运筹学课件ch5指派问题[全文]
- 格式:doc
- 大小:32.00 KB
- 文档页数:19
运筹学课件ch5指派问题[全文] 指派问题assignment problem 运筹学课件一种特殊的线性规划问题,我们也经常遇到指派人员做某项工作的情况。
指派问题的许多应用都用来帮助管理人员解决如何为一项将要开展进行的工作指派人员的问题。
其他的一些应用如为一项任务指派机器、设备或者是工厂。
指派问题运筹学课件指派问题的形式表述:给定了一系列所要完成的任务(tasks)以及一系列完成任务的被指派者(assignees),所需要解决的问题就是要确定出哪一个人被指派进行哪一项任务。
指派问题模型运筹学课件指派问题的假设:被指派者的数量和任务的数量是相同的每一个被指派者只完成一项任务每一项任务只能由一个被指派者来完成每个被指派者和每项任务的组合有一个相关成本目标是要确定怎样进行指派才能使得总成本最小指派问题模型运筹学课件指派问题assignment problem 【例51></a>.14】人事部门欲安排四人到四个不同的岗位工作,每个岗位一个人(经考核四人在不同岗位的成绩(百分制)如表5-34所示,如何安排他们的工作使总成绩最好。
88809086丁90798382丙95788795乙90739285甲DCBA工作人员表5-34【解】设1 数学模型运筹学课件数学模型为:甲乙丙丁ABCD图5. 3指派问题assignment problem运筹学课件假设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](如表5-34),如何分配工作使效率最佳(min或max)的数学模型为指派问题assignment problem运筹学课件2 解指派问题的匈牙利算法匈牙利法的条件是:问题求最小值、人数与工作数相等及效率非负【定理5.1】如果从分配问题效率矩阵[cij]的每一行元素中分别减去(或加上)一个常数ui(被称为该行的位势),从每一列分别减去(或加上)一个常数vj(称为该列的位势),得到一个新的效率矩阵[bij],其中bij=cij,ui,vj,则[bij]的最优解等价于[cij]的最优解,这里cij、bij均非负(指派问题assignment problem【证】运筹学课件【定理5.2】若矩阵A的元素可分成“0”与非“0”两部分,则覆盖“0”元素的最少直线数等于位于不同行不同列的“0”元素(称为独立元素)的最大个数( 如果最少直线数等于m,则存在m个独立的“0”元素,令这些零元素对应的xij等于1,其余变量等于0,这时目标函数值等于零,得到最优解(两个目标函数相差一个常数 u+v,约束条件不变,因此最优解不变。
运筹学课件ch5指派问题[全文] 指派问题assignment problem 运筹学课件一种特殊的线性规划问题,我们也经常遇到指派人员做某项工作的情况。
指派问题的许多应用都用来帮助管理人员解决如何为一项将要开展进行的工作指派人员的问题。
其他的一些应用如为一项任务指派机器、设备或者是工厂。
指派问题运筹学课件指派问题的形式表述:给定了一系列所要完成的任务(tasks)以及一系列完成任务的被指派者(assignees),所需要解决的问题就是要确定出哪一个人被指派进行哪一项任务。
指派问题模型运筹学课件指派问题的假设:被指派者的数量和任务的数量是相同的每一个被指派者只完成一项任务每一项任务只能由一个被指派者来完成每个被指派者和每项任务的组合有一个相关成本目标是要确定怎样进行指派才能使得总成本最小指派问题模型运筹学课件指派问题assignment problem 【例51></a>.14】人事部门欲安排四人到四个不同的岗位工作,每个岗位一个人(经考核四人在不同岗位的成绩(百分制)如表5-34所示,如何安排他们的工作使总成绩最好。
88809086丁90798382丙95788795乙90739285甲DCBA工作人员表5-34【解】设1 数学模型运筹学课件数学模型为:甲乙丙丁ABCD图5. 3指派问题assignment problem运筹学课件假设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](如表5-34),如何分配工作使效率最佳(min或max)的数学模型为指派问题assignment problem运筹学课件2 解指派问题的匈牙利算法匈牙利法的条件是:问题求最小值、人数与工作数相等及效率非负【定理5.1】如果从分配问题效率矩阵[cij]的每一行元素中分别减去(或加上)一个常数ui(被称为该行的位势),从每一列分别减去(或加上)一个常数vj(称为该列的位势),得到一个新的效率矩阵[bij],其中bij=cij,ui,vj,则[bij]的最优解等价于[cij]的最优解,这里cij、bij均非负(指派问题assignment problem【证】运筹学课件【定理5.2】若矩阵A的元素可分成“0”与非“0”两部分,则覆盖“0”元素的最少直线数等于位于不同行不同列的“0”元素(称为独立元素)的最大个数( 如果最少直线数等于m,则存在m个独立的“0”元素,令这些零元素对应的xij等于1,其余变量等于0,这时目标函数值等于零,得到最优解(两个目标函数相差一个常数 u+v,约束条件不变,因此最优解不变。
指派问题assignment problem 运筹学课件匈牙利法由单纯形法衍生而来步骤(对min问题):建立成本表:必须为m*m方阵简化行:确定每一行最小值,并将该行的每个数字减去该最小值简化列:确定每一列最小值,并将该列的每个数字减去该最小值最佳性检验:使用最少的水平或垂直线覆盖所有0。
若线条数等于m,则停止,并进行最适当的指派;否则继续进一步简化成本表:在所有未被直线覆盖的数字中,确定其最小值所有未被直线覆盖的数字,减去该最小值所有同时被水平与垂直线画到的数字,加上该最小值返回步骤4 运筹学课件Which plants should produce which products?哪个工厂应该生产哪种产品,运筹学课件某汽车公司拟将四种新产品配置到四个工厂生产,四个工厂的单位产品成本(元/件)如表5-35所示(求最优生产配置方案( 2802005582工厂42501707065工厂32301505075工厂22601806958工厂1产品4产品3产品2产品1表5-35【解】问题求最小值。
第一步:找出效率矩阵每行的最小元素,并分别从每行中减去最小元素,有指派问题assignment problem运筹学课件第二步:找出矩阵每列的最小元素,再分别从每列中减去,有指派问题assignment problemMin 0 0 100 180 运筹学课件第三步:用最少的直线覆盖所有“0”,得第四步:这里直线数等于3(等于4时停止运算),要进行下一轮计算(从矩阵未被直线覆盖的数字中找出一个最小数k并且减去k,矩阵中k,5( 直线相交处的元素加上k,被直线覆盖而没有相交的元素不变,得到下列矩阵指派问题assignment problem第四步等价于第1、3行减去5,同时第1列加上5得到的结果 -5-5+5运筹学课件第五步:覆盖所有零最少需要4条直线,表明矩阵中存在4个不同行不同列的零元素(容易看出4个“0”的位置( )××( )×( )( )或( )××( )×( )( )指派问题assignment problem运筹学课件得到两个最优解有两个最优方案第一种方案:第一个工厂加工产品1,第二工厂加工产品3,第三个工厂加工产品4,第四个工厂加工产品2;第二种方案:第一个工厂加工产品1,第二工厂加工产品4,第三个工厂加工产品3,第四个工厂加工产品2;单件产品总成本Z,58,150,250,55,513 指派问题assignment problem运筹学课件5.4.3 其它变异问题【例5.16】求例5.14的最优分配方案【解】则求此问题的最小值(求解过程如下最优分配方案是:甲分配到B岗位;乙分配到A岗位;丙分配到D岗位;丁分配到C岗位;总成绩为357指派问题assignment problem88809086丁90798382丙95788795乙90739285甲DCBA工作人员表5-34 运筹学课件丁的蛙泳成绩退步到1’15”2;戊的自由泳成绩进步到57”5, 组成接力队的方案是否应该调整,如何选拔队员组成4??100米混合泳接力队?案例混合泳接力队的选拔甲乙丙丁戊蝶泳1’06”857”21’18”1’10”1’07”4仰泳1’15”61’06”1’07”81’14”21’11”蛙泳1’27”1’06”41’24”61’09”61’23”8自由泳58”653”59”457”21’02”45名候选人的百米成绩穷举法:组成接力队的方案共有5!=120种。
运筹学课件 cij(秒)~队员i 第j 种泳姿的百米成绩约束条件每人最多入选泳姿之一cij i=1 i=2 i=3 i=4 i=5 j=1 66.8 57.2 787067.4 j=2 75.6 6667.8 74.2 71j=3 8766.4 84.6 69.6 83.8 j=4 58.6 53 59.4 57.2 62.4 每种泳姿有且只有1人MMMMMj=5 11111运筹学课件模型求解最优解:成绩为253.2(秒)=4’13”2甲乙丙丁戊蝶泳1’06”8 57”2 1’18” 1’10” 1’07”4 仰泳1’15”6 1’06”1’07”8 1’14”2 1’11” 蛙泳1’27” 1’06”4 1’24”6 1’09”6 1’23”8 自由泳58”6 53” 59”4 57”2 1’02”4甲~ 自由泳、乙~ 蝶泳、丙~ 仰泳、丁~ 蛙泳.运筹学课件丁蛙泳c43 =69.6??75.2,戊自由泳c54=62.4 ?? 57.5, 方案是否调整, 敏感性分析,乙~ 蝶泳、丙~ 仰泳、丁~ 蛙泳、戊~ 自由泳最优解:x21 = x32 = x43 = x51 = 1, 成绩为4’17”7c43, c54 的新数据重新输入模型,再求解指派(Assignment)问题:每项任务有且只有一人承担,每人只能承担一项,效益不同,怎样分派使总效益最大. 讨论甲~ 自由泳、乙~ 蝶泳、丙~ 仰泳、丁~ 蛙泳.原方案运筹学课件某商业集团计划在市内四个点投资四个专业超市,考虑的商品有电器、服装、食品、家俱及计算机等5个类别(通过评估,家具超市不能放在第3个点,计算机超市不能放在第4个点,不同类别的商品投资到各点的年利润(万元)预测值见表5-36(该商业集团如何作出投资决策使年利润最大。
指派问题的应用 ,270260220计算机180 , 200 90 家具300 380 160 150 食品260 420 350 80 服装400 360 300 120 电器4321地点商品表5-36利润表运筹学课件【解】这是求最大值、人数与任务数不相等、不可接受的配置的一个综合指派问题,分别对表5-36进行转换((1)令c43=c54=0(2)转换成求最小值问题,令M,420,C`ij=M-cij,得到效率表(机会损失表),即转换后得到表5-37(3)虚拟一个地点5420150160200计算机240420220330家俱0 120 40 260 270 食品0 160 0 70 340 服装0 20 60 120 300 电器5 4 3 2 1地点商品表5-37 运筹学课件用匈牙利法求解得到最优解最优投资方案:地点1投资建设计算机超市,地点2投资建设服装超市,地点3投资建设食品超市,地点4投资建设电器超市,年利润总额预测值为1350万元7039018050140380406020100401001108010020110运筹学课件1(指派模型的特征2(匈牙利法求解指派问题的条件 3(匈牙利法的两个基本定理 4(指派问题也是一个特殊的运输问题.5(将指派(分配)问题的效率矩阵每行分别加上一个数后最优解不变.指派问题assignment problemThe End of Chapter 5作业:P135 T7 运筹学课件。