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オペレーションズ・リサーチの問題

難易度 1教科書の例題レベル大学数学 オペレーションズ・リサーチ

ある作業計画は作業 の つからなる。各作業の所要時間(時間)と先行作業(その作業を始める前にすべて終わっていなければならない作業)は次のとおりである。

作業所要時間先行作業
なし
なし

計画の開始時刻を とし、各作業は先行作業がすべて終わればすぐに始められ、作業どうしは同時に並行して進められるものとする。また、計画全体を最短完了時刻までに終えるものとして最遅開始時刻を考える。この計画の最短完了時刻と、作業 の最遅開始時刻を、この順に組で求めよ。

この問題で使うもの

ヒント

行き詰まったら、上から順に 1 つずつ開いてください。

ヒント 1

PERT の前向き計算で各作業の最早開始時刻を求めて最短完了時刻を出し、そのあと後ろ向き計算で最遅開始時刻を求めます。

ヒント 2

最早開始時刻は「先行作業の最早終了時刻の最大値」、最遅終了時刻は「後続作業の最遅開始時刻の最小値」で、最遅開始時刻 = 最遅終了時刻 − 所要時間です。

ヒント 3

前向き計算で , となるので、作業 の最早開始時刻は です。ここから最短完了時刻を出し、作業 の最遅開始時刻から逆にたどってみましょう。

答えと解説

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解説を読む

手順 1:最早開始時刻(前向き計算)

各作業の最早開始時刻 は「先行作業の最早終了時刻 のうち最大のもの」、最早終了時刻は である。

  • :先行なしなので ,
  • :先行なしなので ,
  • :先行は なので ,
  • :先行は なので ,
  • :先行は なので ,

最後の作業 の最早終了時刻が なので、最短完了時刻は 時間である。

手順 2:最遅開始時刻(後ろ向き計算)

各作業の最遅終了時刻 は「後続作業の最遅開始時刻 のうち最小のもの」(後続がなければ最短完了時刻)、最遅開始時刻は である。

  • :後続なしなので ,
  • :後続は なので ,
  • :後続は なので ,
  • :後続は なので ,
  • :後続は なので ,

よって作業 の最遅開始時刻は である。

(参考)全余裕 は で、全余裕が の作業をつないだ がクリティカルパスである。その所要時間の和 は最短完了時刻と一致する。

答えは である。

別解

前進計算(最早開始時刻)を行う。A: 0〜3、B: 0〜5、C は A の後なので 3〜5、D は B の後なので 5〜7。E は C, D の後なので max(5,7)=7 から始まり、7+3=10 で終わる。よって最短完了時刻は 10。

後退計算(最遅終了時刻)を行う。E の最遅終了時刻は 10、最遅開始時刻は 7。C は E の先行作業なので最遅終了時刻は 7、最遅開始時刻は 7−2=5。

検算:C を 5 から始めると 7 に終わり、E は 7 から始められるので全体は遅れない。C を 6 から始めると 8 に終わり、E の開始が 8 になって完了が 11 となるため不可。よって最遅開始時刻は 5。

答えは (10, 5)。

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