NộI Dung
- TL; DR (Quá dài; Không đọc)
- Tổng quan về lập trình tuyến tính
- Lương thực và nông nghiệp
- Ứng dụng trong kỹ thuật
- Tối ưu hóa giao thông
- Sản xuất hiệu quả
- Ngành công nghiệp năng lượng
Lập trình tuyến tính được sử dụng để có được các giải pháp tối ưu cho nghiên cứu hoạt động. Sử dụng lập trình tuyến tính cho phép các nhà nghiên cứu tìm ra giải pháp tốt nhất, kinh tế nhất cho một vấn đề trong tất cả các hạn chế hoặc hạn chế của nó. Nhiều lĩnh vực sử dụng các kỹ thuật lập trình tuyến tính để làm cho các quy trình của họ hiệu quả hơn. Chúng bao gồm thực phẩm và nông nghiệp, kỹ thuật, giao thông vận tải, sản xuất và năng lượng.
TL; DR (Quá dài; Không đọc)
Lập trình tuyến tính cung cấp một phương pháp để tối ưu hóa các hoạt động trong một số ràng buộc nhất định. Nó được sử dụng để làm cho các quy trình hiệu quả hơn và hiệu quả chi phí. Một số lĩnh vực ứng dụng cho lập trình tuyến tính bao gồm thực phẩm và nông nghiệp, kỹ thuật, giao thông vận tải, sản xuất và năng lượng.
Tổng quan về lập trình tuyến tính
Sử dụng lập trình tuyến tính đòi hỏi phải xác định các biến, tìm các ràng buộc và tìm hàm mục tiêu hoặc những gì cần được tối đa hóa. Trong một số trường hợp, lập trình tuyến tính thay vào đó được sử dụng để giảm thiểu hoặc giá trị hàm mục tiêu nhỏ nhất có thể. Lập trình tuyến tính đòi hỏi phải tạo ra các bất đẳng thức và sau đó vẽ đồ thị để giải quyết các vấn đề. Trong khi một số lập trình tuyến tính có thể được thực hiện thủ công, khá thường xuyên các biến và tính toán trở nên quá phức tạp và yêu cầu sử dụng phần mềm tính toán.
Lương thực và nông nghiệp
Nông dân áp dụng các kỹ thuật lập trình tuyến tính vào công việc của họ. Bằng cách xác định loại cây trồng nào họ nên trồng, số lượng của nó và làm thế nào để sử dụng nó một cách hiệu quả, nông dân có thể tăng doanh thu của họ.
Trong dinh dưỡng, lập trình tuyến tính cung cấp một công cụ mạnh mẽ để hỗ trợ lập kế hoạch cho nhu cầu ăn kiêng. Để cung cấp giỏ thức ăn lành mạnh, chi phí thấp cho các gia đình nghèo, các chuyên gia dinh dưỡng có thể sử dụng chương trình tuyến tính. Các ràng buộc có thể bao gồm hướng dẫn chế độ ăn uống, hướng dẫn dinh dưỡng, chấp nhận văn hóa hoặc một số kết hợp của chúng. Mô hình toán học cung cấp hỗ trợ để tính toán các thực phẩm cần thiết để cung cấp dinh dưỡng với chi phí thấp, để ngăn ngừa bệnh không truyền nhiễm. Dữ liệu thực phẩm chưa được xử lý và giá cả là cần thiết cho các tính toán như vậy, tất cả trong khi tôn trọng các khía cạnh văn hóa của các loại thực phẩm. Hàm mục tiêu là tổng chi phí của giỏ thức ăn. Lập trình tuyến tính cũng cho phép các biến thể thời gian cho tần suất tạo ra các giỏ thức ăn như vậy.
Ứng dụng trong kỹ thuật
Các kỹ sư cũng sử dụng lập trình tuyến tính để giúp giải quyết các vấn đề về thiết kế và sản xuất. Ví dụ, trong các lưới hàng không, các kỹ sư tìm kiếm tối ưu hóa hình dạng khí động học. Điều này cho phép giảm hệ số kéo của máy bay. Các ràng buộc có thể bao gồm hệ số nâng, độ dày tối đa tương đối, bán kính mũi và góc cạnh. Tối ưu hóa hình dạng tìm cách tạo ra một chiếc máy bay không gây sốc với hình dạng khả thi. Do đó lập trình tuyến tính cung cấp cho các kỹ sư một công cụ thiết yếu để tối ưu hóa hình dạng.
Tối ưu hóa giao thông
Hệ thống giao thông phụ thuộc vào lập trình tuyến tính cho hiệu quả chi phí và thời gian. Các tuyến xe buýt và xe lửa phải có yếu tố trong lịch trình, thời gian đi lại và hành khách. Các hãng hàng không sử dụng lập trình tuyến tính để tối ưu hóa lợi nhuận của họ theo giá ghế khác nhau và nhu cầu của khách hàng. Các hãng hàng không cũng sử dụng lập trình tuyến tính để lập lịch trình và các tuyến bay thử nghiệm. Tối ưu hóa thông qua lập trình tuyến tính làm tăng hiệu quả của các hãng hàng không và giảm chi phí.
Sản xuất hiệu quả
Sản xuất đòi hỏi phải chuyển đổi nguyên liệu thô thành các sản phẩm tối đa hóa doanh thu của công ty. Mỗi bước của quy trình sản xuất phải hoạt động hiệu quả để đạt được mục tiêu đó. Ví dụ, nguyên liệu thô phải qua các máy khác nhau để đặt lượng thời gian trong dây chuyền lắp ráp. Để tối đa hóa lợi nhuận, một công ty có thể sử dụng biểu thức tuyến tính về việc sử dụng bao nhiêu nguyên liệu thô. Các ràng buộc bao gồm thời gian dành cho mỗi máy. Bất kỳ máy tạo ra nút cổ chai phải được giải quyết. Số lượng sản phẩm làm ra có thể bị ảnh hưởng, để tối đa hóa lợi nhuận dựa trên nguyên liệu thô và thời gian cần thiết.
Ngành công nghiệp năng lượng
Các hệ thống lưới năng lượng hiện đại không chỉ kết hợp các hệ thống điện truyền thống mà còn có khả năng tái tạo như quang điện gió và mặt trời. Để tối ưu hóa các yêu cầu tải điện, máy phát điện, đường truyền và phân phối, và lưu trữ phải được tính đến. Đồng thời, chi phí phải duy trì bền vững vì lợi nhuận. Lập trình tuyến tính cung cấp một phương pháp để tối ưu hóa thiết kế hệ thống điện. Nó cho phép phù hợp với tải điện trong tổng khoảng cách ngắn nhất giữa việc tạo ra điện và nhu cầu của nó theo thời gian. Lập trình tuyến tính có thể được sử dụng để tối ưu hóa kết hợp tải hoặc để tối ưu hóa chi phí, cung cấp một công cụ có giá trị cho ngành năng lượng.