D题 天然肠衣搭配问题
天然肠衣(以下简称肠衣)制作加工是我国的一个传统产业,出口量占世界首位。肠衣经过清洗整理后被分割成长度不等的小段(原料),进入组装工序。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)。
原料按长度分档,通常以
表1 成品规格表
最短长度 |
最大长度 |
根数 |
总长度 |
3 |
6.5 |
20 |
89 |
7 |
13.5 |
8 |
89 |
14 |
∞ |
5 |
89 |
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。表2为某批次原料描述。
表2 原料描述表
长度 |
3-3.4 |
3.5-3.9 |
4-4.4 |
4.5-4.9 |
5-5.4 |
5.5-5.9 |
6-6.4 |
6.5-6.9 |
根数 |
43 |
59 |
39 |
41 |
27 |
28 |
34 |
21 |
长度 |
7-7.4 |
7.5-7.9 |
8-8.4 |
8.5-8.9 |
9-9.4 |
9.5-9.9 |
10-10.4 |
10.5-10.9 |
根数 |
24 |
24 |
20 |
25 |
21 |
23 |
21 |
18 |
长度 |
11-11.4 |
11.5-11.9 |
12-12.4 |
12.5-12.9 |
13-13.4 |
13.5-13.9 |
14-14.4 |
14.5-14.9 |
根数 |
31 |
23 |
22 |
59 |
18 |
25 |
35 |
29 |
长度 |
15-15.4 |
15.5-15.9 |
16-16.4 |
16.5-16.9 |
17-17.4 |
17.5-17.9 |
18-18.4 |
18.5-18.9 |
根数 |
30 |
42 |
28 |
42 |
45 |
49 |
50 |
64 |
长度 |
19-19.4 |
19.5-19.9 |
20-20.4 |
20.5-20.9 |
21-21.4 |
21.5-21.9 |
22-22.4 |
22.5-22.9 |
根数 |
52 |
63 |
49 |
35 |
27 |
16 |
12 |
2 |
长度 |
23-23.4 |
23.5-23.9 |
24-24.4 |
24.5-24.9 |
25-25.4 |
25.5-25.9 |
|
|
根数 |
0 |
6 |
0 |
0 |
0 |
1 |
|
|
根据以上成品和原料描述,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。
请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。