技術士 過去問
令和6年度(2024年)
問5 (基礎科目「設計・計画に関するもの」 問5)

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問題

技術士試験 令和6年度(2024年) 問5(基礎科目「設計・計画に関するもの」 問5) (訂正依頼・報告はこちら)

ある工場で原料 A,B を用いて、製品 1,2を生産し販売している。 製品1,2は共通の製造ラインで生産されており、2つを同時に生産することはできない。下表に示すように製品1を1kg生産するために原料 A,B はそれぞれ1kg,3kg必要で、製品2を1kg生産するためには原料A,Bをそれぞれ2kg,1kg必要とする。また、製品 1,2を1kgずつ生産するために、生産ラインを1時間ずつ稼働させる必要がある。原料A,B の使用量、及び、生産ラインの稼働時間については、1日当たりの上限があり、それぞれ12kg,15kg,7時間である。 製品1,2の販売から得られる利益が、それぞれ300万円/kg,200万円/kgのとき、全体の利益が最大となるように製品1,2の生産量を決定したい。1日当たりの最大の利益として、最も適切なものはどれか。
問題文の画像
  • 1,200万円
  • 1,500万円
  • 1,600万円
  • 1,800万円
  • 1,920万円

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この過去問の解説 (2件)

01

全体の利益が最大となるときの製品1および製品2の生産量をそれぞれx,y(いずれも≧0)と置きます。

 

問題文の各条件を数式化すると,

①x+2y≦12(原料Aの制約)

②3x+y≦15(原料Bの制約)

③x+y=7 (利益は最大化されるので,ライン稼働時間は上限の7時間となる)

求めたいのは300x+200yの最大値です。

 

③と①,②の交点はそれぞれ(2,5)(4,3)となり最大値の候補点となるが,

(2,5)の時,1600万円

(4,3)の時,1800万円となり,最大利益は1800万円となります。

選択肢4. 1,800万円

解説の通り,正解の選択肢です。

まとめ

与えられた条件を数式化できれば正解にたどり着けると思います。

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02

本問題は、線形計算法で解くことができます。

 

まずは、定式化しましょう。

製品1の生産量をx、製品2の生産量をyとして定式化すると、次のようになります。

制約条件は、

 1x+2y≦12

 3x+1y≦15

 x+y≦7

 x≧0,y≧0

目的関数は、

 Max Z=300x+200y

 

つぎに、制約条件と目的関数を考慮して問題を解きます。

具体的には、制約条件の交点を計算することで、次のような候補点が得られます。

(x,y)=(0,7): Z=300×0+200×7=1400

(x,y)=(3,4): Z=300×3+200×4=1700

(x,y)=(4,3): Z=300×4+200×3=1800

したがって、最大利益は1,800万円になります。

選択肢4. 1,800万円

本選択肢が正解です。

製品1を4kg、製品2を3kg生産したときに得られる最大利益になります。

まとめ

線形計算法は、最適化問題を解く手法の一つであり、式が線形であることが特徴です。

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