理论教育 数学模型:解决指派问题

数学模型:解决指派问题

时间:2023-06-01 理论教育 版权反馈
【摘要】:在工程项目管理、资源利用和劳动力分配等实际工作中,指派问题比较常见。设:,若分配第i号车辆驶往第j个目的地,否则则目标函数为:minZ=37x11+43x12+33x13+29x14+33x21+33x22+29x23+25x24+34x31+42x32+38x33+30x34+37x41+35x42+30x43+29x44要求每人完成一项工作的约束条件为:要求每项工作只能安排一个人的约束条件为:表4-20称为效率表,指派问题求最大值或最小值由效率表的含义确定。

数学模型:解决指派问题

在生活中经常遇到这样的问题,某单位需要完成n项任务,恰好有n个人可承担这些任务。由于每个人的专长不同,完成每项任务的效率也就不同。于是产生应指派哪个人去完成哪项任务,使完成n项任务的总效率最高的问题,这类问题称为指派问题或分派问题(As-signment Problem)。

在工程项目管理、资源利用和劳动力分配等实际工作中,指派问题比较常见。例如在工程运输中n个T程公司对n个T程项目的投标问题,公共交通客运公司运营的车辆与运营路线的分配问题等。

【例4.11】 设某运输队有4辆货车,需分派驶往4个不同的目的地,由于各辆货车的性能、消耗和效率不同,因而驶往各目的地的运输成本也不同,见表4-20(单位:百元)试求使总成本最低的车辆分派方案。

表4-20

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解 此工作分配问题可以采用枚举法求解,分配方法有4!=4×3×2×1=24种。由于分配方案是目的地数的阶乘,计算量会很大。考虑到上述情况,可用0-1规划模型描述该问题。设:978-7-111-46552-2-Chapter04-81.jpg,若分配第i号车辆驶往第j个目的地,否则

则目标函数为:

minZ=37x11+43x12+33x13+29x14+

33x21+33x22+29x23+25x24+

34x31+42x32+38x33+30x34+(www.daowen.com)

37x41+35x42+30x43+29x44

要求每人完成一项工作的约束条件为:

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要求每项工作只能安排一个人的约束条件为:

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表4-20称为效率表,指派问题求最大值或最小值由效率表的含义确定。假设m个人恰好做m项工作,第i个人做第j项工作的效率为cij≥0,效率矩阵为[cij],如何分配工作使效率最佳(min或max)的指派问题的数学模型为:

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观察上述例题可知,指派问题既属于第3章的0-1规划模型,又是运输模型的特例。当然可用整数规划、0-1规划或运输问题的解法去求解,但这就如同用单纯形法求解运输问题一样不合算,利用指派问题的特点可有更简便的解法——匈牙利算法

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