週五。
七點半。
田立心吃過早飯,便騎着破自行車趕到了甲所。
這時候,五道口賽區的一百餘隻參賽隊伍的三百多人,都已經陸陸續續進入了房間,等待着考試時間的到來。
這屆被冠名爲創維杯的全國大學生數模競賽,參賽的高校共有四百六十所,報名的隊伍有兩千八百多支,這一屆比賽,也是專科組首次單獨命題。
八點。
隨着比賽的鐘聲響起,早就登錄到數模競賽官網的選手們立即開始刷新,看到題目後便第一時間將其下載到桌面上。
因爲專科組是單獨命題,所以選手們下載到的文件中,是一共有ABCD四道題的。
其中,本科學生可以從AB題中任選一題,在七十二個小時之內,將完成好的建模、編程和論文按一定的格式上傳到官網就可以了。
至於論文答辯,則要等到初審結束,大概要到十月中旬了。
試題很快就下載下來了。
“A題:自動化車牀管理
一道工序用自動化車牀連續加工某種零件,由於刀具損壞等原因該工序會出現故障,其中刀具損壞故障佔 95%,其它故障僅佔 5%。工序出現故障是完全隨機的,假定在生產任一零件時出現故障的機會均相同。工作人員通過檢查零件來確定工序是否出現故障……”
“B題:鑽井佈局
勘探部門在某地區找礦。初步勘探時期已零散地在若干位置上鑽井,取得了地質資料。進入系統勘探時期後,要在一個區域內按縱橫等距的網格點來佈置井位,進行“撒網式”全面鑽探。由於鑽一口井的費用很高,如果新設計的井位與原有井位重合(或相當接近),便可利用舊井的地質資料,不必打這口新井。因此,應該儘量利用舊井,少打新井,以節約鑽探費用……”
這兩道題的題目都很長,A題中光是附表就有100個數據,B題的附表的數據較少,只有20個,但從B題的題幹中不難得知這道題討論的歐式幾何問題,需要用到數論的有關分析。
從難易程度而言,A題的難得顯然要比B題更高一些。
選擇更難的A題,還是選相對容易的B題呢?
其實,選哪道題都無所謂,畢竟選A題和選B題是分開了評分的。
也就是說,選A的人數肯定更少,更容易脫穎而出,而選B題的人數肯定更多,不僅需要做對,還需要做得更優秀才能出類拔萃。
程相傑看到題目之後,完全是一臉懵逼的,他滿懷期待地看向田立心,“完全看不懂題啊,靠你了啊。”
田立心也的確沒接觸過這類題目,可以說,最近幾天的集訓算是白辛苦了。
白紫卻很快就有了想法,“要不然,咱們就選A吧?數據雖然很多,但可以用Excel軟件對這些數據做一些相關統計分析。”
“那就選A題吧,我好像有了一點頭緒。”田立心點點頭,又指揮程相傑道,“你先下一個6SQ統計插件,咱們用6SQ統計插件中的假設檢驗下的雅克-貝拉檢驗來對這一百個數字進行正態分佈的檢驗。”
程相傑看着田立心說的好像還真是那麼回事,立即精神大振,“好嘞。”
而田立心已經拿過草稿紙,和白紫湊在一起開始低聲討論起來了。
很顯然,這道題需要用到Excel軟件對原始數據進行分析,得出刀具正常工作時長的函數,建立期望損失費用爲目標的數學模型。
“問題1)、假定工序故障時產出的零件均爲不合格品,正常時產出的零件均爲合格品,試對該工序設計效益最好的檢查間隔和刀具更換策略。”
“問題2)、如果該工序正常時產出的零件不全是合格品,有 2%爲不合格品;而工序故障時產出的零件有 40%爲合格品,60%爲不合格品。工序正常而誤認有故障仃機產生的損失費用爲 1500 元/次。對該工序設計效益最好的檢查間隔和刀具更換策略。”
“問題3)、在問題2)的情況,可否改進檢查方式獲得更高的效益。”
由題中信息可知,由於刀具損壞等原因會使工序出現故障,工序出現故障完全是隨機的,即在生產任意一個零件時都有可能發生故障。
工作人員通過檢查零件來確定工序是否出現故障,如果檢查過於頻繁,那麼工序就會經常處於正常狀態而少生產出不合格品,然而,這將使檢查費用過高;檢查間隔過長,雖然可以減少檢查費用,但由於不能及時發現故障而可能導致大量不合格品出現,必將提高每個零件的平均損失費用。
根據題目信息,刀具加工一定件數的零件後將定期更新刀具,從而我們可以通過確定最佳檢查間隔和換刀間隔來減少損失。
對問題1)的分析:
根據題目要求,我們假定所有的檢查都爲等間隔檢查,因爲未發生故障時生產的零件都是合格品,所以當發現零件不合格時就認爲工序發生了故障,從而停機檢查並使其恢復正常。若一直未發生故障,則當加工到定期更換刀具時刻,不管是否發生了故障都進行換刀。計算平均費用可分爲兩種情況:
(1)在換刀之前未發生故障,記平均損失費用爲。
(2)在換刀之前發生了故障,記平均損失費用爲。
然後,以每個零件的期望損失費用爲目標函數,運用軟件編程求解使其最小。
對問題2)的分析
根據題目中所給的條件,還是假定所有檢查都爲等間隔檢查,因爲未發生故障時次品率爲2%,發生故障時的正品率爲40%,所以不能單憑是否檢查到次品來判定工序是否正常,在工序正常時有可能誤判,這樣就會產生誤檢停機費用,計算平均費用分爲兩種情況:(1)在換刀之前未發生故障,損失費用記爲,(2)在換刀之前發生了故障,損失費用記爲,然後以每個零件的期望損失費用爲目標函數,運用軟件編程求解使其最小。
對問題3)的分析
在工序過程中,各個時間發生故障的概率是不同的,而第二問採取的等間隔檢查就在一定程度上浪費了這個條件,而且在第二問中誤檢,漏檢的概率比較大,因此我們針對這兩點採取改進措施:非等距檢查,連續檢查法。
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