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该问题模型的数学建模涉及生产安排。

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简介:
数学建模问题,通过LINGO进行求解。题目设定为:某工厂依据合同约定,需要在每年的四个季度末分别交付10台、15台、25台和20台相同规格的柴油机。已知该厂各季度的生产能力以及生产每台柴油机的成本信息如下表所示。此外,如果生产出的柴油机未能按时交付,则每台积压一个季度需支付0.15万元的储存和维护费用。因此,目标是在满足合同义务的前提下,尽可能地降低该厂全年生产(包括储存和维护)的总费用。模型假设在完成合同任务后,该厂将不再进行任何柴油机产品的额外生产,即年度生产任务完全等同于合同规定的任务量。并且假设完成任务后不会产生任何库存积压。基于此假设,我们定义变量Xj代表第j季度柴油机的产量,其中j取值为1、2、3和4。同时,Xj被设定为非负整数值。根据合同规定的产量要求,可以得出方程 (1):X1 + X2 + X3 + X4 = 10 + 12 + 25 + 20 = 70。考虑到实际生产受到该厂各季度生产能力的限制,对于第一季度而言,最多可生产25台柴油机;并且由于上一年没有库存积压情况发生,因此必须至少生产10台以完成合同规定的计划量。由此推导出不等式----

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  • 调度
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    《生产调度问题的数学建模》一文深入探讨了如何运用数学模型优化企业的生产流程与资源分配,旨在提高效率和降低成本。 数学建模问题用LINGO实现:某厂需在每个季度末分别提供10、15、25、20台同一规格的柴油机以完成合同规定任务。该工厂各季度生产能力和每台柴油机的成本如下表所示: | 季度 | 生产能力(台) | | ---- | -------------- | | 第一季度 | 25 | | 第二季度 | 30 | | 第三季度 | 40 | | 第四季度 | 15 | 同时,如果生产出来的柴油机当季不交货,则每积压一个季度需支付储存和维护费用共计0.15万元。要求在满足合同的前提下,制定全年最低成本的生产策略。 模型假设:该厂完成合同任务后不再继续生产柴油机产品,即每年的任务量为固定合同需求总量70台(10+12+25+20),无额外库存积压。 建立数学模型时,在上述假设条件下定义变量Xj表示第j季度的柴油机产量,其中j=1, 2, 3, 4,并且Xj为非负整数。根据合同规定任务总量可以得出等式:X1 + X2 + X3 + X4 = 70。 此外,由于生产量受到各季度生产能力限制以及第一季度至少需完成合同规定的最低需求(即10台),因此可得不等式约束条件: - 第一季度产量上限为25台且下限为10台。 综上所述,在满足所有条件的同时求解全年最小成本的生产计划。
  • 农场与计划
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    本项目聚焦于运用数学模型优化农场生产流程和资源分配,旨在提高农业生产效率及可持续性。通过精确的数据分析和智能算法,制定科学种植、养殖方案,助力农户增产增收,推动农业现代化进程。 该模型巧妙地运用了“0,1”符号控制变量来解决诸如粮食与甜菜的供需关系等问题(其优点在后续评价部分详细阐述)。通过改进后的模型,农场主能够根据实际情况对牛的死亡率进行更科学的表示,并且可以提前规划未来有限年内的生产计划以获取最大利润。这为综合性的生产安排提供了切实有效的依据。 农场生产计划是一个复杂的问题,涉及多方面的优化与决策,包括但不限于牛的饲养、农作物种植、贷款和投资管理、劳动成本以及市场需求等。在解决这一问题时,数学建模及动态规划方法被有效应用。 动态规划是一种适用于处理具有多个阶段决策过程的优化技术,在此模型中用于确定每一年的最佳生产策略以最大化年末或年初预期利润。通过定义状态变量(如不同年龄段牛的数量、农作物产量、贷款和投资状况等)以及决策变量(例如是否购买或出售牛只,种植何种作物及贷款金额),构建数学模型来描述这些变量之间的关系。 “0,1”符号控制变量在该模型中扮演关键角色。这种二元选择的表示方式可以简洁地表述各种可能的决策,并计算出每种组合下的预期收益。“0,1”控制变量能够清晰表达如是否种植特定作物或购买额外牛只等选项,从而简化了复杂的生产计划制定过程。 为了使模型更加贴近实际情况,在改进过程中赋予了牛死亡率一定的权重。这使得预测未来牛群规模及相关的成本与效益更为准确,并为农场主提供更可靠的数据支持。 该模型旨在帮助农场主在五年内通过合理的生产安排实现年末或年初的最大利润目标,同时考虑诸如土地面积、饲养成本、劳动时间上限以及市场需求等限制条件。例如,每头牛需要特定的土地面积,作物种植面积受限且贷款的年利率会影响财务状况。基于当前的状态(如牛的数量、农作物库存和贷款余额)及未来的预测(包括牛的成长周期与作物生长阶段),模型会决定每年的具体行动方案。 通过迭代计算最优决策序列,该模型帮助农场主实现利润最大化目标。它为农场主提供了一种科学的工具来制定生产计划,并根据实际情况调整参数以预测不同策略下的收益情况。这不仅提高了农场经济效益,也使资源管理更加高效、风险更低且长期盈利能力更强。
  • 校车论文
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    本论文针对校车路线和时间安排的实际需求,运用数学模型优化校车调度,旨在提高学生上下学效率与安全性。通过分析乘客流量、道路状况等因素,提出了有效的解决方案,并进行了仿真验证。 本段落主要分析研究了现实中学校安排校车接送教职工的情况,并探讨在不同条件下应将校车站点建在哪几个区域。通过建立数学模型和求解方法来解决这个问题。对于问题一,首先利用Floyd算法计算出每个区域到达其他所有区域的最短路径矩阵,然后采用穷举法借助计算机进行求解。当n=2时,在区域18和31处设立乘车点,此时各条线路总距离为24492;而当n=3时,则在区域15、21和31处建立乘车点,相应的最短路径之和降到了19660。
  • X桶牛奶(优化
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    本项目通过建立数学模型来优化X桶牛奶生产过程中的资源配置和效率问题,旨在探索如何利用有限资源实现最大产出。 生产A1产品需要x1桶牛奶,每桶牛奶可以产出3公斤的A1;而生产A2则需用到x2桶牛奶,每桶可生成4公斤的A2。制造A1时获得利润为每公斤24元,制作A2时则是每公斤获利16元。 原料方面:工厂每天有50桶牛奶可用于加工。 劳动时间限制:每日可用工作时间为480小时。 生产能力约束:最多可以生产出总共100公斤的A1产品。另外,制造一桶牛奶以供生成A1需要消耗掉12小时的工作时长和3公斤原料;若用于制作A2,则对应耗费为8小时加工时间和用去4公斤原材料。 决策变量包括x1(表示用于生产A1的产品数量)与x2(代表用来制造A2的材料量)。目标函数是最大化每日总收益,通过公式表达即:\( 72x_1 + 64x_2 \)元。同时需满足以下条件: - 每日劳动时间不超过480小时; - 生产总量不可超过100公斤A1产品; - 所有变量均须为非负数。 综上所述,这是一个典型的线性规划问题(LP),旨在优化资源配置以达到利润最大化。
  • 关于品加工
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    本研究聚焦于通过建立数学模型解决产品加工过程中的各类复杂问题,旨在优化生产效率和产品质量。该模型结合了统计分析、运筹学及计算机模拟技术,为制造业提供创新解决方案。 在生产过程中,不同的生产方案会导致成本差异。同样的原料可以产出多种不同价格的产品。本题以控制成本和实现目标利润为核心,在简化实际生产计划的基础上进行加工方案的优化设计。这一问题可以通过数学建模来解决,具体方法包括线性和非线性规划以及回归分析,特别适用于奶制品生产的模型构建。
  • 房地发展中
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    本研究探讨了在房地产发展中应用数学建模的方法与挑战,包括市场预测、风险评估及最优决策等方面,旨在为行业提供科学依据和解决方案。 住房问题对民生有着重要影响。自2001年以来,随着居民生活水平的提高以及消费结构升级带动产业结构调整,中国的工业化进程加快并城镇化率迅速提升,中国经济步入了一个新的增长周期,在此期间房地产、钢铁及水泥等行业投资大幅增加,推动了整个固定资产投资的增长速度显著上升。在这样的背景下,2004年前两个月内固定资产投资额同比增长53%,经济运行中出现了不平衡现象,能源与运输供应紧张,并且居民消费品价格指数(CPI)开始上涨(6月同比增幅为5%),这表明中国经济呈现出过热的迹象。 从2003年下半年起,在房地产业发展过程中显现了部分地区投资过度及房价飙升的问题。多项指标显示中国房地产市场存在泡沫现象,为了确保经济持续健康发展,中央政府采取了一系列宏观调控政策,这些措施包括利用经济、法律和必要的行政手段,并以区别对待以及循序渐进的方式进行调整。 从时间线来看,第一阶段的调控始于2003年“121号文”的发布并逐步加强,在接下来几年中达到高峰直至持续到2008年上半年。第二阶段则自同年下半年开始,随着地方和中央政策放松而开启,并且逐渐加快步伐进入过渡期。 尽管已经取得一定成效,但房地产市场仍然面临住房供应结构不合理、部分城市房价上涨过快以及低收入家庭难以获得合适住宅等问题的挑战。2008年,在世界金融危机及国内经济下滑压力下,加之行业内部调整需求的影响,全国房地产业由增长阶段转入衰退期。 面对严峻的世界经济形势和百年一遇的金融风暴,全球经济步入衰退已成定局,并将对我国房地产市场产生重大影响。 附件二提供了自1998年至2008年期间的相关政策文件;而附件三则记录了某城市在2003至2008年间房地产业的部分数据。请就此展开研究,探讨以下问题: 一、建立模型阐述房地产市场发展与经济发展之间的关系,并预测该市2009年的房地产发展趋势。 二、构建分析影响因素的数学模型并评估其对政府调控措施制定的作用。 三、在确保房地产业稳定发展的前提下(参考附件一所列指标),提出使人均住房面积于2015年达到30平方米的具体政策建议。
  • 2021年五一竞赛A:疫苗
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    2021年五一数学建模竞赛A题聚焦疫苗生产问题,要求参赛者通过建立数学模型来优化疫苗生产线布局与调度策略,以提高产量和降低生产成本。 2021年五一数学建模比赛的A题是关于疫苗生产的问题。题目要求参赛者分析当前疫苗生产的现状,并提出优化方案以提高疫苗生产效率和应对突发疫情的能力。这道题不仅考察了选手们在数学模型构建方面的技能,还考验他们对现实问题的理解与解决能力。
  • 2021年五一竞赛A《疫苗
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    2021年五一数学建模竞赛A题《疫苗生产问题》,要求参赛者建立模型优化疫苗生产流程,探索成本控制与产量提升之间的平衡策略。 本段落通过对疫苗生产问题的深入分析,得出了以下几点重要结论: 1. 疫苗生产的流程概述:整个过程包括四个工位(CJ1、CJ2、CJ3 和 CJ4),每个工位一次可以处理 100 剂疫苗,并且按照从 CJ1 到 CJ4 的顺序进行生产。 2. 生产时间分析:通过 MATLAB 对各种类型疫苗在所有工位上的模拟数据进行了统计,计算了均值和方差等指标。绘制的频数分布直方图直观地展示了每个工位的生产能力。 3. 优化生产序列:基于问题一中得到的数据,使用枚举法与递推算法编程求解最优方案,在满足特定条件下(如疫苗必须依次通过四个工位、不允许插队和同种类型疫苗可以不连续工作等),计算出总时间最小值为184.78分钟。 4. 生产时间的概率分布:进一步分析了生产时间和概率之间的关系,加入了使总体生产时间减少5%的目标后进行了多次蒙特卡洛模拟。结果显示最优的生产顺序是YM4 → YM5 → YM10 → YM7 → YM8 → YM2 → YM9 → YM1 → YM6 → YM3,并且最大概率约为 0.002。 5. 生产规划:根据上述分析结果,提出了一个基于完成度为90%的生产计划模型。该模型考虑了每工位每天的工作时间限制以及同种类型疫苗连续加工的要求,最终得出至少需要214天才能完成全部任务。 6. 销售额优化策略:在限定时间内(如100天),制定了一套能够最大化销售额的疫苗生产方案。通过调整目标函数和约束条件,利用LINGO软件求解后发现最大可能收益为2153万美元;具体而言,各类型疫苗应分别生产的数量是YM1: 5万剂、YM2: 3万剂...等。 综上所述,本段落详细探讨了疫苗生产时间的概率分布规律、最佳的生产线配置方案以及如何在限定条件下实现最大销售额等问题,为相关企业的管理层提供了切实可行的操作指南。
  • 矿区方案优化
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    本研究通过建立数学模型来分析和预测矿区安全生产中的潜在风险,提出有效的优化策略以提高安全管理水平和预防事故的发生。 数学建模B题:矿区生产安全的数学建模与方案优化题目及优化答案。