運籌學 大體介紹

1、廖愛紅廖愛紅教學目的與方法教學目的與方法 教學目的教學目的 介紹運籌學各分支體系的基本模型； 引導并鍛練學員用運籌學知識定量分析與解決實際問題的能力。 教學方法教學方法 以各種實際問題為背景，引出各分支基本概念、基本模型； 側(cè)重方法及應用，回避繁復的數(shù)學理論推導； 求解可用軟件演示。參考教材參考教材 吳祈宗主編吳祈宗主編. . 運籌學運籌學（第（第3 3版）版） 機械工業(yè)機械工業(yè)出版社，出版社，2013.1 2013.1 34運運 籌籌 學學1. 緒論緒論2. 線性規(guī)劃建模及單純形法線性規(guī)劃建模及單純形法3. 線性規(guī)劃問題的對偶與靈敏度分析線性規(guī)劃問題的對偶與靈敏度分析4. 運輸問題運輸問題

2、8. 排隊論排隊論5. 目標規(guī)劃目標規(guī)劃 9. 存儲論存儲論6. 整數(shù)規(guī)劃整數(shù)規(guī)劃 10.圖與網(wǎng)絡分析圖與網(wǎng)絡分析7. 動態(tài)規(guī)劃動態(tài)規(guī)劃 11.決策分析決策分析本課程的本課程的考核與成績評定考核與成績評定 考核性質(zhì)：考試，百分制考核性質(zhì)：考試，百分制 考試方式：考試方式：閉卷閉卷 考核內(nèi)容分為考核內(nèi)容分為2 2部分：部分： (1) 平時平時成績成績40%：考勤考勤、課堂表現(xiàn)課堂表現(xiàn)、課后書面作業(yè)等；課后書面作業(yè)等； (2) 期末期末考試考試60%：閉卷考試：閉卷考試，以計算以計算題為主。題為主。56第第1章章 緒論緒論提綱提綱一運籌學概述二運籌學的內(nèi)容及特點三如何學習本課程運籌學概況簡述運籌學

3、概況簡述運籌學運籌學(Operations Research，O.R.) 直譯為直譯為“運作研究運作研究”。 運籌學是運用科學的方法（如運籌學是運用科學的方法（如分析、試驗、量化等）來決定如何分析、試驗、量化等）來決定如何最佳地運營和設計各種系統(tǒng)的一門最佳地運營和設計各種系統(tǒng)的一門學科學科。運籌？籌：籌：1. 計數(shù)的用具，多用竹子制成：策（古代計算用具，以木制成的小棍或小片；計策）。算。碼。略勝一。竹。酒。2. 謀劃：款。備。措。劃。集。建。運。統(tǒng)。一莫展。要買水先買竹籌子。運籌學的產(chǎn)生和發(fā)展運籌學的產(chǎn)生和發(fā)展 運籌學思想的出現(xiàn)可以追溯到很早運籌學思想的出現(xiàn)可以追溯到很早“田忌齊王賽馬田忌齊王

4、賽馬”（對策論）、孫子兵（對策論）、孫子兵法等都體現(xiàn)了優(yōu)化的思想。法等都體現(xiàn)了優(yōu)化的思想。 “Operational Research”這一名詞這一名詞最早出現(xiàn)在第二次世界大戰(zhàn)期間最早出現(xiàn)在第二次世界大戰(zhàn)期間 美、英等國家的作戰(zhàn)研究小組為了解美、英等國家的作戰(zhàn)研究小組為了解決作戰(zhàn)中所遇到的許多錯綜復雜的戰(zhàn)決作戰(zhàn)中所遇到的許多錯綜復雜的戰(zhàn)略、戰(zhàn)術問題而提出的。略、戰(zhàn)術問題而提出的。 Operations Research (Operational Research) 在中文里翻譯為在中文里翻譯為“運籌運籌”。劉邦稱譽張良：劉邦稱譽張良： 論論運籌運籌帷幄之中，決勝于千里之外，我不帷幄之中，決勝于

5、千里之外，我不如張良；論撫慰百姓供應糧草，我又不如如張良；論撫慰百姓供應糧草，我又不如蕭何；論領兵百萬，決戰(zhàn)沙場，百戰(zhàn)百勝，蕭何；論領兵百萬，決戰(zhàn)沙場，百戰(zhàn)百勝，我不如韓信。我不如韓信。運籌學的產(chǎn)生和發(fā)展運籌學的產(chǎn)生和發(fā)展運籌學的產(chǎn)生和發(fā)展運籌學的產(chǎn)生和發(fā)展 數(shù)學數(shù)學對運籌學的作用對運籌學的作用是有關理是有關理論和方法的研究基礎，是建立運籌論和方法的研究基礎，是建立運籌學模型的工具。學模型的工具。 計算機的發(fā)展計算機的發(fā)展，促進運籌學的進一，促進運籌學的進一步發(fā)展步發(fā)展高速、可靠的計算是運高速、可靠的計算是運籌學解決問題的基本保障?；I學解決問題的基本保障。運籌學的產(chǎn)生和發(fā)展運籌學的產(chǎn)生和發(fā)展

6、戰(zhàn)后這些研究成果被應用到生戰(zhàn)后這些研究成果被應用到生產(chǎn)、經(jīng)濟領域，并得到迅速發(fā)展產(chǎn)、經(jīng)濟領域，并得到迅速發(fā)展有關理論和方法的研究、實踐不有關理論和方法的研究、實踐不斷深入。斷深入。 1947年美國數(shù)學家年美國數(shù)學家 (G.B.Dantzig)提出了求解線性規(guī)劃的有效方法提出了求解線性規(guī)劃的有效方法單純形法單純形法。運籌學概況簡述運籌學概況簡述 運籌學能夠?qū)?jīng)濟管理系統(tǒng)中運籌學能夠?qū)?jīng)濟管理系統(tǒng)中的人力、物力、財力等資源進行統(tǒng)的人力、物力、財力等資源進行統(tǒng)籌安排，為決策者提供有依據(jù)的最籌安排，為決策者提供有依據(jù)的最優(yōu)方案，以實現(xiàn)最有效的管理。優(yōu)方案，以實現(xiàn)最有效的管理。 通常以最優(yōu)、最佳等作為決

7、策通常以最優(yōu)、最佳等作為決策目標，避開最劣的方案。目標，避開最劣的方案。運籌學在管理中的應用運籌學在管理中的應用生產(chǎn)計劃生產(chǎn)計劃：生產(chǎn)作業(yè)的計劃、日程表生產(chǎn)作業(yè)的計劃、日程表的編排、合理下料、配料問題、物料的編排、合理下料、配料問題、物料管理等。管理等。庫存管理庫存管理：多種物資庫存量的管理，多種物資庫存量的管理，庫存方式、庫存量等。庫存方式、庫存量等。運輸問題運輸問題：確定最小成本的運輸線路、確定最小成本的運輸線路、物資的調(diào)撥、運輸工具的調(diào)度以及建物資的調(diào)撥、運輸工具的調(diào)度以及建廠地址的選擇等廠地址的選擇等。運籌學在管理中的應用運籌學在管理中的應用 人事管理人事管理：對人員的需求和使用的：對

8、人員的需求和使用的預測，確定人員編制、人員合理分預測，確定人員編制、人員合理分配，建立人才評價體系等。配，建立人才評價體系等。 市場營銷市場營銷：廣告預算、媒介選擇、：廣告預算、媒介選擇、定價、產(chǎn)品開發(fā)與銷售計劃制定等。定價、產(chǎn)品開發(fā)與銷售計劃制定等。運籌學在管理中的應用運籌學在管理中的應用 財務和會計財務和會計：包括預測、貸款、成：包括預測、貸款、成本分析、定價、證券管理、現(xiàn)金管本分析、定價、證券管理、現(xiàn)金管理等。理等。 其他其他：設備的維修、更新，科學項：設備的維修、更新，科學項目、工程項目的選擇與評價，工程目、工程項目的選擇與評價，工程優(yōu)化設計、管理等。優(yōu)化設計、管理等。運籌學的分支運籌

9、學的分支 線性規(guī)劃線性規(guī)劃 非線性規(guī)劃非線性規(guī)劃 整數(shù)規(guī)劃整數(shù)規(guī)劃 動態(tài)規(guī)劃動態(tài)規(guī)劃 多目標規(guī)劃多目標規(guī)劃 隨機規(guī)劃隨機規(guī)劃 模糊規(guī)劃等模糊規(guī)劃等運籌學的分支運籌學的分支 圖與網(wǎng)絡理論圖與網(wǎng)絡理論 存儲論存儲論 排隊論排隊論 決策論決策論 對策論對策論 排序與統(tǒng)籌排序與統(tǒng)籌方法方法 可靠性理論可靠性理論等等運籌學方法使用情況運籌學方法使用情況( (美美1983)1983)計算機計算機模擬模擬線性線性規(guī)劃規(guī)劃非線性非線性規(guī)劃規(guī)劃對策論對策論運籌學方法在中國使用情況運籌學方法在中國使用情況( (隨機抽樣隨機抽樣) )計算機計算機模擬模擬線性線性規(guī)劃規(guī)劃非線性非線性規(guī)劃規(guī)劃對策論對策論運籌學的推廣應

10、用前景運籌學的推廣應用前景-運籌學在國內(nèi)或國外的推廣應用前運籌學在國內(nèi)或國外的推廣應用前景是非常廣闊的。景是非常廣闊的。-工商企業(yè)對運籌學應用的需求是很工商企業(yè)對運籌學應用的需求是很大的。大的。-在工商企業(yè)推廣運籌學方面有大量在工商企業(yè)推廣運籌學方面有大量的工作要做。的工作要做。運籌學解決問題的過程運籌學解決問題的過程1 1）提出問題：認清問題。提出問題：認清問題。2 2）尋求可行方案：建模、求解。尋求可行方案：建模、求解。3 3）確定評估目標及方案的標準或方確定評估目標及方案的標準或方法、途徑。法、途徑。4 4）評估各個方案：解的檢驗、靈敏評估各個方案：解的檢驗、靈敏性分析等。性分析等。運籌

11、學解決問題的過程運籌學解決問題的過程5）選擇最優(yōu)方案：決策。）選擇最優(yōu)方案：決策。6）方案實施：回到實踐中。）方案實施：回到實踐中。7）后評估：考察問題是否得到完滿解）后評估：考察問題是否得到完滿解決。決。 1）2）3）形成問題；4）5）分析問題：定性分析與定量分析相結(jié)合，構(gòu)成決策。 華羅庚先生泡茶問題u“想泡壺茶喝。當時的情況是：開水沒有，開水壺要洗，茶壺茶杯要洗，火已升了，茶葉也有了，怎么辦?” 華羅庚先生泡茶問題問題描述u1.目標：喝到一碗清新的熱茶。u2.條件：已有一個茶壺、一包好茶葉、一個燃著的火爐和可用的涼水水源。u3.其它要求：以最節(jié)約資源的方式實現(xiàn)目標。u4.系統(tǒng)工程研究任務：

12、為解決喝茶問題設計一個行動計劃系統(tǒng)(設計一個解決泡茶問題的行動計劃)。 華羅庚先生泡茶問題問題分析u1 資源需求u根據(jù)我們的日常經(jīng)驗，現(xiàn)代人類的活動通常需要人、財、物等類資源。在這個泡茶問題上，不涉及資金，所需的資源包括：涼水、茶壺、茶葉、茶碗、火爐。這些資源目前都已齊備，且假設除人外沒有限制。 華羅庚先生泡茶問題問題分析u2 目標要求：以最節(jié)約資源的方式泡一壺好茶。u這個問題中，前面提到的各項資源除了人力資源外，都是沒有限制的。但實際上，茶壺的大小是確定的，因而所用水是確定的。u再假定爐火的發(fā)熱量及熱效率是確定的。u茶葉使用量是有定額的。所以，在泡茶問題上，前述各項資源除隨機干擾外，不存在節(jié)

13、約問題。這個問題，唯一涉及的節(jié)約問題是關于一種既無限又有限的資源時間的節(jié)約（評估標準）。 華羅庚先生泡茶問題問題分析u研究任務的確定：設計一個解決泡茶問題的行動計劃，要求合理安排各道工序，最大限度節(jié)約時間。 華羅庚先生泡茶問題尋求可行方案u根據(jù)日常經(jīng)驗，對以上泡茶問題可以有以下三種解法：u甲：洗凈水壺；灌上涼水；壺放在火上；等水開；水開后，以最快的速度洗茶杯，找茶葉；泡茶，待茶泡好；喝茶。u乙：洗凈水壺；洗茶杯；找好茶葉；灌涼水；壺放火上；等水開；水開后，用準備好的茶杯、茶葉泡茶；等待茶泡好；喝茶。u丙：洗凈水壺；灌涼水；壺放火上；洗茶杯；拿茶葉；水開之前，可干一些其它事；水開，泡茶；喝茶。

14、華羅庚先生泡茶問題確定備選方案序號序號名稱名稱緊前工序緊前工序工序時間工序時間(分分)1洗壺洗壺無無12灌水灌水10.53放壺放壺20.34等水開等水開3155洗杯洗杯無無16找茶葉找茶葉無無17泡茶泡茶3，5，62.28喝茶喝茶7 華羅庚先生泡茶問題評估各方案1.列出泡茶所需的全部工序列出泡茶所需的全部工序 2.確定每道工序所需的時間確定每道工序所需的時間3.確定各道工序之間的時間連接關系確定各道工序之間的時間連接關系4.分析計算每種方案所需的總時間分析計算每種方案所需的總時間5.做出比較結(jié)論做出比較結(jié)論洗壺灌水放壺洗杯泡茶拿茶葉等水開115 1 10.30.5喝茶2.20.3丙：洗壺洗杯找

15、茶葉灌水等水開放壺泡茶1150.30.5 11喝茶2.2乙：洗壺灌水放壺等水開泡茶洗杯，找茶葉喝茶12.22150.30.5甲： 華羅庚先生泡茶問題評估各方案甲方案總時間甲方案總時間=1+0.5+0.3+15+2+2.2=21乙方案總時間乙方案總時間=1+1+1+0.5+0.3+15+2.2=21丙方案總時間丙方案總時間=1+0.5+0.3+(15)+2.2=19分析結(jié)果：丙方案最節(jié)約時間。分析結(jié)果：丙方案最節(jié)約時間。方案建議：丙方案建議：丙如何學習運籌學課程如何學習運籌學課程 學習運籌學要把重點放在分析學習運籌學要把重點放在分析和理解有關的概念、思路上。在學和理解有關的概念、思路上。在學習過

16、程中，應該多向自己提問，例習過程中，應該多向自己提問，例如：一個方法的實質(zhì)是什么，為什如：一個方法的實質(zhì)是什么，為什么這樣進行，怎么進行等。么這樣進行，怎么進行等。 學習時要掌握三個重要環(huán)節(jié)。學習時要掌握三個重要環(huán)節(jié)。如何學習運籌學課程如何學習運籌學課程1) 認真閱讀教材和參考資料，以指認真閱讀教材和參考資料，以指定教材為主，同時參考其他有關書定教材為主，同時參考其他有關書籍。籍。一般每一本運籌學教材都有自己的特一般每一本運籌學教材都有自己的特點，但是基本原理、概念都是一致的。注點，但是基本原理、概念都是一致的。注意主從，參考資料會幫助你開闊思路，使意主從，參考資料會幫助你開闊思路，使學習深入

17、。但是，把時間過多放在參考資學習深入。但是，把時間過多放在參考資料上，會導致思路分散，不利于學好。料上，會導致思路分散，不利于學好。如何學習運籌學課程如何學習運籌學課程2) 要在理解了基本概念和理論的基要在理解了基本概念和理論的基礎上研究例題。礎上研究例題。注意例題是為了幫助理注意例題是為了幫助理解概念、理論的，作業(yè)練習的主要作用也是解概念、理論的，作業(yè)練習的主要作用也是這樣，它同時還有讓你自己檢查自己學習的這樣，它同時還有讓你自己檢查自己學習的狀況。因此，做題要有信心，要獨立完成，狀況。因此，做題要有信心，要獨立完成，不要怕出錯。因為，整個課程是一個整體，不要怕出錯。因為，整個課程是一個整體

18、，各節(jié)內(nèi)容有內(nèi)在聯(lián)系，只要學到一定程度，各節(jié)內(nèi)容有內(nèi)在聯(lián)系，只要學到一定程度，知識融會貫通起來，你自己就能夠?qū)λ鲱}知識融會貫通起來，你自己就能夠?qū)λ鲱}目的正確性作出判斷。目的正確性作出判斷。如何學習運籌學課程如何學習運籌學課程3) 要認真做好章節(jié)的學習小結(jié)。要認真做好章節(jié)的學習小結(jié)。每一每一節(jié)或一章學完后，應該用精煉的語言概述學節(jié)或一章學完后，應該用精煉的語言概述學習、體會深刻的內(nèi)容。這樣，才能夠從較高習、體會深刻的內(nèi)容。這樣，才能夠從較高的角度來看問題，更深刻地理解有關知識和的角度來看問題，更深刻地理解有關知識和內(nèi)容，這就稱作內(nèi)容，這就稱作“把書讀薄把書讀薄”；將來，結(jié)合；將來，結(jié)合相關文獻在深入理解、認識的基礎上，創(chuàng)新相關文獻在深入理解、認識的基礎上，創(chuàng)新性的把相關知識從更深入、廣泛的角度進行性的把相關知識從更深入、廣泛的角度進行分析、論述，則稱為分析、論述，則稱為“把書讀厚把書讀厚”。 在建立數(shù)在建立數(shù)學模型時，要學模型時，要結(jié)合實際應用結(jié)合實際應用中可能發(fā)生的中可能發(fā)生的情況和問題情況和問題。本課程的要求本課程的要求 學生通過學習該課程，應了解管理運籌學對優(yōu)學生通過學習該課程，應了解管理運