关于储物所雇佣服务员问题
1 问题的提出
某储蓄所每天的营业时间是上午9:00到下午5:00. 根据经验,每天不同时间段所需要的服务员数量如下:
储蓄所可以雇佣全时和半时两类服务员.全时服务员每天报酬100元,从上午9:00到下午5:00工作,但中午12:00到下午2:00之间必须安排1小时的午餐时间.储蓄所每天可以雇佣不超过3名的半时服务员,每个半时服务员必须连续工作4小时,报酬40元.问:
(1)该储蓄所应如何雇佣全时和半时两类服务员?
(2)如果不能雇佣半时服务员,每天至少增加多少费用?
(3)如果雇佣半时服务员的数量没有限制,每天可以减少多少费用?
2 符号规定
x1——安排全时服务员在12:00~13:00吃午餐的人数,即在岗全时服务员人数为x2
x2——安排全时服务员在13:00~14:00吃午餐的人数,即在岗全时服务员人数为x1
y1——9:00开始工作的半时服务员人数
y2——10:00开始工作的半时服务员人数
y3——11:00开始工作的半时服务员人数
y4——12:00开始工作的半时服务员人数
y5——13:00开始工作的半时服务员人数
3 建立模型
\min z=100x_1+100x_2+40y_1+40y_2+40y_3+40y_4+40y_5
s.t. \begin{cases} x_1+x_2+y_1 \ge 4\\ x_1+x_2+y_1+y_2 \ge 3\\ x_1+x_2+y_1+y_2+y_3 \ge 4\\ x_2+y_1+y_2+y_3+y_4 \ge 6\\ x_1+y_2+y_3+y_4+y_5 \ge 5\\ x_1+x_2+y_3+y_4+y_5 \ge 6\\ x_1+x_2+y_4+y_5 \ge 8\\ x_1+x_2+y_5 \ge 8\\ y_1+y_2+y_3+y_4+y_5 \le 3\\ x_1,x_2,y_1,y_2,y_3,y_4,y_5 \ge 0 \text{且} x_1,x_2,y_1,y_2,y_3,y_4,y_5 \in Z \end{cases}
4 Lingo程序
5 程序运行结果
6 结果分析
(1)由程序运行结果分析可知,该储蓄所共雇佣7名全时服务员和3名半时服务员,其中安排3名全时服务员在12:00~13:00吃午餐,4名全时服务员在13:00~14:00吃午餐,2名半时服务员从10:00开始工作,1名半时服务员从13:00开始工作时,储蓄所雇佣服务员所支付费用最少为820。
类似第(1)问可解得(2)(3)问:
(2)不能雇佣半时服务员,就只能雇佣全时服务员。需要做出相应的改变:决策变量删去y1,y2,y3,y4,y5只留下x1和x2,不用把所有时间段的约束条件都写全,可以简化等,具体数学模型如下:
\min z=100x_1+100x_2
s.t. \begin{cases} x_1+x_2 \ge 8\\ x_2 \ge 6\\ x_1 \ge 5\\ x_1,x_2 \ge 0 \text{且} x_1,x_2 \in Z \\ \end{cases}
Lingo程序:
程序运行结果如下:
由程序运行结果可知如果不能雇佣半时服务员,每天至少增加280的费用。
(3)如果雇佣半时服务员的数量没有限制,只用在第一问约束条件的基础上删去一个不等式 y_1+y_2+y_3+y_4+y_5 \le 3 ,其余式子不变即可。
程序运行结果为:
由程序运行结果可知如果雇佣半时服务员的数量没有限制,每天可以减少260的费用。
附一道练习题:
答案150。