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B 题窗边框生产中的最优切割问题 在窗边框(窗外边框)的生产过程中,窗框的尺寸和形状对建筑物的外观和功能有重要影响。在加工过程中,原材料(如铝合金、钢材等)往往是长条形的通常需要根据不同订单的需求进行切割,确保每个窗框的尺寸符合要求。窗框的切割方案需要考虑用户的目标尺寸及其目标范围,同时还需要计算锯口宽度对切割损失的影响。 此外,在生产过程中,原材料可能存在不规则缺陷,缺陷的具**置和大小是随机的,这要求生产过程中能及时调整切割方案,避开缺陷区域,确保窗框的质量,并最大化利用原材料。每次切割时需要考虑锯口宽度的影响,即切割机的切割占用宽度。 请建立数学模型,解决以下问题: 问题 1假设每个订单包含多个窗框的需求,并且每个窗框有其目标宽度、目标高度以及目标范围(即目标尺寸的允许误差范围)。每次切割时,需要考虑锯口宽度对实际切割尺寸的影响。要求在剩余原材料的长度内,尽量满足订单的目 标尺寸,并尽可能减少切割损失。表1是具体的订单需求:表 1:订单的具体切割需求订单需求对象订单号订单量(套)宽度目标(米)高度目标(米)框单价(元/套)学校教学楼2.2101.6酒店客房201.82.42力3医

以下是针对这个问题的数学模型建立和分析: 问题 1 的数学模型: 设原材料长度为 $L$,窗框宽度为 $w$,高度为 $h$,锯口宽度为 $d$,订单量为 $n$,框单价为 $p$,原材料单价为 $q$。 目标函数为利润最大化,即总收益减去总成本:$Max Z = np - qL$ 约束条件包括: 1. 考虑锯口宽度后的实际切割尺寸满足目标范围:$w - 0.01 \leq w + d \leq w + 0.01$,$h - 0.01 \leq h + d \leq h + 0.01$ 2. 切割的窗框数量满足订单需求:$2n \leq \lfloor\frac{L}{(w + d)}\rfloor \times \lfloor\frac{L}{(h + d)}\rfloor$ 问题 2 的数学模型: 在问题 1 的基础上,增加缺陷的约束条件。设缺陷长度为 $l_{defect}$,缺陷起始位置为 $s_{defect}$。 约束条件新增:$s_{defect} + l_{defect} \leq w + d$ 或 $s_{defect} + l_{defect} \leq h + d$ 问题 3 的数学模型与问题 2 类似,只是订单需求有所不同。 对于最优切割方案的求解,可以使用整数规划的算法或相关的优化软件来进行计算。 计算切割损失率:$切割损失率 = \frac{总用料量 - 总成品量}{总用料量}$ 计算利用率:$利用率 = \frac{总用料量 - 切割后的总余料量}{总用料量}$ [2025-05-09 12:33:52 | AI问答 | 389点数解答]

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