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取料问题是不少原材料加工行业都会遇到的问题。所谓取料问题就是将现有的材料截取或切割成一定长度或面积规格的原料毛坯。在这个过程中如何取得更多的原料毛坯而使得剩下的残料最少,就是规划求解所需要研究的取料问题。
某家具生产厂需要从3mx1m规格的木板板材上取料,分别切割成1mx1m、1.8mx1m、0.4mx1m等三种大小规格的木板。对于同一张板材来说,不考虑切割时的损耗问题,在上面切割出三种规格木板的方法有以下几种:

现在家具厂需要批量切割一批木板材料,要求1mx1m规格的500张,1.8mx1m规格的305张,0.4mx1m规格的1257张。问如何取料可以使得剩下的板材残料最少。
根据题目条件,我们在表格下方建立规划求解所需的公式模型。

其中:
单元格区域E13:E18为实际切割过程中各种方法所采用的的次数,也就是实际所消耗的原料板材的数量。此区域作为规划求解的可变单元格区域。
单元格区域B13:D18可通过B3:D8中已经给出的资料以及E列的采用次数,得到实际切割出来的各种规格木板的数量。例如在单元格B13中输入“=B3*$E13”,然后向右向下复制。
F列用于计算残料。在单元格F13中输入“=(3-1*B3-1.8*C3-0.4*D3)*E13”并复制到单元格F18。
在单元格B19中输入求和公式“=SUM(B13:B18)”,然后向右复制到单元格F19。
单元格区域B20:D20列出了三种规格的木板最终切割所要达到的数量。
打开规划求解对话框,在“设置目标单元格”文本框中选择F19单元格,选中“最小值”按钮。然后在“可变单元格”文本框中选择E13:E18单元格区域。
接下来输入下列条件:
条件1:E13:E18>=0
条件2:E13:E18为整数
条件3:B19:D19=B20:D20
最后选择“单纯线性规划”,这样运算速度可以更快一些。

最后规划求解的结果如下。

单元格F18显示了一个非常接近于0的负数,这是由于计算机系统内部浮点运算误差造成的。可以在F列的公式上加上ROUND函数进行舍入处理。
取料问题的实质就是要通过合理规划取料的组合方法,使得剩余的数量最小化。
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