一个特殊的分配问题及其求解_数学论文

一个特殊指派问题及其解法,本文主要内容关键词为:解法论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。

中图分类号:O22 文献标识码:A

一、问题的提出

通常的指派问题[1,2]多是求项目的总工时最少,而很多情况下人们并不关心项目总工时多少,而只关心项目能否在最短时间完成,即历时最少的指派问题。目前从公开发表的资料未见这方面的研究,我们在这里给出了该问题的数学模型及其解法,完整地解决了这个问题。

二、数学模型

今有工作m项分配给m个人去做,每人做每项工作的效率已知,其中第i人做第j项工作的工作效率为。规定每人做一项工作,且每项工作仅一人去做,问如果同时开工,如何安排可使该项工作尽早完成(历时最短)。

三、问题的求解

(一)线性规划解法

对于该指派问题,其数学模型(MP)虽然是整数规划模型,但由于目标函数是非线性函数,因此不可以直接应用解整数规划问题的分支定界法、割平面法等线性规划的方法去求解。但是在这里我们可以进行适当的转化,将其非线性目标化为线性目标,这样就可以应用文献[3]所提到的解整数规划问题的线性规划解法去求解。具体的方法是将(MP)化为下面的混整数规划模型

定理1中的结论是显然的,这里不作具体证明。根据上面的结论,我们只要利用分支定界法等线性规划解法求解(MILP)即可得到该类指派问题的最优解。

(二)矩阵变换解法

为了求解的便捷,下面我们再讨论一种可在效率矩阵上直接操作的方法,称之为矩阵变换解法,具体步骤如下:

第一步 给出初始指派

为了使初始指派接近目标,我们采取最小—最大元素法,具体方法是:

表1 工作效率表

译成英文 译成日文 译成德文 译成俄文

甲 2 109 2

乙15 4

14 8

丙13 14

1611

丁 4 15

13 9

四、应用举例

例1 现有一份资料需译成英、日、德、俄4种文字,今让甲、乙、丙、丁4人同时去完成,每人译且仅译一种文字。他们虽然对4种语言皆通,但因个人专长不同,他们翻译各种文种所需时间有别,具体数据如表1,试问如果4人同时开始翻译,应如何安排翻译工作可使该资料在最短时间译出?需多长时间?

解 该指派问题的效率矩阵数为

step3 对新的指派继续检验

经检验,该指派已为最佳指派。即甲译德文,乙译日文,丙译俄文,丁译英文可使资料在最短时间译出,最短需时11。

该指派总工时为28,而总工时最少的指派是甲译俄文,乙译日文,丙译德文,丁译英文,总工时26,用时16。因此两种指派不能互相替代。

现实生活中,人们要求不昔一切代价早日完成的事情有很多,这种指派的意义不言而喻,翻遍中外的运筹学教科书和资料也未见有人提及,(可能是我们孤陋寡闻吧!),拿出来供大家商榷。

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