余水平，最小化投资，并且能够满足网络使用的需求T-mobile公司还利用Lingo进行多节点的Hub设备优化，对于每个配对的节点，都至少存在两条路径包含最多两个的连接。这个问题的一个有趣的结果就是随着节点数量的增多，往往会出现双Hub的网络，在这个网络中每个节点都直接的连接到相关的两个Hub上。T-mobile公司还利用Lingo设计配对网络的优化问题在配对的节点以及从每个节点到给定的单Hub之间，需要安装多少条T1和T3线路。对于存在大量数据传输的两个节点之间，通常需要直接的连接，而对于没有大量直接数据传输的配对节点之间，通常只需要通过Hub进行连接。见telehub3.lng另外一个应用实例是利用Lingo进行网络容量及流量路径的优化设计。对于给定的配对节点之间网络结构，及流量需求来说，流量路径设计就是为每次配对节点之间的呼叫，选择合适的路径，从而使得技能满足呼叫的需求，又不至于发生阻塞案例四CartaBlanca啤酒生产基地的选择问题所属行业：食品业案例时间：2001年解决方案：CartaBlanca是墨西哥最大的一家啤酒生产企业，产品出口到整个拉丁美洲，随着业务的扩大需要进行在南美选择建立三个新的麦芽生产基地。他们利用Lingo建立了一个优化模型，目标是长期运行成本最低，包括麦芽厂的开办成本，以及麦芽从产地到工厂的运输成本。在建立这个模型前，公司决策层倾向于把啤酒生产厂及麦芽基地建立在靠近海港的地区，投资建立专用的码头以及专用的装卸设备，以降低麦芽产品的装卸成本。但是通过Lingo模型的分析，综合考虑运输成本，人力成本以及初始投资规模，发现这种做法实际上并不是最好的选择，公司最终选择将生产基地建立在一个相对内地，但是劳动力成本较低的地区案例五CNC公司的有线电视的定价以及节目时间排表策略问题所属行业：传媒业案例时间：2004年解决方案：随着不同网络电视运营商的竞争不断激烈，有线电视的收费价格逐渐降低。各运营商的利润水平已经越来越低，制定有效的定价以及节目时间排表策略已经成为了竞争的关键。CNC公司基于Lingo使用混合整数规划，目标是最大化内容收入，约束条件是不同人群对价格的敏感程度，不同人群对节目内容的偏好以及倾向的收视时间等通过该模型，CNC公司至少增加了4%的内容收入(1200万美元)案例六Dorney主题公园的过山车的调度问题所属行业：传媒业案例时间：2003年解决方案：在Dorney主题公园当中，许多游艺节目是非常吸引人的，通常会排起长队。调查显示，如果为了玩3分钟的过山车，排队超过45分钟的话，客户的抱怨就会增多，对于主题公园的满意度就会降低。公园的经营者必须作出一些决策，增加过山车加挂的车厢数量，但是这样会造成运行的混乱及增加运行成本Dorney公园运用Lingo中的混合整数规划模型，通过每天开门头两个小时的入园游客数量，决定每天过山车加挂的车厢的数量以及过山车的运行速度等，重新调整车辆的运行周期表案例七BridgeStone大型工程车轮胎生产排产问题所属行业：制造业案例时间：2000年解决方案：Bridgestone的工程车轮胎，是非常特殊的轮胎，它的高度比一辆雪佛兰轿车还高，载重量是一般轿车轮胎的14倍，并且通常具有多变的客户化需求，因此通过科学的生产计划，以有效利用模具，最大化产能是工厂每天面临的重要问题客户订单的紧迫程度，模具以及烤炉的尺寸，模具的数量限制以及不同的切割时间使得这类问题成为一个非常复杂和有挑战性的线性规划问题。然而，使用Lingo中自带的columngeneration模块，成为了该公司每天制定生产计划的有效保证，至少增加了8％的产能利用率案例八宝洁公司供应链的重构问题所属行业：制造业案例时间：2003年解决方案：宝洁公司作为世界上最大的日用清洁用品生产商，拥有超过300个品牌，在70个国家建立合资厂，有效的工作流程变得非常重要，如果想要保持世界领先的地位，就必须要防止不必要的供应链环节重复。宝洁花费了大量的努力，来重新审视和设计它在北美的采购和配送系统，使用了超过500名员工耗费数月来完成这份工作。而基于Lingo开发的信息系统，应用线性规划，网络优化以及地理信息系统，可以在数小时内完成一遍优化，运行三年多以来已经通过优化生产和配送系统，为宝洁节省了超过2.5亿美元的费用案例九酶微生物演化的优化问题所属行业：生物化工案例时间：2004年解决方案：应用Lingo建立一种特定的模型，通过对数运算转化为线性规划，决定对不同类型的酶的变化结果进行优化和监控对于酶随机变化，通过Mathmatica为Lingo生成输入文件，通过Lingo的计算获得酶活动的优化结果。这取代了以往的非常昂贵的监控模拟方式案例十ForestalCelco的决策优化问题所属行业：林业案例时间：2004年解决方案：ForestalCelco是智利一家国有的林业公司，他们以前的采伐林木和林木运输计划系统通常需要大量人力手工录入，同时报告的能力非常有限，而且不能进行变化的敏感度分析使用What’sbest(Lingo的Excel版本)，MicrosoftExcel以及VBA建立了一套有效的分析系统，它最大的特点是灵活，易于使用，同时运算速度快。以往手工的录入，转变为预先定义的工作表，这种方法非常简单而有效。同时Lingo支持对于少量的数据设立不同类型的情景假设，以分析在此假设下的运行结果。VBA通过结构化编程，可以把模型生成在一个单独的工作表当中整个系统的建立具有最大的灵活性，允许用户自定义问题的实际规模和维度，对于优化问题需要考虑的约束，需要使用到的数据，每个情景假设中的目标结果。What‘sBest!用于求解模型，系统能够自动的将计算结果拷贝到一个单独的工作表当中，并且以此来生成报告，图表以及各种情景下的运算结果。用户同时还可以自定义报告。这套系统给ForestalCelco公司带来最大的收益就是，在进行关键决策的时候，帮助它模拟建立，并且分析不同的情景以及该假设下的计算结果。他可以通过改变一些关键要素，比如需求行为分析，经济环境，公司策略，以及生产约束等快速的得出新的分析结果。使得决策的工作方式从90％的时间建立模型，10％的时间分析，转变成为25％的时间建立模型而75％的时间进行分析案例十一Stone&Webster天然气公司的配送优化问题所属行业：能源行业案例时间：1995－2005年解决方案：天然气配送优化模型。现在天然气的分销商需要通过他们自己的管道将天然气运离产地，而不是像以往的只是在城市的管道末端进行购买，这样他们在进行销售的时候就会有更多的自主权，包括对销售目的地以及销售对象的选择。这个模型帮助天然气销售公司在复杂的环境下，根据每天的实际情况，优化天然气运输管道的能力均衡。模型首先预测了每个供应中心每天的天然气需求，然后分析了供应商的供应能力。接下来通过Lingo模型的优化计算，得出能够满足不同分销商需求的最佳的管道混合点（入量和不同供应中心的出气量），同时保证以最小的供应和运输成本满足供应中心的需求，并且最小化不均衡风险和缺货惩罚风险虽然目前这个模型在美国市场上已经得到了广泛应用，但是这个模型最初还是在阿根廷的天然气分销商开发完成。实践结果证明，Stone&Webster公司开发的这套系统适用于大多数天然气经营已经市场化的国家及公司。目前已经在美国，加拿大，巴西，阿曼以及欧洲应用了超过了10年，同时随着Lingo软件的不断升级，它的功能也不断强大和完善案例十二Anixter公司电缆的优化切割问题所属行业：能源行业案例时间：2000年解决方案：Anixter公司是全球最大的电缆分销商，以往对于电缆的切割浪费非常严重，比如切割200万英尺电缆，每英尺价值10美元，如果产生5％的切割浪费的化，就是造成100万美元的浪费，因此，Anixter公司利用Lingo软件建立了一个优化切割系统，以期最大程度上降低浪费Dow化工公司从Anixter公司购买了200万英尺的电缆，应用于其新建立的化工厂，这个项目需要超过3500根不同长度的电缆，这些电缆的长度从200到2000英尺，价格每英尺从4美元－40美元。这些电缆需要从超过100根主电缆线圈上进行切割。这个基于Lingo建立的优化切割模型如何能够把不同需求进行绑定，从而最大程度的利用原料，浪费最少的电缆。理想情况下，应该基本没有下脚料的剩余。针对与该项目的问题，Anixter公司提供了所有可利用所有主线缆圈的长度，及其特征，同时提供了所有需要的分段电缆的长度和特征。通过Lingo的计算，最终得出最佳的电缆切割方案。在以往电缆切割中8％以内的浪费都是可以接受的，而通过Lingo优化计算后，这个浪费率下降为了3％,另外很重要的一点是，它提供的切割方案非常清晰，易于操作。这种切割优化技术可以被广泛的应用与电缆切割，棒料切割，原纸切割以及塑料切割等诸多领域案例十三美国卫生部的项目资金优化分配问题所属行业：政府机构案例时间：2000年解决方案：美国卫生部在过去七年中花费了1亿多美元来制定政策，并劝导那些吸烟人群放弃吸烟，以及引导年轻人不要吸烟。但是目前存在的问题是“反吸烟”相当多的申请资助项目很多，所针对的人群具有很大的差异性，如何能找出一个公平的分配方案，以最大程度的满足政府设立项目的初衷，这些限制因素包括项目组织的经验，工作人员的能力和设备等，同时还要兼顾区域和人口的覆盖率美国卫生部建立了一个0/1的整数线性规划，约束超过200000个，变量也超过100000个，使用Lingo运算该模型，在2个小时内便得到需要的分配结