数学建模——天然肠衣

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1、天然肠衣天然肠衣（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0.5米为一档，如：3-3.4米按3米计算，3.5米-3.9米按3.5米计算，其余的依此类推。表1是几种常见成品的规格，长度单位为米，∞表示没有上限，但实际长度小于26米。表1成品规格表最短长度最大长度根数总长度36.52089713.588914∞589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

2、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3-3.43.5-3.94-4.44.5-4.95-5.45.5-5.96-6.46.5-6.9根数4359394127283421长度7-7.47.5-7.98-8.48.5-8.99-9.49.5-9.910-10.410.5-10.9根数2424202521232118长度11-11.411.5-11.912-12.412.5-12.913-13.413.5-13.914-14.414.5-14.9根数3123225918253529长度15-15.415.5-15.916-16.416.5-16.917

3、-17.417.5-17.918-18.418.5-18.9根数3042284245495064长度19-19.419.5-19.920-20.420.5-20.921-21.421.5-21.922-22.422.5-22.9根数526349352716122长度23-23.423.5-23.924-24.424.5-24.925-25.425.5-25.9根数060001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

4、，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。解：问题分析：天然肠衣的原材料有三种规格的组装方法。设三种规格组装的成品捆数分别为y1、y2、y3，则总根数分别为20y1、8y2、5y3，总长度分别为89y1、89y2、89y

5、3。设第一种规格所用的原料的长度分别为x11、x12……x18，第二种规格所用的原料的长度分别为x21、x22……x214，第三种规格所用原料的长度分别为x31、x32……x320。模型建立：maxy1+y2+y3s.t.x11+x12+x13+x14+x15+x16+x17+x18>=20y1；x21+x22+x23+x24+x25+x26+x27+x28+x29+x210+x211+x212+x213+x214>=8y2；x31+x32+x33+x34+x35+x36+x37+x38+x39+x310+x311+x312+x313+x314+x315+x316

6、+x317+x318+x319+x320>=5y33x11+3.5x12+4x13+4.5x14+5x15+5.5x16+6x17+6.5x18>=89y1；7x21+7.5x22+8x23+8.5x24+9x25+9.5x26+10x27+10.5x28+11x29+11.5x210+12x211+12.5x212+13x213+13.5x214>=89y2；14x31+14.5x32+15x33+15.5x34+16x35+16.5x36+17x37+17.5x38+18x39+18.5x310+19x311+19.5x312+20x313+20.5x314+

7、21x315+21.5x316+22x317+22.5x318+23.5x319+25.5x320>=89y3x11<=43x12<=59x13<=39x14<=41x15<=27x16<=28x17<=34x18<=21；x21<=24x22<=24x23<=20x24<=25x25<=21x26<=23x27<=21x28<=18x29<=31x210<=23x211<=22x212<=59x213<=18x214<=25；x31<=35x32<=29x33<=30x34<=42x35<=28x36<=42x37<=45x38<=49x39<=50x310<=

8、64x31