一種求解離散最優化問題的計算分析方法,又稱分枝定界法。它是由R.J.達金和蘭德-多伊格在20世紀60年代初提出的。這種方法通常僅需計算和分析部分允許解,即可求得最優解。因此在求解分派問題和整數規劃問題時常用此法。

  基本方法 求解一個約束條件較多的問題A,可以暫緩考慮部分條件,變換成問題B,先求B的最優解。B的最優解一定比 A的好(或相當)。再將原來暫緩考慮的部分條件逐步插入問題B中,得到B的若幹子問題,稱為分枝。求解這些子問題,淘汰較差的解,直到所有暫緩考慮的部分條件全部插入為止。這時求得的最優解就是問題A的最優解。

  分派問題 設生產任務Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ,皆可在4臺不同設備ABCD上去完成。由於設備性能和技術要求等不同,在不同設備上完成各項任務所需的費用(或時間)均不相同,下表列出某一具體問題的任務、設備和費用的數量關系。規定每臺設備隻能安排一項生產任務。要求分派這4項生產任務,使總費用為最少。

任務、設備和費用表

  首先分析在所有分派方案中,以何種分派方案的費用為最低。由表可知,當分派方案是(I-D)(即任務I交由D設備去完成時,下同),(Ⅱ-A),(Ⅲ-C),(Ⅳ-D)時,即得總費用

為最小。它稱為下界。但這樣的分派方案要由 D設備去完成Ⅰ、Ⅳ兩項任務,不符合題意要求。所以稱這個解為非允許解。為此必須加以改進。接著,規定任務Ⅰ交由A去完成,其他任務則選擇費用最小的設備去完成,則由表可知,其總費用為

該方案恰好滿足一臺設備完成一項任務的規定,因此總費用193的解稱為允許解。依次計算(I-B),(I-C),(I-D)各分派方案的解,如圖1所示。分析1~4的分派方案後可知,要求的最優解一定在164和148之間,即上界是164,下界是148。這時,隻要在方案4這個分枝上繼續進行組合即可。用同樣計算方法得圖2所示的分派方案。由分派方案5~7可知,方案5的總費用為156,但是非允許解,方案6的總費用是157,是允許解。所以方案6是最優解。其具體分派組合是:(I-D),(Ⅱ-B),(Ⅲ-C),(Ⅳ-A)。上述計算過程可歸納如圖3所示。

  

參考書目

 李德等編:《運籌學》,清華大學出版社,北京,1982。