物流運籌學(xué) 課件 第1章 物流與運籌學(xué)

導(dǎo)論軟科學(xué)中“硬度”較大的一門科學(xué)，兼有邏輯的數(shù)學(xué)和數(shù)學(xué)的邏輯的性質(zhì)。系統(tǒng)工程學(xué)和現(xiàn)代管理學(xué)中一種基礎(chǔ)理論和不可缺少的方法。運籌學(xué)與現(xiàn)實1、2015,迪頓通過引入經(jīng)濟規(guī)劃研究中的對偶理論，著重討論了這一理論在福利經(jīng)濟學(xué)和計量分析中的應(yīng)用，獲諾貝爾經(jīng)濟學(xué)獎。2、2012，羅思和沙普利因“穩(wěn)定匹配理論和市場設(shè)計實踐”獲諾貝爾經(jīng)濟學(xué)獎，其理論源于博弈論的思想，運籌學(xué)的分支。從1994年諾貝爾經(jīng)濟學(xué)獎授予3位博弈論專家（Nash）開始，共有5屆諾貝爾經(jīng)濟學(xué)獎與博弈論的研究有關(guān)。3、作為一種管理層決策的工具，所有管理類專業(yè)、管理科學(xué)與工程、機械設(shè)計、建筑設(shè)計、土建等等專業(yè)都需要運籌學(xué)，涉及軍事、建筑、紡織、鋼鐵、煤炭、石油、電力、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。4、大到國防戰(zhàn)爭，小到生活瑣事，上至宏觀戰(zhàn)略、下至微觀行動，處處涉及運籌學(xué)。

運籌學(xué)的由來與發(fā)展運籌學(xué)的性質(zhì)與特點

運籌學(xué)的主要內(nèi)容運籌學(xué)的學(xué)科地位運

籌

學(xué)

概

況名稱的由來

OperationResearch

運籌帷幄“史記”運作研究發(fā)展歷程

運籌學(xué)的由來與發(fā)展二戰(zhàn)以前萌芽二戰(zhàn)期間產(chǎn)生五六十年代發(fā)展七八十年代成熟一、運籌學(xué)的產(chǎn)生與發(fā)展早期運籌學(xué)思想及例子齊王賽馬丁渭修皇宮哥尼斯堡七橋問題丁謂修宮宋真宗大中祥符年間，大內(nèi)失火，一夜之間，大片宮室樓臺、殿閣亭榭變成了廢墟。為了修復(fù)這些宮殿，宋真宗挑選了善于思考的晉國公丁謂負責(zé)。當(dāng)時，要完成這項重大建筑工程，需要解決一系列相關(guān)難題：一是取土困難，因為要到郊區(qū)去取土，路途太遠；二是與此相關(guān)的物資運輸問題難于解決，這不光是運土問題，還要運輸大量其它材料；三是大片廢墟垃圾的處理問題。丁謂運籌規(guī)劃，制定了高明的施工方案。首先下令“鑿?fù)ㄡ槿⊥痢?，從施工現(xiàn)場向外挖了若干條大深溝，挖出的土作為施工用土。這樣一來，取土問題就舍遠求近地就地解決了。第二步，再把宮外的汴水引入新挖的大溝中，“引諸道竹木筏排及船運雜材，盡自塹中入至宮門”。這樣，又解決了大批木材、石料的運輸問題。待建筑運輸任務(wù)完成之后，再排除塹水，把工地所有垃圾倒入溝內(nèi)，重新填為平地。簡單歸納起來，就是這樣一個過程：挖溝（取土）－

引水入溝（運輸）－

填溝（處理垃圾）。此方案不僅取得了“一舉而三役濟”的效果，而且“省費以億萬計”，還大大縮短了工期。丁謂所設(shè)計的方案，其思想與如今運籌學(xué)中的統(tǒng)籌方法是一致的。

運籌學(xué)思想及例子。。。。。運籌學(xué)名詞使用是在1938年(英國解決雷達站同整個作戰(zhàn)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)配合問題)。二戰(zhàn)中美，英，加拿大等國用于戰(zhàn)爭。1948年美國麻省理工學(xué)院率先開設(shè)了運籌學(xué)課程，運籌學(xué)成為一門學(xué)科。戰(zhàn)后擴展到工業(yè)政府等部門。自60年代以來，由于計算機的應(yīng)用運籌學(xué)得到了迅速的發(fā)展并開始普及。我國50年代中期由錢學(xué)森、許國志等學(xué)者引入我國，1958年建立了運籌學(xué)研究室。1962年管梅谷提出“中國郵路問題”。1970年華羅庚教授領(lǐng)導(dǎo)下在全國推廣統(tǒng)籌法和優(yōu)選法，取得顯著成績，在很多分支領(lǐng)域達到了當(dāng)時的國際水平。1980年4月中國運籌學(xué)學(xué)會成立，基本形成了自己的理論體系，并在各領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。運籌學(xué)的產(chǎn)生和發(fā)展

數(shù)學(xué)對運籌學(xué)的作用——是有關(guān)理論和方法的研究基礎(chǔ)，是建立運籌學(xué)模型的工具。計算機的發(fā)展，促進運籌學(xué)的進一步發(fā)展——高速、可靠的計算是運籌學(xué)解決問題的基本保障。

運籌學(xué)定義運籌學(xué)是運用科學(xué)的方法（如分析、試驗、量化等）來決定如何最佳地運營和設(shè)計各種系統(tǒng)的一門學(xué)科。運籌學(xué)對經(jīng)濟管理系統(tǒng)中的人力、物力、財力等資源進行統(tǒng)籌安排，為決策者提供有依據(jù)的最優(yōu)方案，以實現(xiàn)最有效的管理。

引入數(shù)學(xué)方法解決實際問題

--定性與定量方法結(jié)合系統(tǒng)與整體性

--從全局考察問題應(yīng)用性

--源于實踐、為了實踐、服務(wù)于實踐交叉學(xué)科

--涉及經(jīng)濟、管理、數(shù)學(xué)、工程和系統(tǒng)等多學(xué)科開放性

--不斷產(chǎn)生新的問題和學(xué)科分支多分支

--問題的復(fù)雜和多樣性運籌學(xué)的性質(zhì)與特點線性規(guī)劃數(shù)學(xué)規(guī)劃非線性規(guī)劃整數(shù)規(guī)劃動態(tài)規(guī)劃學(xué)科內(nèi)容多目標(biāo)規(guī)劃雙層規(guī)劃組合優(yōu)化最優(yōu)計數(shù)問題網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化排序問題統(tǒng)籌圖隨機優(yōu)化對策論排隊論庫存論決策分析可靠性分析運籌學(xué)的主要內(nèi)容

實際問題舉例

對策問題（囚徒困境）

Resource-allocation資源分配Portfolioselection投資組合

Supplychainnetworkdesign供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)設(shè)計實際問題對策問題：囚徒困境

囚B囚A

坦白

抵賴

坦白-8，-80，-10

抵賴-10，0-1，-1實際問題資源分配實際問題

潘得羅索工業(yè)公司生產(chǎn)膠合板，根據(jù)厚度和所用木材的質(zhì)量而有所不同。因為產(chǎn)品在一個競爭的環(huán)境中進行銷售，產(chǎn)品的價格由市場決定。所以每個月管理層面臨的一個關(guān)鍵問題是選擇產(chǎn)品組合以獲取盡可能多的利潤。需要考慮當(dāng)前生產(chǎn)產(chǎn)品必須的各種資源的可得數(shù)量。六項最重要的資源為（1）四種類型的原木（根據(jù)原木的質(zhì)量區(qū)分）和（2）生產(chǎn)膠合板的兩項關(guān)鍵作業(yè)的生產(chǎn)能力（模壓作業(yè)和刨光作業(yè)）。

Portfolioselection投資組合實際問題比爾是Nesbit投資公司的財務(wù)主管，他必須組合長期市場有價證券的業(yè)務(wù)量的每月支付計劃。證券業(yè)務(wù)量的金額高達$50,000,000。組合此業(yè)務(wù)量的有價證券必須很快確定下來，在風(fēng)險控制限度內(nèi)，以使得一定時限內(nèi)的收益最大。Supplychainnetworkdesign供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)設(shè)計實際問題上海國美電器商場有限公司在上海的商場為什么圓形布點？圍繞上海市外環(huán)線內(nèi)部圓形均勻分布著9家商場，為什么只有一個配送中心，為什么要建在外環(huán)線的外面？你對這個問題如何分析！模型要素

變量—可控因素目標(biāo)—優(yōu)化的動力和依據(jù)約束—內(nèi)部條件和外部約束研究內(nèi)容

建模概念最優(yōu)性條件算法靈敏度分析最優(yōu)化模型

實例問題線性規(guī)劃模型建模分析線性規(guī)劃模型模型線性規(guī)劃模型運籌學(xué)在管理中的應(yīng)用生產(chǎn)計劃：生產(chǎn)作業(yè)的計劃、日程表的編排、合理下料、配料問題、物料管理等庫存管理：多種物資庫存量的管理，庫存方式、庫存量等運輸問題：確定最小成本的運輸線路、物資的調(diào)撥、運輸工具的調(diào)度以及建廠地址的選擇等人事管理：對人員的需求和使用的預(yù)測，確定人員編制、人員合理分配，建立人才評價體系等市場營銷：廣告預(yù)算、媒介選擇、定價、產(chǎn)品開發(fā)與銷售計劃制定等財務(wù)和會計：預(yù)測、貸款、成本分析、定價、證券管理、現(xiàn)金管理等***設(shè)備維修、更新，項目選擇、評價，工程優(yōu)化設(shè)計與管理等運籌學(xué)在物流中的運用規(guī)劃論：線性規(guī)劃可解決物資調(diào)運、配送和人員分派等問題；整數(shù)規(guī)劃可以求解完成工作所需的人數(shù)、機器設(shè)備臺數(shù)和廠、庫的選址等；動態(tài)規(guī)劃可用來解決諸如最優(yōu)路徑、資源分配、生產(chǎn)調(diào)度、庫存控制、設(shè)備更新等問題。存儲論：物資庫存策略（量、時間、結(jié)構(gòu)）網(wǎng)絡(luò)（圖）論：路線選擇決策論：對策論是一種定量分析方法，可以幫助我們尋找最佳的競爭策略，以便戰(zhàn)勝對手或者減少損失。例如在一個城市內(nèi)有兩個配送中心經(jīng)營相同的業(yè)務(wù)，為了爭奪市場份額，雙方都有多個策略可供選擇，可以運用對策論進行分析，尋找最佳策略。又如，某一地區(qū)，汽車運輸公司要與鐵路系統(tǒng)爭奪客源，有多種策略可供選擇，這也可用對策論研究競爭方案，等等排隊論：排隊論在物流過程中具有廣泛地應(yīng)用，例如機場跑道設(shè)計和機場設(shè)施數(shù)量問題，如何才能既保證飛機起降的使用要求，又不浪費機場資源；又如碼頭的泊位設(shè)計和裝卸設(shè)備的購置問題，如何達到既能滿足船舶到港的裝卸要求，而又不浪費港口資源；再如倉庫保管員的聘用數(shù)量問題、物流機械維修人員的聘用數(shù)量問題，如何達到既能保證倉儲保管業(yè)務(wù)和物流機械的正常運轉(zhuǎn)，又不造成人力浪費，等等，這些問題都可以運用排隊論方法加以解決。運籌學(xué)解決問題的過程1）提出問題：認清問題2）尋求可行方案：建模、求解3）確定評估目標(biāo)及方案的標(biāo)準(zhǔn)或方法、途徑4）評估各個方案：解的檢驗、靈敏性分析等5）選擇最優(yōu)方案：決策6）方案實施：回到實踐中7）后評估：考察問題是否得到完滿解決1）2）3）：形成問題；4）5）分析問題：定性分析與定量分析。構(gòu)成決策。教學(xué)計劃

數(shù)學(xué)規(guī)劃以線性規(guī)劃和整數(shù)規(guī)劃為教授重點，組合優(yōu)化部分主要講網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化，而隨機優(yōu)化講授對策論，其它部分作為選講內(nèi)容。教學(xué)方法

以授課為主，案例分析與上機實習(xí)相結(jié)合。而講課中主要培養(yǎng)用最優(yōu)化