连锁店和生产基地增设以及货物配送问题数学建模27213.docx
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1、第一题:1、问题重述华商公司在全省县级及以上城镇设立销售连锁店,主要销售鲜猪肉。已知全省县级及以上城镇地理位置及道路连接。目前公司现有2个生产基地(分别设在120号和63号城镇)、23家销售连锁店,连锁店的日销售量见附录1。若运输成本为0.45元/吨公里,请你为公司设计生产与配送方案,使运输成本最低。2、 问题题分析 本题首先使使用maatlaab软件件将全省省交通网网络数据据转换成成矩阵,即即若两点点之间有有路线,则则采用矩矩阵的形形式标注注出来,若若没有直直接路线线,则用用相对很很大的数数如M表表示,这这对其求求最短路路没有影影响。然然后采用用Flooyd算法算算出任意意两个城城镇之间间的
2、距离离,得出出新的最最短路矩矩阵,然然后从中中挑选出出每个连连锁店与与生产基基地所在在地城镇镇63和和城镇1120之之间距离离的最小小值。由由于每个个连锁店店的日销销量都是是给定的的,并且且生产基基地必须须满足所所有连锁锁店的需需求,因因此,本本题所求求的运输输成本最最低可以以转化为为生产基基地到连连锁店的的总路线线最短。3、模型假假设(1)位于于同一个个城镇里里的生产产基地和和连锁店店之间的的距离视视为0,不不计入运运输成本本。(2)由于于要求运运输成本本最小,所所以假定定除了距距离外,没没有其他他因素影影响运输输成本(3)在求求出的最最短路中中,皆是是可行的的路线。4、符号说说明 : 从到
3、到的只以以集合中中的节点点为中间间节点的的最短路路径的长长度5、模型建建立由于要求的的问题可可转化为为最短路路问题,而而解决任任意两点点之间的的最短路路问题,一一般而言言最为经经典的模模型便是是Flooyd算算法,所所以此模模型即为为Flooyd算算法的模模型。即即状态转转移方程程如下:1.若最短短路径经经过点kk,则;2.若最短短路径不不经过点点k,则则。因此,。在实际算法法中,为为了节约约空间,可可以直接接在原来来空间上上进行迭迭代,这这样空间间可降至至二维。6、模型求求解全省交通网网络图如如下:先把全省交交通网络络数据转转换成矩矩阵,其其mattlabb程序见见附件程程序一(注注:如问问
4、题分析析所说,若若两点之之间没有有直接路路线,则则用大MM表示,分分析此题题,可用用10000代替替大M,对对程序运运行结果果无影响响),然然后采用用Flooyd算算法,求求出一个个1544*1554的矩矩阵,DD(i,jj)表示示i,jj之间的的最短距距离。FFloyyd算法法程序见见附件程程序二。我们算算出任意意两个城城镇之间间的距离离,然后后分别比比较城镇镇63和和城镇1120与与23个个连锁店店的距离离,比如如:如果果城镇663与连连锁店ii的距离离小于城城镇1220与连连锁店ii的距离离,则连连锁店ii的猪肉肉由生产产基地在在城镇663的生生产基地地供应。最最终所得得方案如如下:表1
5、 运输成成本最小小方案生产基地连锁店所在城镇最短距离(公公里)日销售量(kkg)运费(元)城镇63210663.73822331095.66222955514161.7229258257.1131669291134.331147444891.111999881136151.119115033782.66123356551334119.55445124.266064431442110.5589489472.118211291594170.117127733978.11116634551914572.8553965331299.924447332116103.664147833689.444955
6、54221235.1118081141.577725595城镇1200431114.6662394771235.59333599610108.3368481413.5550552276519.099155700133.7754008587928.177387599491.33284463551227135.119265563.226566751611179.1156103492.00086602551724128.9943251188.663277732022168.9956375484.667533125523647.3118406.052268最终可得总总费用最最小为:105540.893
7、35元注:由于连连锁店33和188都在663号城城镇、连连锁店11和100都在1120号号城镇,可可以将这这四个连连锁店的的运输成成本忽略略不计。7、模型评评价(1)优点点:容易易理解,可可以算出出任意两两个节点点之间的的最短距距离,代代码编写写简单(2)缺点点:时间间复杂度度比较高高,不适适合计算算大量数数据。第二题1、问题重重述根据近5年年全省各各城镇的的鲜猪肉肉月度需需求数据据,分析析各城镇镇需求特特征,并并预测未未来何时时全省鲜鲜猪肉需需求达到到峰值,并并筛选出出达到峰峰值时需需求达到到前5位位和后55位的城城镇。2、问题分分析本题有三个个小问题题,我们们着重考考虑第二二个小问问,即预
8、预测何时时全省鲜鲜猪肉需需求达到到峰值。关关于第一一小问,由由于数量量过于庞庞大,用用描述统统计的方方法即可可得到各各个城镇镇数据的的大致特特征。对对于第二二小问,应应反复使使用不同同的曲线线模型进进行拟合合,然后后选出最最合适的的模型,求求出达到到峰值的的时间。关关于第三三小问,为为避免计计算量过过大,我我们挑选选出第一一小问中中平均值值前十位位和后十十位的城城镇逐个个预测,最最终能筛筛选出达达到峰值值时需求求达到前前5位和和后5位位的城镇镇。3、模型的的建立与与求解3.1对于于第一小小问我们们利用描描述统计计的方法法,计算算出每个个城镇数数据的全全距、均均值以及及方差。详详细数据据见附录录
9、。(1)城镇镇68、663、776、886、331的数数据全局局均在5500以以上,说说明这些些城镇数数据变化化范围较较广。(2)城镇镇31、663的数数据均值值都在440000以上,说说明这两两个城市市对猪肉肉的需求求量很大大,然而而也有例例如城镇镇74、994、330、884对猪猪肉的月月平均需需求量在在1200以下。(3)城镇镇4、992、998、119、443、33、488、933、600、822、966、999、888、899、5、229、116、334、117、884、330、774数据据的标准准差均在在10以以下,说说明这些些城镇数数据的波波动较小小、很平平缓。然然而也有有城镇数
10、数据波动动性较大大,如城城镇688、633、766、866、311、1、883、441、440、779、669的标标准差都都在1000以上上。3.2对于于第二小小问:(1)模型型假设:题目所所给数据据季节波波动性很很弱,可可以忽略略它的影影响。 相相邻时间间段的数数据之间间基本不不存在自自回归现现象;(2)符号号说明:y 表表示全省省鲜猪肉肉月度需需求量 xx表示时时间,例例如x=1表示示20008年11月。(3)模型型的建立立和求解解我们用SPPSS对对数据进进行曲线线拟合,发发现拟合合度最高高的为二二次曲线线,如下下: yy=10062996.9987+3733.2006x-2.5733x
11、22 对对方程两两边求导导, 令y=3733.20062*2.5733x=00 得xx=722.5223511即20144年1月月中旬全全省鲜猪猪肉需求求量达到到峰值。3.3对于于第三小小问:我们根据第第一问的的结果挑挑选出月月度猪肉肉需求量量均值前前10位位和后110位的的城镇。如如下表:表2 月月度猪肉肉需求量量均值前前10位位城镇城镇47118210274月需求量均均值(公公斤)122.88122.442755120.998955112.226188109.449333城镇308410912994月需求量均均值(公公斤)107.556955104.998977101.66152299.2
12、7745107.888933表3 月度度猪肉需需求量均均值后110位城城镇城镇1203163106104月需求量均均值(公公斤)8634.494484.374136.113438.242141.91城镇1211007956101月需求量均均值(公公斤)1991.061826.461761.841684.562097.49经过对以上上20个个城镇的的数据逐逐个拟合合,发现现城镇331、1120、1106、1121、1100、779、556、1118、774、330、884的数数据没有有明显上上升或下下降的趋趋势,预预测值与与平均值值不会相相差太远远,所以以在此取取其均值值作为达达到峰值值时的预预
13、测值。然然而城镇镇1011、1004、22、477、944、1229二次次曲线的的拟合度度都很高高,城镇镇63、1109线线性拟合合度很高高。模型型如下:城镇1011: y(1101)=13364.2466+400.0776x-0.3398xx2城镇1044: y(1044)=112700.0008+553.8841xx-0.6266x22城镇2: y(2)=75.3188+1.9855x-00.0112x2城镇47: y(447)=74.5788+1.86xx-0.0077x22城镇94: y(994)=37.8811+3.1277x-00.0221x2城镇1299: y(1129)=700
14、.6445+11.2773x-0.0008xx2城镇63: y(663)=45555.1160-13.7399x城镇1099: y(1109)=744.0116+00.9005x将x=722.5223511带入以以上方程程,得出出结果如如下:yy(1001)= 21177.35337055 ,yy(1004)= 118822.19994553,yy(2)= 1156.161125333,yy(477)= 1722.655411121,yy(944)= 1544.200916662,yy(1229)= 1220.8890115222,y(63)= 335588.75594996,y(1099)=
15、 1399.644977766从而筛选出出全省鲜鲜猪肉需需求达到到峰值时时需求达达到前55位和后后5位的的城镇,如如下表:城镇需求量(公公斤)84104.99897730107.55695574109.449333102112.226188129120.8890115222表4 前五位位城镇 表表5 后五位位城镇 城镇需求量(公公斤)1208634.49112314484.3744633558.759949661063438.24111012177.35337055即全省鲜猪猪肉需求求达到峰峰值时需需求达到到前5位位的城镇镇是1220、331、663、1106、1101,后后5位的的城镇是是8
16、4、330、774、1102、1129。问题三1、问题重重述已知城镇对对公司产产品每日日需求预预测数据据,公司司未来各各城镇每每日需求求预测数数据.但但公司产产品的需需求量与与销售量量不完全全一致,若若在当地地(同一一城镇)购购买,则则这一部部分需求求量与销销售量相相同,若若在不足足10公公里的其其他城镇镇的销售售连锁店店购买,则则这一部部分需求求量只能能实现一一半,而而在超过过10公公里的其其他城镇镇的销售售连锁店店购买,销销售量只只能达到到需求量量的三成成。公司司决定在在各城镇镇增设销销售连锁锁店,且且原有的的23家家销售连连锁店销销售能力力可在现现有销售售量的基基础上上上浮200%,增增
17、设的销销售连锁锁店销售售能力控控制在每每日200吨至440吨内内,并且且要求增增设的销销售连锁锁店的销销售量必必须达到到销售能能力的下下限。同同一城镇镇可设立立多个销销售连锁锁店。要要求规划划增设销销售连锁锁店方案案,使全全省销售售量达到到最大。2、问题分分析由题意知,本本题需决决定连锁锁店的增增建方案案,以使使全省销销售量最最大。那那么就需需要解决决增建多多少连锁锁店,建建在哪里里的问题题。这是是一个优优化问题题,如果果用liingoo做规划划可以解解决,但但是题中中的数据据比较大大,难以以导入,关关联性极极大,程程序也很很繁杂。所所以,我我们将采采用先分分析,再再筛选的的方法来来解此题题。
18、由题题意知,在在超过110公里里以外的的城镇购购买销售售量是原原来的三三成,反反过来说说,如果果我们从从已有的的21个个已经有有连锁店店的城镇镇入手,在在距他们们10公公里以外外的城镇镇(这些些城镇的的猪肉都都由离他他们最近近的连锁锁店提供供)建立立新的连连锁店,那那么建了了新连锁锁店的城城镇的销销售量将将增加七七成,相相比在110公里里内建新新连锁店店效果更更好。此此外,为为了达到到销售量量最大和和单个连连锁店销销售能力力下限,在在超过110公里里的基础础上筛选选出日销销售量比比较大的的城镇和和已有连连锁店的的城镇作作为新建建连锁店店的试点点,再通通过由筛筛选模型型建立起起来的程程序,用用m
19、attlabb进行筛筛选,最最终得到到连锁店店的个数数和选址址。由于于在选择择试点的的个数时时会有所所不同也也会有个个人倾向向,所以以,我们们得到的的只是与与最大值值比较相相近的结结果。3、模型假假设(1)假设设购买者者只去距距离他们们最近的的连锁店店购买猪猪肉,不不去其他他连锁店店购买。即各连锁店对其他连锁店所在城镇的销售量无影响。(2)假设设买不到到猪肉的的购买者者去个体体户或者者其他公公司购买买。即在在计算最最大销售售量时,若若销售能能力小于于需求量量时,按按最大销销售能力力计算,反反之,最最大销售售量按需需求量计计算。4、模型的的建立与与解答为了规划新新增连锁锁店的个个数和地地址,以以
20、达到全全省最大大销售量量。我们们假设各各城镇都都去离他他们最近近的连锁锁店购买买猪肉,以以此为标标准,我我们将所所有的城城镇分成成21(有有两个城城镇原来来有2家家连锁店店)片,每每一片中中的城镇镇的猪肉肉都由这这一片中中的连锁锁店提供供。然后后,将题题中所给给的每个个城镇的的猪肉需需求量进进行排序序,并从从中挑出出除去已已存在连连锁店的的城镇后后需求量量排在前前20位位的城镇镇,然后后再按片片区从中中挑出距距离已有有连锁店店超过110公里里的城镇镇和已有有连锁店店的城镇镇,作为为建立新新连锁店店的试点点,再用用按以下下筛选模模型建立立的程序序来筛选选出满足足销售量量大于单单个连锁锁店的销销售
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