某船厂有 100 种余料,各种余料的数量不同,有一客户提出多种规格的不同数量的 要求,试从现有的余料中找出与客户要求相匹配的余料,使得各件余料切割 成客户要求的型材后,所剩下的废料总和最小,试建立数学模型来解决余料匹配方式(不考 虑切割损耗和切割费用)。
时间: 2023-06-18 09:04:30 浏览: 97
假设客户提出 $n$ 种规格的要求,分别为 $L_1, L_2, \cdots, L_n$,需要的数量分别为 $q_1, q_2, \cdots, q_n$。现有 $m$ 种余料,分别为 $S_1, S_2, \cdots, S_m$,数量分别为 $a_1, a_2, \cdots, a_m$,每种余料的长度为 $l_1, l_2, \cdots, l_m$。
我们可以使用 0-1 整数规划来建立数学模型。令 $x_{ij}$ 表示是否使用第 $i$ 种余料来满足第 $j$ 种要求,若使用则为 1,否则为 0。同时,我们引入一个辅助变量 $y_i$,表示使用第 $i$ 种余料所剩下的废料长度。
则该问题的数学模型为:
$$\begin{aligned}
\text{minimize} \quad & \sum_{i=1}^m y_i \\
\text{subject to} \quad
& \sum_{i=1}^m x_{ij} = q_j, && j=1,2,\cdots,n \\
& \sum_{j=1}^n l_i x_{ij} \leq a_i + y_i, && i=1,2,\cdots,m \\
& x_{ij} \in \{0,1\}, && i=1,2,\cdots,m, j=1,2,\cdots,n \\
& y_i \geq 0, && i=1,2,\cdots,m
\end{aligned}$$
其中第一个约束条件表示要满足客户的所有要求,第二个约束条件表示使用的余料不能超过现有数量,并且要满足剩下的废料长度最小。最后两个约束条件分别是变量的定义域。
这个模型可以使用整数规划求解器进行求解。由于该问题是 NP 难问题,因此对于大规模数据,可能需要使用启发式算法来求解。
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