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经典算法:最小元素法.doc

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什么是最小元素法
最小元素法的例子
西北角法的例子
什么是最小元素法[1] 最小元素法是找出运价表中最小的元素,在运量表内对应的格填入允许取得的最大数,若某 行(列)的产量(销量)已满足,则把运价表中该运价所在行(列)划去;找出未划去的运价中的最小数 值,按此办法进行下去,直至得到一个基本可行解的方法。 注:应用西北角法和最小元素法,每次填完数,都只划去一行或一列,只有最后一个元素例 外(同时划去一行和一列)。当填上一个数后行、列同时被满足(也就是出现退化现象)时,也 只任意划去一行(列)。需要填入“0”的位置不能任意确定,而要根据规则来确定。 所谓退化现象是指:当在平衡表中某一处填入一数字后,该数字所在的行和列同时被满足, 即需方的需求得到满足,同时供方的供应数量也已经供完的现象。 最小元素法的基本思想是:运价最小的优先调运,即从单位运价中最小的运价开始确定供销 关系,然后次小,一直到给出初始基本可行解为止。 [编辑] 最小元素法的例子[1] 第一步:列出运价表和调运物资平衡表。 运用表上作业法时,首先要列出被调运物资的运价表和供需平衡表(简称平衡表),如表 1, 2 所示。 第二步:编制初始调运方案。 首先,在运价表中找出最小的数值(若几个同为最小,则任取其中一个),A2B1 最小,数值为 1,这表示先将 A2 产品供应给 B1 是最便宜的,故应给 C21 所对应的变量 x21 以尽可能大的数值。 显然 x21=min{4,3}=3。在表 4 中的 A2B1 处填上“3”。B1 列被满足,已不需要 A1 和 A3 再向它供货, 故运价表 2 中的第一列数字已不起作用,因此将原运价表 1 中的第一列划去,并标注①(见表 3)。
然后,在运价表中未划去的元素中找最小运价 A2B3 = 2,让 A2 尽量供应满足 B3 的需要,由 于 A2 的 4 已经供应了 3T 给 B1,最多只能供应 1T 给 B3。于是在平衡表的 A2B3 格中填上“1”;相 应地由于 A2 所生产的产品已全部供应完毕,因此,在运价表中与 A2 同行的运价也不再起作用, 所以也将它们划去,并标注②。 仿照上面的做法,一直做下去,就可以得到表 4。 此时,在运价表中只有 A1B4 对应的运价 10 没有划掉,而 B4 尚有 3T 需求,为了满足供需平 衡,所以最后在平衡表上对应 A1B4 处应填入“3”,这样就得到表 5。
对于编制初始方案说明以下几点:应用最小元素法编制初始调运方案,这里的“最小”系指局 部而言,就整体考虑的运费不见得一定是最小的。可以作为初始方案的调运方案,其填有数字的 方格数应是供应点个数加需求点个数之和再减 1,即(m+n-1)。 第三步:初始方案的检验与调整。 西北角法的例子[1] 从表 1 中可知,总的产量=总的销量,故产销是平衡的。 第一步:列出运价表和调运物资平衡表。 运用表上作业法时,首先要列出被调运物资的运价表和供需平衡表(简称平衡表),如表 1, 2 所示。 第二步:编制初始调运方案。 首先在表 2 的西北角方格(即左上角方格,对应变量 x11),尽可能取最大值: x11=min{3,7}=3 将数值 3 填入该方格(见表 3)。由此可见 x21,x31 必须为 0,即第一列其他各方格都不能取非零 值,划去第一列。在剩下的方格中,找出其西北角方格 x12, x12=min{6,7-3}=4 将 4 填入它所对应方格,第一行饱和,划去该行。再找西北角方格 x22, x22=min{6-4,4}=2 将 2 填入 x22 所对应方格,于是第二列饱和,划去该列。继续寻找西北方格为 x23, x23=min{5,4-2}=2
将 2 填入 x23 所对应方格,第二行饱和,划去该行。剩下方格的西北角方格为 x33, x33=min{5-2,9}=3 将 3 填入 x33 所对应方格,第三列饱和,划去该列。最后剩下 x34 方格,取 x34 = 6。 这样我们就找到了 m+n-1=3+4-1=6 个基变量,它们为:x11 = 3,x12 = 4,x22 = 2,x23 = 2,x33 = 3,x34 = 6。显然它们用折线连接后不形成闭回路。这就是西北角法所找初始基可行解,所对应的 目标值为: 2×200+1×250+3×150+1×150+3×250+3×300+4×200=4000 我们找到的初始基可行解可通过各行方格中数值之和是否等于产量,各列方格中数值之和是 否等于销量来简单验证。 利用西北角法找初始基可行解简单可行,但也存在问题。例如在表 3 中可见 c35 = 4,单价高 于该行其他各方格,最简单想法是单价小的情况下多运些货物,这样总运费会更小些,最小元素 法就改进了西北角法的缺点。
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