線形計画法
数理モデルへの定式化演習
以下の問題を数理モデルに定式化し,LINDOを利用して最適な解を求めよ.
注意:
- (決定)変数に何を取るか,
制約条件は何か良く考えること.
- LINDOに定式化した問題を入力する時は,変数の名前をわかりやすいように工夫した方が良い.
問題にある数値がそのままモデルの中の係数(数字)になるとは限らない.数値データの単位の統一に気を付けよう.
問題1
文教工業には,3台の機械M1,M2,M3がある.これらを用いて加工できる製品は6種類あって,それぞれ1個当たりの各機械の処理時間および利益は以下の表のとおりである.
また,各機械の1日の使用時間は10時間である.利益が最大になるような生産計画を立てよ.

問題2
下表の4種類の原油を混合してできるだけ原料費が安く,
しかも硫黄分が1%以下の重油を10000キロリットル生産したい.
各原油の最適な混合量を求めよ.

問題3
文教米店ではある穀物を仕入れて販売している.
倉庫には100トンまで貯蔵できる. 向こう3ヶ月間(1月,2月,3月)の仕入れ,
販売,月末在庫量を,利益が最大になるように求めたい.
各月の仕入れ価格, 販売価格,在庫費,
需要の最大見込み量は次のように見積もられている.なお,一月の期首在庫は0であり,3月末には30トン以上の在庫を残しておきたい.

問題4
飛行中に互いに空中給油可能な,性能の全く同じ飛行機が3機ある(1号機,2号機,3号機).
- 飛行機には1000キロリットルの燃料を積め込める.
飛行機の燃費は1キロリットル当たり1Kmである.
3機ある飛行機で協力して3号機だけをなるべく基地から遠くに飛ばしたい.ただし,1号機と2号機は基地に戻らなくてはならない.
どのような3機の飛行計画を立てればよいか.
問題5
文教製紙では幅540cm,長さ50mの紙ロールを生産している.
これを用いて幅150cm,長さ50mの紙ロールを10本,幅120cm,長さ50mの紙ロールを20本,幅70cm,長さ50mの紙ロールを30本作りたい.
最小限必要な紙ロールの数は何本くらいか?
注意:
- この問題において解答は整数値であることが求められている.このように,整数値での解答を要求される数理計画問題を特に「整数計画問題(Integer
Programming)」と呼ぶ.整数計画問題は一般的に解を求めることは難しいことが多いが,定式化する手間は線形計画法と同じである.
- 紙ロールの断ち方が何通りあるかを考えよ.
- LINDOを用いて整数計画法を解く場合は,ENDの後に整数値で解を出したい変数(例えば変数X1)に関して「INTEGER
X1」と記述してやればよい.