2018年高教社杯全国大学生数学建模竞赛题目

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简单地说:数模竞赛就是对实际问题的一种数学表述。 具体一点说:数学模型是关于部分现实世界为某种目的的一个抽象的简化的数学结构。 更确切地说:数学模型就是对于一个特定的对象为了一个特定目标,根据特有的内在规律,做出一些必要的简化假设,运用适当的数学工具,得到的一个数学结构。数学结构可以是数学公式,算法、表格、图示等。 数学建模就是建立数学模型,建立数学模型的过程就是数学建模的过程(见数学建模过程流程图)。数学建模是一种数学的思考方法,是运用数学的语言和方法,通过抽象、简化建立能近似刻画并"解决"实际问题的一种强有力的数学手段。

有空的时候算算!

主要数学建模方法:

 

主要题型:

 

2018年高教社杯全国大学生数学建模竞赛题目:

本科组A:

2018年高教社杯全国大学生数学建模竞赛题目
(请先阅读“全国大学生数学建模竞赛论文格式规范”)

A题   高温作业专用服装设计
在高温环境下工作时,人们需要穿着专用服装以避免灼伤。专用服装通常由三层织物材料构成,记为I、II、III层,其中I层与外界环境接触,III层与皮肤之间还存在空隙,将此空隙记为IV层。
为设计专用服装,将体内温度控制在37ºC的假人放置在实验室的高温环境中,测量假人皮肤外侧的温度。为了降低研发成本、缩短研发周期,请你们利用数学模型来确定假人皮肤外侧的温度变化情况,并解决以下问题:
(1) 专用服装材料的某些参数值由附件1给出,对环境温度为75ºC、II层厚度为6 mm、IV层厚度为5 mm、工作时间为90分钟的情形开展实验,测量得到假人皮肤外侧的温度(见附件2)。建立数学模型,计算温度分布,并生成温度分布的Excel文件(文件名为problem1.xlsx)。
(2) 当环境温度为65ºC、IV层的厚度为5.5 mm时,确定II层的最优厚度,确保工作60分钟时,假人皮肤外侧温度不超过47ºC,且超过44ºC的时间不超过5分钟。
(3) 当环境温度为80 时,确定II层和IV层的最优厚度,确保工作30分钟时,假人皮肤外侧温度不超过47ºC,且超过44ºC的时间不超过5分钟。

附件1. 专用服装材料的参数值
附件2. 假人皮肤外侧的测量温度

 本科组B:

                                                                    问题B    智能RGV的动态调度策略

图1是一个智能加工系统的示意图,由8台计算机数控机床(Computer Number Controller,CNC)、1辆轨道式自动引导车(Rail Guide Vehicle,RGV)、1条RGV直线轨道、1条上料传送带、1条下料传送带等附属设备组成。RGV是一种无人驾驶、能在固定轨道上自由运行的智能车。它根据指令能自动控制移动方向和距离,并自带一个机械手臂、两只机械手爪和物料清洗槽,能够完成上下料及清洗物料等作业任务(参见附件1)。

1:智能加工系统示意图

针对下面的三种具体情况:

(1)一道工序的物料加工作业情况,每台CNC安装同样的刀具,物料可以在任一台CNC上加工完成;

(2)两道工序的物料加工作业情况,每个物料的第一和第二道工序分别由两台不同的CNC依次加工完成;

(3)CNC在加工过程中可能发生故障(据统计:故障的发生概率约为1%)的情况,每次故障排除(人工处理,未完成的物料报废)时间介于10~20分钟之间,故障排除后即刻加入作业序列。要求分别考虑一道工序和两道工序的物料加工作业情况。

请你们团队完成下列两项任务:

任务1对一般问题进行研究,给出RGV动态调度模型和相应的求解算法;

任务2利用表1中系统作业参数的3组数据分别检验模型的实用性和算法的有效性,给出RGV的调度策略和系统的作业效率,并将具体的结果分别填入附件2的EXCEL表中。

表1:智能加工系统作业参数的3组数据表                                时间单位:秒

系统作业参数

第1组

第2组

第3组

RGV移动1个单位所需时间

20

23

18

RGV移动2个单位所需时间

33

41

32

RGV移动3个单位所需时间

46

59

46

CNC加工完成一个一道工序的物料所需时间

560

580

545

CNC加工完成一个两道工序物料的第一道工序所需时间

400

280

455

CNC加工完成一个两道工序物料的第二道工序所需时间

378

500

182

RGV为CNC1#,3#,5#,7#一次上下料所需时间

28

30

27

RGV为CNC2#,4#,6#,8#一次上下料所需时间

31

35

32

RGV完成一个物料的清洗作业所需时间

25

30

25

注:每班次连续作业8小时。

附件1:智能加工系统的组成与作业流程

附件2:模型验证结果的EXCEL表(完整电子表作为附件放在支撑材料中提交)


高职组C:

(请先阅读“全国大学生数学建模竞赛论文格式规范”)

C   大型百货商场会员画像描绘

在零售行业中,会员价值体现在持续不断地为零售运营商带来稳定的销售额和利润,同时也为零售运营商策略的制定提供数据支持。零售行业会采取各种不同方法来吸引更多的人成为会员,并且尽可能提高会员的忠诚度。当前电商的发展使商场会员不断流失,给零售运营商带来了严重损失。此时,运营商需要有针对性地实施营销策略来加强与会员的良好关系。比如,商家针对会员采取一系列的促销活动,以此来维系会员的忠诚度。有人认为对老会员的维系成本太高,事实上,发展新会员的资金投入远比采取一定措施来维系现有会员要高。完善会员画像描绘,加强对现有会员的精细化管理,定期向其推送产品和服务,与会员建立稳定的关系是实体零售行业得以更好发展的有效途径。

附件中的数据给出了某大型百货商场会员的相关信息:附件1是会员信息数据;附件2是近几年的销售流水表;附件3是会员消费明细表;附件4是商品信息表,一般来说,商品价格越高,盈利越高;附件5是数据字典。请建立数学模型解决以下问题:

(1) 分析该商场会员的消费特征,比较会员与非会员群体的差异,并说明会员群体给商场带来的价值。

(2) 针对会员的消费情况建立能够刻画每一位会员购买力的数学模型,以便能够对每个会员的价值进行识别。

(3) 作为零售行业的重要资源,会员具有生命周期(会员从入会到退出的整个过程),会员的状态(比如活跃和非活跃)也会发生变化。试在某个时间窗口,建立会员生命周期和状态划分的数学模型,使商场管理者能够更有效地对会员进行管理。

(4) 建立数学模型计算会员生命周期中非活跃会员的激活率,即从非活跃会员转化为活跃会员的可能性,并从实际销售数据出发,确定激活率和商场促销活动之间的关系模型。

(5) 连带消费是购物中心经营的核心,如果商家将策划某次促销活动,如何根据会员的喜好和商品的连带率来策划此次促销活动?


高职组D:

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