理论教育 运筹学方法与模型:最优工作分配模型

运筹学方法与模型:最优工作分配模型

时间:2023-11-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:建立最优分配问题的数学模型,即是给出费用矩阵C=n×n(cij≥0,i,j=1,…,n),下面我们来看几个例子.例5-27n个职工分别从事n项工作,i#职工从事j#工作的收益为dij,问如何进行工作分配,使总收益最大?

运筹学方法与模型:最优工作分配模型

建立最优分配问题的数学模型,即是给出费用矩阵C=(cijn×n(cij≥0,i,j=1,…,n),下面我们来看几个例子.

例5-27 n个职工分别从事n项工作,i职工从事j工作的收益为dij,问如何进行工作分配,使总收益最大?

求最优分配.

解 在最优分配问题中,费用矩阵C是n行n列,为此,我们对本问题所给矩阵添加第五行,其每个元素都为零,得矩阵C:

我们对最优分配问题(C)求解,即可得本问题的最优解.

例5-29 机器A1,A2,A3加工零件B1,B2,B3,B4的费用矩阵为

若每台机器至多可加工两个零件,至少需加工一个零件,试建立最优分配问题数学模型.

解 我们把每台机器Ai拆成两台机器,它们加工零件Bj的成本是一样的,于是得矩阵

由于上述矩阵行数和列数不相同,我们虚设两个零件B5和B6.考虑到机器Ai(i=1,2,3)必须加工B1,B2,B3和B4中的一个,所以在取ci5=ci6=0(i=1,3,5)以后,我们取ck5=ck6=M(k=2,4,6).于是,得最优分配问题的费用矩阵C如下:(www.daowen.com)

例5-30 (铁路列车运行分派问题) A站与B站之间拟开7对客车,客车运行图如图5-19所示,图中粗实线旁数字表示列车的车次,奇数为下行车(A站至B站),偶数为上行车(B站至A站).现在要给列车固定乘务组,A站的乘务组换班地点在A站.现在假定,乘务组在对方折返停留的最短时间为2小时.A站的乘务组如服务全部的7对列车,则在B站的折返停留时间如矩阵A(例如,A站的乘务组固定5次车及10次车,则该乘务组在B站的列车折返停留时间由图5-18知为6小时,这是因为5次车9点到达B站,10次车15点离开B站)所示.同样,如果B站的乘务组服务这7对列车,则在A站的折返停留时间如矩阵B所示.现在希望7个乘务组在折返站的总时耗最小,问如何分派任务?

图5-19

解 由矩阵A和B可见,每一对列车的乘务组在折返站的停留时耗与服务的方案有关.例如1次车与6次车这对客车若由A站乘务组服务,则在B站的停留时耗为a16=2小时;若由B站乘务组服务,则在A站的停留时耗为b16=16小时.可见1次车与6次车这对客车由A站乘务组服务为好.由此出发,比较矩阵A与矩阵B的每一对元素,取得矩阵C如矩阵(5-63).在矩阵(5-63)中,元素cij右下角字母A或B表示i次车及j次车这对客车由A站或B站乘务组服务.

我们的问题就成为求解最优分配问题(C)(即解决下行车与上行车的配对问题).用匈牙利方法求得本问题的最优配对,如表5-49所示(在矩阵(5-63)中打*记号的数字相应的xij=1),总时耗为20小时.

表5-49

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