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

 
 2.2 0(共需40根) 
 1.5 3 (共需40根)
 合计 4.54.4 3.7  
 料头 0.10.2 0.9  
为了省料而得到20个钢框,需要混合使用各种下料方案,

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=

40 -x3
3
,x2=
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
+
9
10
x3
=
1
30
(160+23x3),

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.

单项选择题
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