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2025 iThome 鐵人賽

DAY 21
2

🚚 用AI和Data玩轉Integer Programming:讓決策像拼積木一樣簡單

故事帶你從倉儲選址到長照中心選點,發現整數規劃其實一點也不可怕!


🏘 小鎮的困擾:選哪裡蓋新倉庫?

在小鎮「幸福鎮」裡,物流公司「小熊快送」要擴建新倉庫。
老闆小熊拿著地圖皺著眉:

北區靠近高速公路,但租金貴。

南區租金便宜,但路線繞遠。

東區交通好,但附近居民抗議噪音。

這不是「隨便挑一個」的問題,而是 Integer Programming(整數規劃) 典型案例:
倉庫要嘛蓋、要嘛不蓋,沒有「蓋一半」這回事。


🔎 什麼是Integer Programming?

Integer Programming(整數規劃) 是 Linear Programming(線性規劃) 的進階版本:

變數(Variables):只能取整數值(0、1、2…)。

目標函數(Objective Function):最大化或最小化,例如成本或效率。

限制條件(Constraints):要遵守的規則,例如「每個倉庫最多可處理1000件」。

💡 關鍵差別:

線性規劃可用小數解,例如「A 倉庫開 0.6 規模」。

整數規劃則必須是 0 或 1,例如「A 倉庫開/不開」。


📦 案例一:小熊快送的選址決策

  1. 變數設定

x₁:北區倉庫是否啟用(1 = 啟用,0 = 不啟用)

x₂:南區倉庫是否啟用

x₃:東區倉庫是否啟用

  1. 目標函數

Minimize:Z = 800000x₁ + 500000x₂ + 650000x₃
(最小化總租金)

  1. 限制條件

x₁ + x₂ + x₃ ≥ 2 (至少兩個倉庫啟用)

北區與東區同時啟用時,南區必須關閉(居民噪音問題)

AI 收集了歷史配送數據(Data),用演算法跑出多種方案,最後建議:啟用南區與東區。
小熊大笑:「既省錢又快速,AI真是我的軍師!」


🏥 案例二:長照中心新據點的選擇

王院長又出場了!這次她想在隔壁城市開新據點。
她的需求:

必須靠近老人密集區。

每個據點至少容納50位長者。

總預算上限150萬元。

AI 幫忙分析社區年齡分布和交通便利度(Data),用整數規劃模擬:

A 區租金 70萬,容量60人。

B 區租金 50萬,容量40人。

C 區租金 90萬,容量80人。

解答:選 A 區與 B 區。
王院長開心說:「我不用翻遍Excel,AI幫我搞定!」


🛒 案例三:便利商店進貨決策

小鎮上的「微笑超商」想進新商品,但每個架子只能擺整箱貨品。

架子數量有限。

每箱成本不同,利潤不同。

不可能只進 2.5 箱泡麵。

這就是整數規劃的世界:所有決策都是整數。
AI 透過過往銷售數據(Data)預測熱門品項,再用整數規劃算出最佳組合,結果超商當月營收多了 12%。


🎨 用活潑比喻記憶:積木遊戲

把整數規劃想成:

「有一盒積木,你只能放滿整塊,不能放半塊,
AI 會幫你挑出最省空間、最漂亮的拼法。」

不像微積分或複雜代數那麼嚇人,整數規劃其實只是「是或否」、「整塊或不放」的選擇遊戲。


🌟 AI 與 Data 的加乘效果

AI:幫忙處理龐大的可能組合。

Data:提供真實世界的需求、成本、風險。

結果:讓企業、醫療單位、小店老闆做出快速又精準的決策。

例如:

物流公司降低運輸成本 20%。

長照據點更貼近需要服務的社區。

零售業用最小投資換來最大利潤。


💡 結尾:當決策不再是壓力山大

從倉庫到便利商店,從長照據點到城市規劃,Integer Programming 都是默默在背後支撐的力量。
當 AI 搭配數據分析,這些看似艱澀的數學模型,

其實就像一個懂你的朋友,
幫你在繁雜的世界裡拼出最完美的積木組合。

下次遇到「要或不要」的難題時,想想整數規劃——
答案也許已經藏在你的數據裡,只等AI替你找出來。


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