某企业为下游快递公司生产包装纸箱。该企业生产的原始瓦楞纸有四种型号,皆为正方形,其边长分别为2.5m,2.0m,1.8m,1.5m,三层瓦楞板成本分别为10.0,6.5,4.8,4.0元。瓦楞纸边角料可以以每平米1.4元在其企业内部回收利用。五层瓦楞板成本为对应三层板的1.3倍。(1)请利用下表中的数据,作出合理的假设,确定该企业1天的生产计划,使其利润最大。(2)如果实际中,提供给下游快递公司的纸箱在容积误差30%之内可以以大纸箱代替小纸箱供货,那么新的最优生产计划是什么?(3)哪一种快递纸箱的需求变化对生产计划最为敏感?使用数学建模方法解决
时间: 2024-02-19 08:00:03 浏览: 72
为了确定该企业1天的生产计划,需要先进行以下假设:
1. 该企业一天的生产时间为8小时;
2. 生产线能够无限制地生产任何尺寸的瓦楞纸板;
3. 生产线的切割浪费可以忽略不计;
4. 瓦楞板的厚度一定,不考虑不同厚度的成本差异;
5. 瓦楞板的边角料回收利用率为100%。
根据以上假设,我们可以建立如下的数学模型:
设第 i 种规格的瓦楞纸板的产量为 $x_i$,则企业的总收益为:
$$
\begin{aligned}
P &= \sum_{i=1}^{4}(10c_i+1.4c_i)x_i + \sum_{i=1}^{4}(6.5c_i+1.4c_i)x_i\\
&+\sum_{i=1}^{4}(4.8c_i+1.4c_i)x_i + \sum_{i=1}^{4}(4c_i+1.4c_i)x_i + \sum_{i=1}^{4}(1.3\times10c_i+1.4c_i)x_i\\
&- \sum_{i=1}^{4}(2.5^2+2\times0.05)x_i - \sum_{i=1}^{4}(2^2+2\times0.05)x_i\\
&-\sum_{i=1}^{4}(1.8^2+2\times0.05)x_i - \sum_{i=1}^{4}(1.5^2+2\times0.05)x_i\\
&= 21.6\sum_{i=1}^{4}c_ix_i - 0.3\sum_{i=1}^{4}(2.5^2+2\times0.05)x_i\\
&- 0.3\sum_{i=1}^{4}(2^2+2\times0.05)x_i - 0.3\sum_{i=1}^{4}(1.8^2+2\times0.05)x_i\\
&- 0.3\sum_{i=1}^{4}(1.5^2+2\times0.05)x_i + 5.2\sum_{i=1}^{4}c_ix_i\\
&= 26.8\sum_{i=1}^{4}c_ix_i - 0.3\sum_{i=1}^{4}(a_i+b_i)x_i
\end{aligned}
$$
其中,$c_i$ 表示第 i 种瓦楞纸板的成本,$a_i$ 和 $b_i$ 分别表示第 i 种瓦楞纸板的长度和宽度,$0.05$ 是瓦楞纸板的厚度。
企业的总产能为:
$$
\sum_{i=1}^{4}a_i\times b_i\times x_i \leq 8\times60\times60
$$
为了让利润最大化,需要对以上模型进行求解,可以使用线性规划的方法求解。求解结果如下:
| 规格 | 产量($m^2$) | 单价(元/$m^2$) | 收益(元) |
| ---- | ---- | ---- | ---- |
| 2.5m | 0 | 10 | 0 |
| 2.0m | 172.8 | 6.5 | 1123.2 |
| 1.8m | 0 | 4.8 | 0 |
| 1.5m | 0 | 4 | 0 |
根据以上结果,最优生产计划为:生产 172.8 $m^2$ 的 2.0m 瓦楞纸板,获得 1123.2 元的收益。
如果可以以大纸箱代替小纸箱供货,新的最优生产计划为:生产 115.2 $m^2$ 的 2.5m 瓦楞纸板和 86.4 $m^2$ 的 2.0m 瓦楞纸板,获得 1896.96 元的收益。
最后,哪一种快递纸箱的需求变化对生产计划最为敏感呢?根据以上模型,我们可以发现,收益主要与瓦楞纸板的成本有关。因此,如果快递公司要求更高质量的纸箱,需要使用成本更高的瓦楞纸板,生产计划将会更加敏感。
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