问题
解答题
要做20个矩形钢框,每个由2.2米和1.5米的钢材各两根组成,已知原钢材长4.6米,应如何下料,使用的原钢材最省?
答案
要做成20个矩形的钢框,就需要2.2米和1.5米的钢材各40根.一种简单的想法是:在每一根原料上截取2.2米和1.5米的钢材各一根,这样每根原钢材剩下0.9米的料头,要做20个钢框,就要用原钢材40根,而剩下的料头总数为0.9×40=36米.
显然,上述想法,浪费材料,不太合理.因此,我们可以考虑合理套裁,就可以节省原料.下面有三种下料方案可供采用.
方案 每根下料数/根 长度/米 | I | Ⅱ | Ⅲ | |
2.2 | 0 | 2 | 1 | (共需40根) |
1.5 | 3 | 0 | 1 | (共需40根) |
合计 | 4.5 | 4.4 | 3.7 | |
料头 | 0.1 | 0.2 | 0.9 |
设用第Ⅰ种方案下料的原材料根数为x1;用第Ⅱ种方案下料的原材料根数为x2;用第Ⅲ种方案下料的原材料根数为x3.
所谓原材料最省,也就是使所剩下的料头总和最少,
为此根据表28.2的方案,可以列出以下的数学模型:y=0.1x1+0.2x2+0.9x3,
,2x2+x3= 40 3x1+x3=40
解之得:x1=
,x2=40 -x3 3
,40-x3 2
其中0≤x3≤40.把x1,x2代入y得:y=
×1 10
+40-x3 3
×2 10
+40-x3 2
x3=9 10
(160+23x3),1 30
可以看出,x3越大,y的值也越大,所以x3的取值应尽量小.
当x3=0时,可取x1=14,x2=20;
当x3=1时,x1=13,x2=20,都是用原材料34根;
料头的总数为:y=34×4.6-(2.2+1.5)×40=8.4(米).
所以,原材料最省的下料方案是:按方案Ⅰ下料13(或14)根,用方案Ⅱ下料20根,用方案Ⅲ下料1(或0)根,这样只需34根原材料就可做出20个钢框.