Inhalt
- TL; DR (zu lang; nicht gelesen)
- Übersicht über die lineare Programmierung
- Ernährung und Landwirtschaft
- Anwendungen im Engineering
- Transportoptimierung
- Effiziente Fertigung
- Energiewirtschaft
Die lineare Programmierung wird verwendet, um optimale Lösungen für die Operations-Forschung zu erhalten. Mithilfe der linearen Programmierung können Forscher die beste und wirtschaftlichste Lösung für ein Problem unter Berücksichtigung aller seiner Einschränkungen oder Einschränkungen finden. Viele Bereiche verwenden lineare Programmiertechniken, um ihre Prozesse effizienter zu gestalten. Dazu gehören Nahrungsmittel und Landwirtschaft, Ingenieurwesen, Transportwesen, Produktion und Energie.
TL; DR (zu lang; nicht gelesen)
Die lineare Programmierung bietet eine Methode zur Optimierung von Operationen innerhalb bestimmter Einschränkungen. Es wird eingesetzt, um Prozesse effizienter und kostengünstiger zu gestalten. Einige Anwendungsbereiche für die lineare Programmierung umfassen Lebensmittel und Landwirtschaft, Ingenieurwesen, Transportwesen, Fertigung und Energie.
Übersicht über die lineare Programmierung
Die Verwendung der linearen Programmierung erfordert das Definieren von Variablen, das Auffinden von Einschränkungen und das Auffinden der Zielfunktion oder was maximiert werden muss. In einigen Fällen wird stattdessen die lineare Programmierung zur Minimierung oder zum kleinstmöglichen Zielfunktionswert verwendet. Die lineare Programmierung erfordert die Erzeugung von Ungleichungen und deren grafische Darstellung, um Probleme zu lösen. Während einige lineare Programmierungen manuell durchgeführt werden können, werden die Variablen und Berechnungen häufig zu komplex und erfordern die Verwendung von Computersoftware.
Ernährung und Landwirtschaft
Landwirte wenden lineare Programmiertechniken auf ihre Arbeit an. Die Landwirte können ihre Einnahmen steigern, indem sie festlegen, welche Kulturen sie anbauen sollen, wie viel davon sie anbauen und wie sie effizient eingesetzt werden.
In der Ernährung bietet die lineare Programmierung ein leistungsstarkes Hilfsmittel für die Planung von Ernährungsbedürfnissen. Um bedürftigen Familien gesunde, kostengünstige Lebensmittelkörbe zur Verfügung zu stellen, können Ernährungswissenschaftler die lineare Programmierung verwenden. Einschränkungen können Ernährungsrichtlinien, Nährstoffempfehlungen, kulturelle Akzeptanz oder eine Kombination davon umfassen. Die mathematische Modellierung bietet Unterstützung bei der Berechnung der Lebensmittel, die für eine kostengünstige Ernährung erforderlich sind, um nicht übertragbare Krankheiten zu verhindern. Daten und Preise für unverarbeitete Lebensmittel werden für solche Berechnungen benötigt, wobei die kulturellen Aspekte der Lebensmitteltypen zu berücksichtigen sind. Die Zielfunktion sind die Gesamtkosten des Lebensmittelkorbs. Die lineare Programmierung ermöglicht auch Zeitvariationen für die Häufigkeit der Herstellung solcher Lebensmittelkörbe.
Anwendungen im Engineering
Ingenieure verwenden auch lineare Programmierung, um Konstruktions- und Fertigungsprobleme zu lösen. Beispielsweise suchen Ingenieure bei Tragflächenmaschen nach einer aerodynamischen Formoptimierung. Dies ermöglicht die Reduzierung des Luftwiderstandsbeiwerts des Schaufelblatts. Einschränkungen können den Auftriebskoeffizienten, die relative maximale Dicke, den Nasenradius und den Hinterkantenwinkel umfassen. Die Formoptimierung zielt darauf ab, ein stoßfreies Tragflächenprofil mit einer realisierbaren Form herzustellen. Die lineare Programmierung bietet den Ingenieuren daher ein wichtiges Werkzeug für die Formoptimierung.
Transportoptimierung
Transportsysteme setzen auf lineare Programmierung, um Kosten und Zeit zu sparen. Bus- und Bahnstrecken müssen Fahrplan, Reisezeit und Fahrgäste berücksichtigen. Fluggesellschaften verwenden lineare Programme, um ihre Gewinne entsprechend den unterschiedlichen Sitzplatzpreisen und der Kundennachfrage zu optimieren. Die Fluggesellschaften verwenden auch die lineare Programmierung für die Flugplanung und Routen. Die Optimierung durch lineare Programmierung steigert die Effizienz der Fluggesellschaften und senkt die Kosten.
Effiziente Fertigung
Die Herstellung erfordert die Umwandlung von Rohstoffen in Produkte, die den Umsatz des Unternehmens maximieren. Jeder Schritt des Herstellungsprozesses muss effizient funktionieren, um dieses Ziel zu erreichen. Beispielsweise müssen Rohstoffe für festgelegte Zeit in einer Montagelinie verschiedene Maschinen durchlaufen. Um den Gewinn zu maximieren, kann ein Unternehmen linear angeben, wie viel Rohmaterial verwendet werden soll. Einschränkungen umfassen die Zeit, die auf jeder Maschine verbracht wird. Alle Maschinen, die Engpässe verursachen, müssen behoben werden. Die Menge der hergestellten Produkte kann beeinflusst werden, um den Gewinn basierend auf den Rohstoffen und der benötigten Zeit zu maximieren.
Energiewirtschaft
Moderne Energieversorgungssysteme beziehen nicht nur traditionelle elektrische Systeme, sondern auch erneuerbare Energien wie Wind- und Solarphotovoltaik mit ein. Um die Anforderungen an die elektrische Last zu optimieren, müssen Generatoren, Übertragungs- und Verteilungsleitungen sowie die Speicherung berücksichtigt werden. Gleichzeitig müssen die Kosten für den Gewinn tragfähig bleiben. Die lineare Programmierung bietet eine Methode zur Optimierung des Stromnetzdesigns. Es ermöglicht die Anpassung der elektrischen Last in der kürzesten Gesamtentfernung zwischen der Erzeugung des Stroms und seinem Bedarf über die Zeit. Die lineare Programmierung kann zur Optimierung der Lastanpassung oder zur Kostenoptimierung verwendet werden und ist ein wertvolles Werkzeug für die Energiewirtschaft.