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首页疫苗生产优化研究:动态规划与效率提升
"2021年五一赛A题疫苗生产优化一等奖-西南交通.pdf" 这篇论文主要探讨了疫苗生产过程中的优化问题,涉及数学建模、统计分析和运筹学方法。作者针对五一数学建模竞赛的A题,即疫苗生产顺序优化,提出了四个主要问题,并逐一给出了解决方案。 1. 问题一:生产时间分析 论文通过SPSS等数据分析工具,分析了所有疫苗在各工位的生产时间,得出生产时长的均值、方差等关键指标,确认其符合正态分布。这一分析为后续的优化提供了基础数据。 2. 问题二:生产任务分配与排序 基于问题一的数据,论文构建了一个0-1整数规划模型,用以决定每个工位的疫苗生产任务分配。通过Lingo软件求解,得到了最小化交付时间的生产排序,约为3小时8分钟。 3. 问题三:随机变量处理 如果生产时长缩短5%,论文通过概率论方法分析了完成任务的成功率,并建立了缩短时间比例与最大概率的关系式。通过求解,确定了最优生产顺序。 4. 问题四:工作时间和任务打包 在限制工位每天工作不超过16小时的前提下,论文考虑了同种疫苗连续生产的约束,构建了单目标优化模型,求解得到完成所有疫苗生产至少需要189天。 5. 问题五:销售最大化 最后,论文建立了以销售额为目标的优化模型,以确定在100天内如何选择部分疫苗生产以实现最大销售额。通过Lingo求解,得出的最大销售额为2111万元。 这篇论文展示了数学建模在实际问题解决中的应用,特别是动态规划、0-1规划和随机概率等方法在疫苗生产优化中的重要作用。这些方法可以为提高疫苗生产效率、优化生产流程和提升经济效益提供科学依据。
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四、符号说明
为了便于问题的求解,本文给出以下符号说明:
符号
说明
ij
c
第 i 种疫苗去完成第 j 处工位的加工用时
i
s
第 i 类疫苗总生产的数量(万剂)
ik
y
表示疫苗的加工先后情况
T
最终交付时间
G
最大概率
B
缩短时间比例
i
z
十种类型疫苗的售价
c
降低
5
%后得到生产时长矩阵
ij
c
可靠性不低于 90%的最短生产时长矩阵
ij
x
第 i 类疫苗在第 j 个工位上开始加工的时刻
五、模型的建立与求解
经过以上的分析和准备,本文将逐步建立以下数学模型,进一步阐述模型的实际建
立过程。
5.1 问题一模型的建立与求解
5.1.1 生产时间的统计分析
根据题设及附件 1 中给出的 YM1-YM10 等 10 种不同类型的疫苗在每个工位上进行
50 次模拟生产得到的生产时长,将这部分的生产时长数据经过初步处理后导入 SPSS 进
行统计分析。
将十种疫苗在每个工位的生产时长进行单独的统计分析,得到均值如下表所示:
表
5
-
1
每箱疫苗在所有工位上的生产时间的最值、均值、方差
最小值统计
最大值统计
均值统计
方差统计
YM1
+
CJ1
10
.
06
16
.
58
13
.
28
1
.
59
YM1
+
CJ2
13
.
07
17
.
59
14
.
96
1
.
08
YM1
+
CJ3
17
.
86
22
.
91
19
.
85
1
.
19
…
…
…
…
…
YM10
+
CJ1
11
.
46
13
.
62
12
.
95
0
.
21
YM10
+
CJ2
5
.
95
8
.
58
7
.
01
0
.
28
YM10
+
CJ3
7
.
97
9
.
82
9
.
05
0
.
21
YM10
+
CJ4
14
.
95
17
.
49
16
.
05
0
.
26
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