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管理优化之指派问题



86 90 80 88
x14 x24 x34 x44 1 xij 0或1,i、j 1,2,3,4
●求解指派问题的方法:匈牙利算法
匈牙利算法是匈牙利数学家克尼格(Konig)证明了下面两个基本 定理,为计算分配问题奠定了基础。因此,基于两个定理基础上建 立起来的解分配问题的计算方法被称为匈牙利法。
ij
【例4.9】某人事部门拟招聘4人任职4项工作,对他们综合考评 的 得分如下表(满分100分),如何安排工作使总分最高。
甲 85 92 73 90
乙 C=丙
95 82
87 83
78 79
95 90
丁 86 90 80 88
【解】M=95,令 C (95 cij )
10 3 22 5
C

0
8 17 0
0
0
0
0
3 0 2 1 2 M 0 7 0 2 5 1 0 0 0 0
0 1 0 0 X=0 0 1 0
1 0 0 0 0 0 0 1
88
数学模型如下:
min Z 85x11 92x12 73x13 90x14 95x21 87x22
78x23 95x24 82x31 83x32 79x33 90x34
86x41 90x42 80x43 88x44
x11 x12 x13 x14 1
x21 x22 x23 x24 1
【定理4.1 】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],若其中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。
工作 A
B
C
D
x31 x32 x33 x34 1
人员

x41 x42 x43 x44 1

x11 x21 x31 x41 1
x12 x22 x32 x42 1

85 92 73 90 95 87 78 95 82 83 79 90
x13 x23 x33 x43 1
位置




机器
A
13
10
12
11
B
15
--
13
20
C
5
7
10
6
解:1)在(B,二)处添上一个很大的数M,以排除机器B安 装在二号位置的可能。
2)在第四行虚设一行。
13 10 12 11
C=15 M 13 20 5 7 10 6
0
0
0
0
13 10 12 11
C=15 M 13 20 5 7 10 6
● 求最大值的指派问题
匈牙利法的条件是:模型求最小值、效率cij≥0
设C=(cij)m×m 对应的模型是求最大值
将其变换为求最小值

M
max i, j
cij
max z
cij xij
ij
C (M cij )

min w
cij xij
ij

max z
cij xij 的最优解相同。
管理优化之—
指派问题
1 指派问题及其数学模型
【例1 】指派问题或分配问题。人事部门欲安排四人到四个不同岗 位工作,每个岗位只能一个人。经考核四人在不同工作岗位完成的 时间如下表所示,如何安排他们的工作使总时间最少。
工作 A
B
C
D
人员

85
92
73
90

95
87
78
95

82
83
79
90

86
90
80
【定理4.2 】 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,得到最优解。定理4.1告诉我们 如何将效率表中的元素转换为有零元素,定理4.2告诉我们效率表中 有多少个独立的“ 0”元素。
0 0
0 1
0 0 1 0
即甲安排做第二项工作、乙做第一项、丙做第四项、丁做第三项。 总分为:Z=92+95+90+80=357
某工厂订购了3台机器(A、B、C),有4个位置可供机器安装,但B 机器不能安装在第二号位置。由于这4个安装位置离工厂中心的远
近不同,所需要的运送费用也就不同,见下表。问这些机器安装在 哪几个位置合适,可使总的运送费用达到最小。
13 12 16 5
9
5 15 7
用匈牙利法求解:
10 3 22 5
C=
0
8 17 0
13 12 16 5
9
5
15 7
7 0 19 2 C=0 8 17 0
8 7 11 0 4 0 10 2
7 0 9 2 C=0 8 7 ×0
8 7 1 0 4 ×0 0 2
0 1 0 0
最优解:
X=1 0
0 0
【例4.8 】已知四人分别完成四项工作所需时间如下表,求最优分 配方案。
85 92 73 90 C=95 87 78 95
82 83 79 90 86 90 80 88
工作 A
B
C
D
人员
1
X=
1
1
1

85
92
73
90

95
87
78
95

82
83
79
90
最优分配

86
90
80
88
甲→C 乙→B 丙→A 丁→D
● 不平衡的指派问题
1.当人数m小于工作数n时,加上n-m个人,例如
15 20 10 9
6
5
4
0 9 9
6
5
4
7
4
10 13 16 17 10
0
0
0
0
0
6 11 1 0
2 1 0 3
0 3 6 7
×0 0 ×0 ×0
0 0 0 1
X=0 0 1 0 1 0 0 0 0 1 0 0
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