2014高教社杯全国大学生数学建模竞赛D题获奖论文
2013高教社杯全国大学生数学建模竞赛题目
2014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”）D题储药柜的设计储药柜的结构类似于书橱，通常由若干个横向隔板和竖向隔板将储药柜分割成若干个储药槽(如图1所示)。
为保证药品分拣的准确率，防止发药错误，一个储药槽内只能摆放同一种药品。
药品在储药槽中的排列方式如图2所示。
药品从后端放入，从前端取出。
一个实际储药柜中药品的摆放情况如图3所示。
为保证药品在储药槽内顺利出入，要求药盒与两侧竖向隔板之间、与上下两层横向隔板之间应留2mm的间隙，同时还要求药盒在储药槽内推送过程中不会出现并排重叠、侧翻或水平旋转。
在忽略横向和竖向隔板厚度的情况下，建立数学模型，给出下面几个问题的解决方案。
1.药房内的盒装药品种类繁多，药盒尺寸规格差异较大，附件1中给出了一些药盒的规格。
请利用附件1的数据，给出竖向隔板间距类型最少的储药柜设计方案，包括类型的数量和每种类型所对应的药盒规格。
2. 药盒与两侧竖向隔板之间的间隙超出2mm的部分可视为宽度冗余。
增加竖向隔板的间距类型数量可以有效地减少宽度冗余，但会增加储药柜的加工成本，同时降低了储药槽的适应能力。
设计时希望总宽度冗余尽可能小，同时也希望间距的类型数量尽可能少。
仍利用附件1的数据，给出合理的竖向隔板间距类型的数量以及每种类型对应的药品编号。
3.考虑补药的便利性，储药柜的宽度不超过2.5m、高度不超过2m，传送装置占用的高度为0.5m，即储药柜的最大允许有效高度为1.5m。
药盒与两层横向隔板之间的间隙超出2mm的部分可视为高度冗余，平面冗余＝高度冗余×宽度冗余。
在问题2计算结果的基础上，确定储药柜横向隔板间距的类型数量，使得储药柜的总平面冗余量尽可能地小，且横向隔板间距的类型数量也尽可能地少。
4. 附件2给出了每一种药品编号对应的最大日需求量。
在储药槽的长度为1.5m、每天仅集中补药一次的情况下，请计算每一种药品需要的储药槽个数。
2014数模报告
0 C :多项式系数
r V :比冲
M :为探测器质量
1 G :惯性坐标系中月心引力的矢量
i. ：共轭矢量
l .
：月球自转角速度
1 v ：近月点速度
2 v ：远月点速度
五、模型的建立与求解
5.1、问题一模型的建立与求解
模型一：非典型代值测试模型
嫦娥三号以抛物线下降。一直朝着运动方向控制减速的推力，主要的控制量只有一
1
2014 高教社杯全国大学生数学建模竞赛
承诺书
我们仔细阅读了《全国大学生数学建模竞赛章程》和《全国大学生数学建模竞赛参
赛规则》（以下简称为“竞赛章程和参赛规则”，可从全国大学生数学建模竞赛网站下载）。
我们完全明白，在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式（包括电话、电子邮件、网
上咨询等）与队外的任何人（包括指导教师）研究、讨论与赛题有关的问题。
1 1 1 L . mv r
嫦娥三号在远月点的角动量为：
2 2 2 L . mv r
7
嫦娥三号椭圆轨道的半长轴：
a . .h1 . h2 . 2Re . / 2 . .r1 . r2 . / 2
，
其中： 1 e 1 r . R . h ， 2 e 2 r . R .h
h T T
P
T T j h j p
t T t T
x t B x t B
h h
t T t T
整个测量弧段的信息。本文提出采用Ｂ样条函数逼近的运动学统计定位的方法对落月段
的轨迹进行仿真计算，对该弧段轨迹确定的策略进行了分析和探讨。
问题三：对设计的轨道进行误差分析，运用了T 检验，方差大，说明误差大，方差
2014B-全国一等奖-
承诺书我们仔细阅读了《全国大学生数学建模竞赛章程》和《全国大学生数学建模竞赛参赛规则》（以下简称为“竞赛章程和参赛规则”，可从全国大学生数学建模竞赛网站下载）。
我们完全明白，在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式（包括电话、电子邮件、网上咨询等）与队外的任何人（包括指导教师）研究、讨论与赛题有关的问题。
我们知道，抄袭别人的成果是违反竞赛章程和参赛规则的，如果引用别人的成果或其他公开的资料（包括网上查到的资料），必须按照规定的参考文献的表述方式在正文引用处和参考文献中明确列出。
我们郑重承诺，严格遵守竞赛章程和参赛规则，以保证竞赛的公正、公平性。
如有违反竞赛章程和参赛规则的行为，我们将受到严肃处理。
我们授权全国大学生数学建模竞赛组委会，可将我们的论文以任何形式进行公开展示（包括进行网上公示，在书籍、期刊和其他媒体进行正式或非正式发表等）。
我们参赛选择的题号是（从A/B/C/D中选择一项填写）： B我们的报名参赛队号为（8位数字组成的编号）：27002015所属学校（请填写完整的全名）：西北工业大学参赛队员(打印并签名) ：1. 王然然2. 薛耀庭3. 彭谦指导教师或指导教师组负责人(打印并签名)：雷佑铭（论文纸质版与电子版中的以上信息必须一致，只是电子版中无需签名。
以上内容请仔细核对，提交后将不再允许做任何修改。
如填写错误，论文可能被取消评奖资格。
）日期： 2014 年 9 月 12 日赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）：编号专用页赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）：全国统一编号（由赛区组委会送交全国前编号）：全国评阅编号（由全国组委会评阅前进行编号）：创意平板折叠桌设计摘要在较详细分析平板折叠桌的结构的前提下，采用由简单到复杂，由特殊到一般的研究方法，对此问题进行了研究，最终建立了满足不同客户需求的折叠桌设计模型。
针对第一问，我们在钢筋位置确定在最外侧木条中点的条件下，首先从解析几何方法建立了连续的理想模型，建立了桌面边缘线和桌脚边缘线的函数关系式，给出了槽长的解析表达式，并讨论了此表达式的极值点及稳定性。
2014全国大学生数学建模大赛获奖作品解析
承诺书我们认真阅读了中国大学生数学建模比赛的比赛规则.我们完好理解，在比赛开始后参赛队员不可以以任何方式（包含电话、电子邮件、网上咨询等）与队外的任何人（包含指导教师）研究、议论与赛题有关的问题。
我们知道，剽窃他人的成就是违犯比赛规则的 , 假如引用他人的成就或其余公然的资料（包含网上查到的资料），一定依据规定的参照文件的表述方式在正文引用途和参照文件中明确列出。
我们郑重许诺，严格恪守比赛规则，以保证比赛的公正、公正性。
若有违犯比赛规则的行为，我们将遇到严肃办理。
我们参赛选择的题号是（从A/B/C/D 中选择一项填写）：我们的参赛队号为（赛区已经给每个队设置）：08*** ×××所属学校（请填写完好的全名）：东北石油大学参赛队员(打印并署名 ) ： 1.2.3.指导教师或指导教师组负责人(打印并署名 )：×××日期： 2014 年 08 月 25 日赛区评阅编号（由赛区组委会评阅行进行编号）：08003嫦娥三号软着陆轨道设计与控制策略纲要重点词：实质通行能力、通行量饱和度、偏差修正、多项式拟合与插值、车流颠簸理论一、问题重述嫦娥三号于2013 年 12 月 2 日 1 时 30 分红功发射， 12 月 6 日到达月球轨道。
嫦娥三号在着陆准备轨道上的运转质量为 2.4t ，其安装在下部的主减速发动机能够产生1500N 到7500N 的可调理推力，其比冲（即单位质量的推动剂产生的推力）为2940m/s，能够知足调整速度的控制要求。
在周围安装有姿态调整发动机，在给定主减速发动机的推力方向后，能够自动经过多个发动机的脉冲组合实现各样姿态的调整控制。
嫦娥三号的预约着陆点为19.51W ， 44.12N ，海拔为 -2641m。
嫦娥三号在高速飞翔的状况下，要保证正确地在月球预约地区内实现软着陆，一定对着陆轨道和控制策略进行设计。
要求着陆轨道近月点为15km ，远月点100km 的椭圆轨道。
2014高教社杯全国大学生数学建模竞赛D题获奖论文解读
2014高教社杯全国大学生数学建模竞赛承诺书我们仔细阅读了《全国大学生数学建模竞赛章程》和《全国大学生数学建模竞赛参赛规则》（以下简称为“竞赛章程和参赛规则”，可从全国大学生数学建模竞赛网站下载）。
我们完全明白，在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式（包括电话、电子邮件、网上咨询等）与队外的任何人（包括指导教师）研究、讨论与赛题有关的问题。
我们知道，抄袭别人的成果是违反竞赛章程和参赛规则的，如果引用别人的成果或其他公开的资料（包括网上查到的资料），必须按照规定的参考文献的表述方式在正文引用处和参考文献中明确列出。
我们郑重承诺，严格遵守竞赛章程和参赛规则，以保证竞赛的公正、公平性。
如有违反竞赛章程和参赛规则的行为，我们将受到严肃处理。
我们授权全国大学生数学建模竞赛组委会，可将我们的论文以任何形式进行公开展示（包括进行网上公示，在书籍、期刊和其他媒体进行正式或非正式发表等）。
我们参赛选择的题号是（从A/B/C/D中选择一项填写）： D我们的报名参赛队号为（8位数字组成的编号）：所属学校（请填写完整的全名）：参赛队员(打印并签名) ：1. （隐去论文作者相关信息等）2.3.指导教师或指导教师组负责人(打印并签名)：（论文纸质版与电子版中的以上信息必须一致，只是电子版中无需签名。
以上内容请仔细核对，提交后将不再允许做任何修改。
如填写错误，论文可能被取消评奖资格。
）日期： 2014年月日赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）：2014高教社杯全国大学生数学建模竞赛编号专用页赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）：全国统一编号（由赛区组委会送交全国前编号）：全国评阅编号（由全国组委会评阅前进行编号）：储药柜的设计摘要面向消费者的药品零售药房，日常运行中需要执行大量的药品存储和分拣工作，目前自动化药房的研发及逐渐应用提高了药品存储和分拣效率，为医疗工作提供了极大地便利。
储药通道即为自动化药房的重要部分，合理的储药槽设计可以减少储药槽的设计成本、合理的利用储存处空间、提高药品的存储率和分拣效率。
2014全国大学生数学建模竞赛A题论文
全国大学生数学建模竞赛论文格式规●本科组参赛队从A、B题中任选一题，专科组参赛队从C、D题中任选一题。
（全国评奖时，每个组别一、二等奖的总名额按每道题参赛队数的比例分配；但全国一等奖名额的一半将平均分配给本组别的每道题，另一半按每题论文数的比例分配。
）●论文用白色A4纸打印(单面、双面打印均可)；上下左右各留出至少2.5厘米的页边距；从左侧装订。
●论文第一页为承诺书，具体容和格式见本规第二页。
●论文第二页为编号专用页，用于赛区和全国评阅前后对论文进行编号，具体容和格式见本规第三页。
●论文题目、摘要和关键词写在论文第三页上（无需译成英文），并从此页开始编写页码；页码必须位于每页页脚中部，用阿拉伯数字从“1”开始连续编号。
注意：摘要应该是一份简明扼要的详细摘要，请认真书写（但篇幅不能超过一页）。
●从第四页开始是论文正文（不要目录）。
论文不能有页眉或任何可能显示答题人身份和所在学校等的信息。
●论文应该思路清晰，表达简洁（正文尽量控制在20页以，附录页数不限）。
●引用别人的成果或其他公开的资料(包括网上查到的资料) 必须按照规定的参考文献的表述方式在正文引用处和参考文献中均明确列出。
正文引用处用方括号标示参考文献的编号，如[1][3]等；引用书籍还必须指出页码。
参考文献按正文中的引用次序列出，其中书籍的表述方式为：[编号] 作者，书名，出版地：，出版年。
参考文献中期刊杂志论文的表述方式为：[编号] 作者，论文名，杂志名，卷期号：起止页码，出版年。
参考文献中网上资源的表述方式为：[编号] 作者，资源标题，网址，访问时间（年月日）。
●在论文纸质版附录中，应提供参赛者实际使用的软件名称、命令和编写的全部计算机源程序（若有的话）。
同时，所有源程序文件必须放入论文电子版中备查。
论文及源程序电子版压缩在一个文件中，一般不要超过20MB，且应与纸质版同时提交。
（如果发现程序不能运行，或者运行结果与论文中报告的不一致，该论文可能会被认定为弄虚作假而被取消评奖资格。
2014年全国大学生数学建模优秀论文
承诺书我们仔细阅读了中国大学生数学建模竞赛的竞赛规则.我们完全明白，在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式（包括电话、电子邮件、网上咨询等）与队外的任何人（包括指导教师）研究、讨论与赛题有关的问题。
我们知道，抄袭别人的成果是违反竞赛规则的, 如果引用别人的成果或其他公开的资料（包括网上查到的资料），必须按照规定的参考文献的表述方式在正文引用处和参考文献中明确列出。
我们郑重承诺，严格遵守竞赛规则，以保证竞赛的公正、公平性。
如有违反竞赛规则的行为，我们将受到严肃处理。
我们授权全国大学生数学建模竞赛组委会，可将我们的论文以任何形式进行公开展示（包括进行网上公示，在书籍、期刊和其他媒体进行正式或非正式发表等）。
我们参赛选择的题号是（从A/B/C/D中选择一项填写）：C我们的参赛报名号为（如果赛区设置报名号的话）：20030002所属学校（请填写完整的全名）：广西机电职业技术学院参赛队员(打印并签名) ：1. 李宪周2. 周永强3. 周光华指导教师或指导教师组负责人(打印并签名)：数模组日期： 2014 年 9 月15 日赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）：编号专用页赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）：赛区评阅记录（可供赛区评阅时使用）：评阅人评分备注全国统一编号（由赛区组委会送交全国前编号）：全国评阅编号（由全国组委会评阅前进行编号）：生猪养殖产的经营管理摘要国家物价局相关负责人介绍，肉禽类产品价格之所以上升势头快，原因有三：一是养殖成本剧增；二是市场需求的逐步攀升；三是肉禽类价格的周期性波动实乃正常情况。
养殖者希望能在投资不断增大的情况下获取最大经济效益，而消费者则希望能以最实惠的价格购买到优质的放心肉，于是本文的模型概念也就应运而生了。
本文主要建立生猪养殖场应该通过怎样的经营管理方式以达到最大利润化的模型。
以10000头猪来限制猪场的数量而展开的对三个问题的求解问题。
针对问题一，对每头母猪每年平均产仔量的要求必须要满足达到或超过盈亏平衡点的求解，我们通过对可查数据进行的查询和对未知数据进行的假设，最后运用盈亏平衡点的求解公式，所以要达到或超过盈亏平衡点，每头母猪每年平均产仔量约达到9头。
2014年“高教杯”数学建模竞赛A题解答
承诺书我们仔细阅读了《全国大学生数学建模竞赛章程》和《全国大学生数学建模竞赛参赛规则》（以下简称为“竞赛章程和参赛规则”，可从全国大学生数学建模竞赛网站下载）。
我们完全明白，在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式（包括电话、电子邮件、网上咨询等）与队外的任何人（包括指导教师）研究、讨论与赛题有关的问题。
我们知道，抄袭别人的成果是违反竞赛章程和参赛规则的，如果引用别人的成果或其他公开的资料（包括网上查到的资料），必须按照规定的参考文献的表述方式在正文引用处和参考文献中明确列出。
我们郑重承诺，严格遵守竞赛章程和参赛规则，以保证竞赛的公正、公平性。
如有违反竞赛章程和参赛规则的行为，我们将受到严肃处理。
我们授权全国大学生数学建模竞赛组委会，可将我们的论文以任何形式进行公开展示（包括进行网上公示，在书籍、期刊和其他媒体进行正式或非正式发表等）。
我们参赛选择的题号是（从A/B/C/D中选择一项填写）： A我们的报名参赛队号为（8位数字组成的编号）：25018007所属学校（请填写完整的全名）：红河学院参赛队员(打印并签名) ：1. 郭聪聪2. 建晶晶3. 丁柱花指导教师或指导教师组负责人(打印并签名)：张德飞（论文纸质版与电子版中的以上信息必须一致，只是电子版中无需签名。
以上内容请仔细核对，提交后将不再允许做任何修改。
如填写错误，论文可能被取消评奖资格。
）日期：年月日赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）：编号专用页赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）：全国统一编号（由赛区组委会送交全国前编号）：全国评阅编号（由全国组委会评阅前进行编号）：A题嫦娥三号软着陆轨道设计与控制策略摘要本文以月心为圆心建立空间直角坐标系，通过能量守恒定律并假设轨道方程为椭圆方程确定嫦娥三号着陆准备轨道近月点和远月点的位置，以及嫦娥三号相应速度的大小与方向。
接着利用三阶样条逼近函数确定轨道方程，并从动力学的角度建立动力学质心运动方程，在这个方程的基础上选择推力F和 作为控制策略，建立燃料消耗最小的目标函数，通过选取一些样本获得了最优控制策略。
2014高教社杯全国大学生数学建模竞赛题目
2014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题嫦娥三号软着陆轨道设计与控制策略嫦娥三号于2013年12月2日1时30分成功发射，12月6日抵达月球轨道。
嫦娥三号在着陆准备轨道上的运行质量为2.4t，其安装在下部的主减速发动机能够产生1500N到7500N的可调节推力，其比冲（即单位质量的推进剂产生的推力）为2940m/s，可以满足调整速度的控制要求。
在四周安装有姿态调整发动机，在给定主减速发动机的推力方向后，能够自动通过多个发动机的脉冲组合实现各种姿态的调整控制。
嫦娥三号的预定着陆点为19.51W，44.12N，海拔为-2641m。
嫦娥三号在高速飞行的情况下，要保证准确地在月球预定区域内实现软着陆，关键问题是着陆轨道与控制策略的设计。
其着陆轨道设计的基本要求：着陆准备轨道为近月点15km，远月点100km的椭圆形轨道；着陆轨道为从近月点至着陆点，其软着陆过程共分为6个阶段，要求满足每个阶段在关键点所处的状态；尽量减少软着陆过程的燃料消耗。
根据上述的基本要求，请你们建立数学模型解决下面的问题：（1）确定着陆准备轨道近月点和远月点的位置，以及嫦娥三号相应速度的大小与方向。
（2）确定嫦娥三号的着陆轨道和在6个阶段的最优控制策略。
（3）对于你们设计的着陆轨道和控制策略做相应的误差分析和敏感性分析。
根据计划，嫦娥三号将在北京时间12月14号在月球表面实施软着陆。
嫦娥三号如何实现软着陆以及能否成功成为外界关注焦点。
目前，全球仅有美国、前苏联成功实施了13次无人月球表面软着陆。
北京时间12月10日晚，嫦娥三号已经成功降轨进入预定的月面着陆准备轨道，这是嫦娥三号“落月”前最后一次轨道调整。
在实施软着陆之前，嫦娥三号还将在这条近月点高度约15公里、远月点高度约100公里的椭圆轨道上继续飞行。
期间，将稳定飞行姿态，对着陆敏感器、着陆数据等再次确认，并对软着陆的起始高度、速度、时间点做最后准备。
2014年“高教社杯”全国大学生数学建模竞赛四川赛区推荐申报全国奖名单
拟推
申报情况 全国一等奖 全国一等奖 全国一等奖 全国一等奖 全国一等奖 全国一等奖 全国一等奖 全国一等奖 全国一等奖 全国一等奖 全国一等奖 全国一等奖 全国一等奖 全国一等奖 全国一等奖 全国一等奖 全国一等奖 全国一等奖 全国一等奖 全国一等奖 全国一等奖 全国一等奖
23 A题 49队 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 本科组 81队 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49
段春生 何腊梅 韩会磊 李良 李明奇 尹福成 牟廉明 尹福成 吴建国 指导教师组 刘自山 周贤林 周贤林 杨新 张朝伦 张朝伦 蒲俊 张清帮 吴 萌 杨晗 蒲伟 马骁 徐昌贵 张兴元 杨学南 马志霞 闵超
何修齐 叶楠 宋之立 彭宇 潘思源 张俊成 刘大一恒 李兵 李金泽 刘燕军 司鑫 陈刚保 陈晓菡 冯文 杨帆 李佳 魏燕 朱玉凡 程丹 杨明琴 杨浩天 孙静 刘小艳 熊川楠 舒乾坤 马新星 施夏彬 胡琼芳 敬灏 苟娜 李周斌 肖开僖 李雪锋 何苗 张南方 徐国强 张天玖 杜林松 刘安静 翟红波 黄建锋 任艳蓉 周俊 贾山 王莉 陈志超 周彬 刘鸿 王强 许晋嘉 李代福 郝卓凡 马铭帅 柴鑫涛 尹志豪 谭莹 黄佳 宁佳 罗鑫皓 杨恺 刘畅 徐京涛 金森 景艳红 吴友发 黄清源 王志豪 魏文婧 冉祥 蒲华强 李斌 吴鹏 马建 曾琦雅 镇高红 方开 洪玲玲 覃小维 吴浩 党正阳 杨茗芳
全国二等奖 全国二等奖 全国二等奖 全国二等奖 全国二等奖 全国二等奖 全国一等奖 全国一等奖 全国一等奖 全国二等奖 全国二等奖 全国一等奖 全国一等奖 全国一等奖 全国二等奖 全国二等奖 全国二等奖
2014年“高教社杯”全国大学生数学建模竞赛四川赛区 荐申报全国奖名单
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2014高教社杯全国大学生数学建模竞赛承诺书我们仔细阅读了《全国大学生数学建模竞赛章程》和《全国大学生数学建模竞赛参赛规则》（以下简称为“竞赛章程和参赛规则”，可从全国大学生数学建模竞赛网站下载）。
我们完全明白，在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式（包括电话、电子邮件、网上咨询等）与队外的任何人（包括指导教师）研究、讨论与赛题有关的问题。
我们知道，抄袭别人的成果是违反竞赛章程和参赛规则的，如果引用别人的成果或其他公开的资料（包括网上查到的资料），必须按照规定的参考文献的表述方式在正文引用处和参考文献中明确列出。
我们郑重承诺，严格遵守竞赛章程和参赛规则，以保证竞赛的公正、公平性。
如有违反竞赛章程和参赛规则的行为，我们将受到严肃处理。
我们授权全国大学生数学建模竞赛组委会，可将我们的论文以任何形式进行公开展示（包括进行网上公示，在书籍、期刊和其他媒体进行正式或非正式发表等）。
我们参赛选择的题号是（从A/B/C/D中选择一项填写）： D我们的报名参赛队号为（8位数字组成的编号）：所属学校（请填写完整的全名）：参赛队员(打印并签名) ：1. （隐去论文作者相关信息等）2.3.指导教师或指导教师组负责人(打印并签名)：（论文纸质版与电子版中的以上信息必须一致，只是电子版中无需签名。
以上内容请仔细核对，提交后将不再允许做任何修改。
如填写错误，论文可能被取消评奖资格。
）日期： 2014年月日赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）：2014高教社杯全国大学生数学建模竞赛编号专用页赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）：赛区评阅记录（可供赛区评阅时使用）：评阅人评分备注全国统一编号（由赛区组委会送交全国前编号）：全国评阅编号（由全国组委会评阅前进行编号）：储药柜的设计摘要面向消费者的药品零售药房，日常运行中需要执行大量的药品存储和分拣工作，目前自动化药房的研发及逐渐应用提高了药品存储和分拣效率，为医疗工作提供了极大地便利。
储药通道即为自动化药房的重要部分，合理的储药槽设计可以减少储药槽的设计成本、合理的利用储存处空间、提高药品的存储率和分拣效率。
本文根据问题中所给的数据，利用统计方面的知识联系实际问题，作出了相应的解答和处理。
问题1：首先假设在对储药柜没有任何限制的情况下，对药盒的宽度进行分类，设定储药槽的竖向隔板间距类型，结合实际情况对无限制情况下的模型进行优化处理，为模型（二）的建立奠定了基础。
问题2：为合理的利用储药槽且有效的减少宽度冗余，模型中将储药柜的列数设定为药品种类的因数，使得储药柜中的储药槽无剩余，在尽可能减少宽度冗余的同时，降低了储药柜的加工成本和提高了储药柜的适应能力。
问题3：结合问题2中的结论，对每种竖向隔板间隔类型中的药品高度进行分类，根据平面冗余的计算公式，合理的设定了横向隔板间距类型，使得储药柜的总平面冗余量尽可能小。
问题4：根据附件2中药品的最大日需求量及各药盒长度，首先计算了每一种药品所需要的储药槽个数，并结合问题3中所设计的储药柜的规格，合理的利用了储药柜中的空储药槽，计算了所需储药柜数量。
关键词：储药槽竖向隔板间隔横向隔板间隔平面冗余一、问题重述如题，储药柜的结构类似于书橱，由若干个横向隔板和竖向隔板将储药柜分割成若干个储药槽(如图1所示)。
为保证药品分拣的准确率，防止发药错误，一个储药槽内只能摆放同一种药品。
药品在储药槽中的排列方式如图2所示。
药品从后端放入，从前端取出。
一个实际储药柜中药品的摆放情况如图3所示。
图1 储药柜立体示意图图2 储药柜的侧剖面及药品摆放示意图图3 储药槽药品摆放情况为保证药品在储药槽内顺利出入，要求药盒与两侧竖向隔板之间、与上下两层横向隔板之间应留2mm的间隙，同时还要求药盒在储药槽内推送过程中不会出现并排重叠、侧翻或水平旋转。
在忽略横向和竖向隔板厚度的情况下，建立数学模型，我们通过下面几个问题的提出解决方案：问题1：药房内的盒装药品种类繁多，药盒尺寸规格差异较大，附件1中给出了一些药盒的规格。
我们需要利用附件1的数据，给出竖向隔板间距类型最少的储药柜设计方案，包括类型的数量和每种类型所对应的药盒规格。
问题2：药盒与两侧竖向隔板之间的间隙超出2mm的部分可视为宽度冗余。
增加竖向隔板的间距类型数量可以有效地减少宽度冗余，但会增加储药柜的加工成本，同时降低了储药槽的适应能力。
我们设计时希望总宽度冗余尽可能小，同时也希望间距的类型数量尽可能少。
所以我们仍可利用附件1的数据，给出合理的竖向隔板间距类型的数量以及每种类型对应的药品编号。
问题3：考虑补药的便利性，储药柜的宽度不超过2.5m、高度不超过2m，传送装置占用的高度为0.5m，即储药柜的最大允许有效高度为1.5m。
药盒与两层横向隔板之间的间隙超出2mm的部分可视为高度冗余，已知平面冗余＝高度冗余×宽度冗余。
在问题2计算结果的基础上，我们需要确定储药柜横向隔板间距的类型数量，使得储药柜的总平面冗余量尽可能地小，且横向隔板间距的类型数量也尽可能地少。
问题4：附件2给出了每一种药品编号对应的最大日需求量。
在储药槽的长度为1.5m、每天仅集中补药一次的情况下，计算出每一种药品需要的储药槽个数。
为保证药房储药满足需求，我们还需要根据问题3中单个储药柜的规格，计算最少需要多少个的储药柜。
二、问题分析由于储药柜是由若干个横向隔板和竖向隔板分割成若干个储药槽而形成的，我们所设计的储药柜应充分考虑药品分拣的准确性，防止发药错误。
同时要保证药品在药槽内顺利出入，则必须使药盒与两层竖直隔板之间、与上下两层隔板之间留有2mm的空隙。
并保证药盒在药槽内被推送的过程中不会发生并排重叠、侧翻或水平旋转。
因此，根据药盒规格的不同，设计出符合各种药盒的储药槽是本题重点。
问题1：根据附件一中各种药品的长、宽、高，我们需设计符合各种所给规格药盒大小的储药槽，并充分分析药盒与两层竖直隔板、与上下两层隔板之间的距离。
问题2：宽度冗余（药盒与两侧竖向隔板之间的间隙超出2mm的部分）是我们考虑的重点，为此合理的设计竖向隔板的间距类型数量，以调节宽度冗余与加工成本及储药槽的适应能力是解决此问题的关键因素。
问题3：根据所给储药柜的限定条件及问题2的计算结果的基础上，重点是在设计中确定储药柜横向隔板的间距类型数量，使得储药柜的总平面冗余量（平面冗余＝高度冗余×宽度冗余）尽可能地小，且横向隔板间距的类型数量也尽可能地少。
问题4：根据附件2中每一种药品编号对应的最大日需求量，在储药槽的长度为1.5m、每天仅集中补药一次的情况下，我们需要计算每一种药品需要的储药槽个数。
再依据问题3中单个储药柜的规格，计算最少储药柜个数。
三 、符号说明四、模型假设问题1、2假设：1、 假设对于储药柜的高度和宽度没有任何限制。
2、 假设每种药品只可占用一个储药槽。
问题3假设：1、假设储药柜的宽为2500mm,有效高度为1500mm 。
2、假设每种药品只可占用一个储药槽。
问题4假设：在问题3的条件下，假设每种药品可占用多个储药槽。
i a 竖向隔板间距 i b 药盒宽度 n 药品总数 m 竖向隔板间距类型总数 i n 第i 种类型的商品个数 空余储药槽的冗余 i c 第i 种类型的药品个数与储药柜层数比的余数 e 储药柜层数 j e 横向隔板间距 j d 药盒的高度 C 药盒的长度 T 药品最大日需求量 V 对应药槽可容纳药品的数量 t 储药柜最少放置的药品数量 h每一药品所需的药槽个数五、模型的建立与求解模型（一）竖向隔板间距设计通过对问题1的分析和假设1，我们利用已知附件1给出的数据，建立模型一竖向隔板间距类型最少的储药柜设计模型，对药品类型的数量和每种类型对应的药盒规格做出数据图表，如图4所示：图4 竖向隔板间距类型和药品数量统计图图4中横坐标表示竖向相邻隔板之间的距离范围为14mm —60mm ，纵坐标表示药品的数量种类，统计附件1中的数据我们可以得到药盒的宽度最小值为10mm,最大值为56mm,根据题目要求和假设1我们对所有带存储药品按照其宽度进行分类，结果如图1所示。
由图1可知竖向隔板间距为14mm —17mm 、55mm —60mm 时，药品种类较少，18mm 、32mm —54mm 等药品的数量超过了20种以上，19mm —23mm 、26mm —31mm 等药品的数量种类较多，其平均在50种以上，当竖向隔板间距为24mm 时，药品的数量品种最多，达到了227种。
对储物柜的宽度和高度没有任何要求时，通过此方法可以确定竖向隔板间距最少的设计方案，但是实际生活中储药柜是有一定宽度和高度的，因此此方案不符合实际要求，所以要对其进行优化改进。
考虑到实际生活中储药柜的高度和宽度有一定的规格要求，为此我们需要对储药柜的储药槽进行优化设计。
设：i a 为竖向隔板间距，i b 为药盒宽度，n 为药品总数，m 为竖向隔板间距类型总数，i n 为第i 种类型的药品个数，整理成表格为： 表 1 ：第i 种类型的药品个数对应于竖向隔板间距竖向隔板间距 1a 2a 3a ……i a 第i 种类型的药品个数 1n 2n 3n …… m n 设：σ为空余储药槽的冗余,i c 为i n 与e 比的余数，储药柜层数为e .则：i i c e n =% (5-1)若0=i c ，则该列冗余为0.若0≠i c ，则剩余的数据移动到下一列，于是下一列的数据总数为：)(1++i i n c .该列的冗余为：y=e n c i i /)(1++ (5-2) 同上，当m i =时，若0=m c ，说明没有余数，即该储药柜的储药槽设计最佳，没有空余储药槽。
当m i =时，若0≠m c ，说明余数不为0，即m c m <<0，则所剩空格为： )(m c m -.即该储药柜的空储药槽为)(m c m -.针对问题1和实际生活中储药柜高度和宽度受限制时，竖向隔板间距类型和药品数量的优化后的关系，如图5所示：图5 竖向隔板间距和药品类型的列数统计图图5中横坐标表示优化后竖向隔板间距的距离，分别为17mm—60mm，纵坐标表示不同类型的列数。
我们将1919种不同药品的种类进行了数据统计分析，为了使储药槽的竖向隔板间距类型尽可能小。
根据题目要求，每种药品只占用一个储药槽，为做出竖向隔板的间距及每种类型药品规格的最优化模型，我们将储药柜划分为19层、101列，此优化模型符合实际生活中储药的规则，因此解决了实际生活中储药柜的宽度和高度问题。
模型（二）竖向隔板间距类型优化通过对问题2的分析，药盒与两侧竖向隔板间距之间的间隙超出2mm的部分为宽度冗余，为了使储药柜的总宽度冗余尽可能小，同时减小储药柜的加工成本。
为减少剩余储药槽的数量，我们利用问题1中处理过的数据，对问题2进行统计，统计结果如下表所示：表2：每种竖向隔板间距情况下的宽度冗余竖向隔板间距（mm）17 18 19 20 21每种固定宽度药盒下的数量（种）13mm（7）12mm（3）11mm（3）10mm（6）14mm(18)13mm(1)15mm(166)14mm(10)16mm(86)15mm(9)17mm(168)16mm(8)各部分冗余度27 1 10 9 8 竖向隔板间距（mm）22 23 24 25 26每种固定药盒的数量18mm(94)17mm(1)19mm(95)20mm(217)19mm(11)21mm(113)20mm(10)22mm(32)21mm(6)各部分冗余度 1 0 11 10 6 竖向隔板间距（mm）27 28 29 30 31每种固定药盒下的数量23mm(158)22mm(18)24mm(32)23mm(6)25mm(86)24mm(9)26mm(51)25mm(6)27mm(49)26mm(8)各部分冗余度18 6 9 6 8 竖向隔板间距（mm）32 33 34 35 36每种固定药盒下的数量28mm(15)27mm(4)29mm(11)28mm(8)30mm(170)29mm(6)31mm(27)30mm(11)32mm(9)31mm(10)各部分冗余度 4 8 6 11 10 竖向隔板间距（mm）37 38 39 40 41每种固定药盒下的数量33mm(43)32mm(14)34mm(6)33mm(13)35mm(47)34mm(10)36mm(17)35mm(2)37mm(13)36mm(6)各部分冗余度14 13 10 2 6 竖向隔板间距（mm）42 44 45 46 47每种固定药盒下的数量38mm(15)37mm(4)44mm(41)39mm(16)41mm(9)40mm(10)42mm(3)41mm(16)43mm(24)42mm(14)各部分冗余度 4 16 10 16 14 竖向隔板间距（mm ） 48 49 50 51 52 每种固定药盒下的数量 44mm(8) 43mm(11)45mm(43) 44mm(14)46mm(8) 45mm(11)47mm(23) 46mm(15)48mm(12) 47mm(7)各部分冗余度 11 14 11 15 7 竖向隔板间距（mm ） 54 55 56 60每种固定药盒下的数量 50mm(11) 49mm(6) 48mm(2)51mm(1) 50mm(18)52mm(7) 51mm(12)56mm(6) 55mm(6) 54mm(1) 53mm(6)各部分冗余度10181226具体统计结果见附件3（注：附件3中我们给出储药柜合理的竖向隔板间距类型的数量以及每种类型对应的药品编号）。