数学建模2019试题个人解析

发布 2023-05-18 00:21:28 阅读 9354

天然肠衣搭配问题分析。

摘要。在天然肠衣搭配问题上,由于传统的边丈量原料长度边心算的方法太耗时,现在我们经过对某批次原料描述的分析,给出数学的分析方法及结果,设计出一个原料搭配方案,以方便工人根据这个方案“照方抓药”进行生产。我们先对原料整体按照要求进行优化,用lingo优化可以满足要求,再对剩余的少许原料进行处理,这对于工人来说是不难的。

对于原料整体的优化的实现,我们设每档原料的使用根数为变量,由于为提高原料使用率,总长度允许有± 0.5米的误差,总根数允许比标准少1根,因此对于成品的规格可得出六种情况,以根数为20,总长度是89为例,它们是在总长度是89.5时,根数可以是根,在总长度是89时,根数是根,在总长度是88.

5时,根数可以是根,由此可对该种成品进行优化,设,,分别是三种产品规格对应的每种情况的最大捆数,可得目标函数是,对于lingo优化的结果,由于在目标函数取得最大值时,给出的变量是一组,由于题目有最短长度最长的成品越多越好的要求,我们可以在最大值不变的情况下,对最小变量适当限制,观察结果,确定最终变量取值,对于给出的某批次原料描述,我们可计算结果是,()对于剩余的原料我们进行合适的处理,得出的最终捆数是。

关键词根数总长度捆数原料使用率

1 问题重述。

天然肠衣制作加工是我国的一个传统产业,出口量占世界首位。传统的生产方式依靠人工,边丈量原料长度边心算,将原材料按指定根数和总长度组装出成品(捆),这样太过复杂,由此提出合理的解决方案。

为了提高生产效率,公司计划改变组装工艺,先丈量所有原料,建立一个原料表。

要求根据成品和原料描述,设计一个原料搭配方案,工人根据这个方案“照方抓药”进行生产。

公司对搭配方案有以下具体要求:

1) 对于给定的一批原料,装出的成品捆数越多越好;

2) 对于成品捆数相同的方案,最短长度最长的成品越多,方案越好;

3) 为提高原料使用率,总长度允许有± 0.5米的误差,总根数允许比标准少1根;

4) 某种规格对应原料如果出现剩余,可以降级使用。如长度为14米的原料可以和长度介于7-13.5米的进行捆扎,成品属于7-13.5米的规格;

5) 为了食品保鲜,要求在30分钟内产生方案。

建立上述问题的数学模型,给出求解方法,并对表1、表2给出的实际数据进行求解,给出搭配方案。

2 问题分析。

对表1和某批次的原料描述进行分析,可知根数是20,总长度是89的成品的每个档次长度变化是阶梯形的,有8个档次,根数是8的,有14个档次,根数是5的,有24个档次。有成品捆数越多越好和对于成品捆数相同的方案,最短长度最长的成品越多越好的要求可知,我们应在捆数最多的情况下,使短的尽可能集中,以达到要求。由于有为提高原料使用率,总长度允许有± 0.

5米的误差,总根数允许比标准少1根的要求,对于每种成品在根数和总长度上有六种变化,它们是在总长度是89.5时,根数可以是根,在总长度是89时,根数是根,在总长度是88.5时,根数可以是根。

对于问题4,在前面已用lingo计算后,原料的剩余量已经很少,可用传统的方法进行分类。对于问题5,我们给出对原料初步处理的整个程序,只要输入相应的数据,就可在较短的时间得到分配方案。

3 模型基本假设。

4 符号说明。

表示对于第个档次的原料,第中组合的使用根数,;

、:是最短长度是3米,最大长度是6.5米的成品规格,是最短长度是7米,最大长度是13.5米的成品规格,是最短长度是14米,最大长度是无穷的成品规格。

、:分别表示三种产品规格对应的第种组合的捆数;

、:表示三种产品规格对应的总捆数;

、:分别表示三种产品规格所取得档次长度;

、:分别表示三种产品规格所对应的每个档次原料的实际根数;

、:分别表示三种产品规格所对应的第种情况的根数;

、:分别表示三种产品规格所对应的第种情况的长度;

5 模型的建设与求解。

对于三种产品规格的每种的组合情况如表1

先设为第个档次的原料,第中组合的使用根数,、、分别表示三种产品规格所取得档次长度。

在成品规格表中,一共有三种规格,对于每种规格有六种组合情况。

规格是的,其目标函数是。

限制条件是。

由此可得规格是的最大捆数是。

规格是的,其目标函数是。

限制条件是。

由此可得规格是的最大捆数是。

规格是的,其目标函数是。

限制条件。由此可得规格是的最大捆数是。

则总的最大捆数是。

每种档次的使用量和剩余量见表2

6 模型评价。

7 参考文献。

8 附录。

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