《系統(tǒng)工程與決策分析》全冊(cè)配套課件

《系統(tǒng)工程與決策分析》全冊(cè)配套課件系統(tǒng)工程與決策分析引言:WhatWhat

系統(tǒng)工程(SystemsEngineering)SE是以大規(guī)模復(fù)雜系統(tǒng)（特別是管理系統(tǒng)）為研究對(duì)象，在系統(tǒng)理論、管理科學(xué)及其運(yùn)籌學(xué)等學(xué)科基礎(chǔ)上形成的一門交叉學(xué)科。通過學(xué)習(xí)，主要使學(xué)生掌握分析與解決各種管理系統(tǒng)問題的思想、程序和方法。系統(tǒng)思想及系統(tǒng)理論的產(chǎn)生與發(fā)展

整體思想和聯(lián)系思想是科學(xué)系統(tǒng)思想的核心與實(shí)質(zhì)。

一般系統(tǒng)論、控制論、信息論、耗散結(jié)構(gòu)理論、協(xié)同學(xué)及自組織理論等是系統(tǒng)理論的重要內(nèi)容和SE的理論基礎(chǔ)。

系統(tǒng)工程的發(fā)展概況階段年代（份）重大工程實(shí)踐或事件重要理論與方法貢獻(xiàn)I1930美國發(fā)展與研究廣播電視正式提出系統(tǒng)方法（Systemsapproach）的概念1940美國實(shí)施彩電開發(fā)計(jì)劃采用系統(tǒng)方法，并取得巨大成功美國Bell電話公司開發(fā)微波通訊系統(tǒng)正式使用系統(tǒng)工程（SystemsEngineering）一詞II第二次世界大戰(zhàn)期間英、美等國的反空襲等軍事行動(dòng)產(chǎn)生軍事運(yùn)籌學(xué)（MilitaryOperationsResearch）,也即軍事系統(tǒng)工程本世紀(jì)40年代美國研制原子彈的“曼哈頓計(jì)劃”運(yùn)用SE，并推動(dòng)了其發(fā)展1945美國空軍建立蘭德（RAND）公司曾經(jīng)提出系統(tǒng)分析（Systemsanalysis）概念，強(qiáng)調(diào)了其重要性III40年代后期到50年代初期運(yùn)籌學(xué)的廣泛運(yùn)用與發(fā)展、控制論的創(chuàng)立與應(yīng)用、電子計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，為SE奠定了重要的學(xué)科基礎(chǔ)IV1957H.Good和R.E.Machol發(fā)表第一部名為《系統(tǒng)工程》的著作系統(tǒng)工程學(xué)科形成的標(biāo)志1958美國研制北極星導(dǎo)彈潛艇提出PERT（網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化技術(shù)），這是最早的系統(tǒng)工程技術(shù)之一。1965R.E.Machol編著《系統(tǒng)工程手冊(cè)》表明系統(tǒng)工程的實(shí)用化和規(guī)范化美國自動(dòng)控制學(xué)家L.A.Zedeh提出“模糊集合”概念為現(xiàn)代SE奠定了重要的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)1961-1972美國實(shí)施“阿波羅”登月計(jì)劃使用了多種SE方法，其成功極大地提高了SE的地位IV1957H.Good和R.E.Machol發(fā)表第一部名為《系統(tǒng)工程》的著作系統(tǒng)工程學(xué)科形成的標(biāo)志1958美國研制北極星導(dǎo)彈潛艇提出PERT（網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化技術(shù)），這是最早的系統(tǒng)工程技術(shù)之一。1965R.E.Machol編著《系統(tǒng)工程手冊(cè)》表明系統(tǒng)工程的實(shí)用化和規(guī)范化美國自動(dòng)控制學(xué)家L.A.Zedeh提出“模糊集合”概念為現(xiàn)代SE奠定了重要的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)1961-1972美國實(shí)施“阿波羅”登月計(jì)劃使用了多種SE方法，其成功極大地提高了SE的地位V1972國際應(yīng)用系統(tǒng)分析研究所（IIASA）在維也納成立SE的應(yīng)用開始從工程領(lǐng)域進(jìn)入到社會(huì)經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域，并發(fā)展到了一個(gè)重要的新階段。70年代SE的廣泛應(yīng)用在國際上達(dá)到高潮VI80年代SE在國際上穩(wěn)定發(fā)展、在中國的研究與應(yīng)用達(dá)到高峰系統(tǒng)工程在我國的發(fā)展及應(yīng)用

上世紀(jì)50至60年代，我國的一些研究機(jī)構(gòu)和著名學(xué)者為SE的研究與應(yīng)用作了理論上的探討、應(yīng)用上的嘗試和技術(shù)方法上的準(zhǔn)備。其主要標(biāo)志和集中代表是錢學(xué)森的《工程控制論》、華羅庚的《統(tǒng)籌法》和許國志的《運(yùn)籌學(xué)》。我國大規(guī)模地研究與應(yīng)用SE是從70年代末、80年代初開始的。

1978年9月27日，錢學(xué)森、許國志、王壽云在《文匯報(bào)》發(fā)表題為“組織管理的技術(shù)——系統(tǒng)工程”的長篇文章；從1978年起，西安交大、天津大學(xué)、清華大學(xué)、華中理工大學(xué)、大連理工大學(xué)等國內(nèi)著名大學(xué)開始招收了第一批SE專業(yè)碩士研究生；

1980年11月，中國系統(tǒng)工程學(xué)會(huì)在北京成立；

1980年10月至1981年1月，中國科協(xié)、中央電視臺(tái)會(huì)同中國系統(tǒng)工程學(xué)會(huì)、中國自動(dòng)化學(xué)會(huì)聯(lián)合舉辦“系統(tǒng)工程電視普及講座（45講）”，取得了良好的社會(huì)效果。

70年代末以來，應(yīng)用SE理論和方法來研究與解決我國的重大現(xiàn)實(shí)問題，在許多領(lǐng)域和方面取得了較好的效果，如：人口問題的定量研究及應(yīng)用（始于1978年）、2000年中國的研究(1983至1985年）、全國和地區(qū)能源規(guī)劃（始于1980年）、全國人才和教育規(guī)劃（始于1983年）、農(nóng)業(yè)系統(tǒng)工程（始于1980年）、區(qū)域發(fā)展戰(zhàn)略（始于1982年）、投入產(chǎn)出表的應(yīng)用（始于60年代和1976年）、軍事系統(tǒng)工程（始于1978年）、水資源的開發(fā)利用（始于1978年）等。

90年代以來，系統(tǒng)工程在與企業(yè)發(fā)展結(jié)合、與現(xiàn)代信息技術(shù)結(jié)合、與實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略結(jié)合、與思維科學(xué)結(jié)合等方面已具有初步結(jié)果和強(qiáng)勁勢(shì)頭。第一章系統(tǒng)工程概述系統(tǒng)工程的應(yīng)用舉例系統(tǒng)概述系統(tǒng)工程一、系統(tǒng)工程的應(yīng)用舉例三峽水利工程是我國建國以來最大的工程項(xiàng)目，它的論證、組織、實(shí)施與管理可以說就是一個(gè)龐大的系統(tǒng)工程問題，這項(xiàng)工程涉及到了國家及地方的眾多部門，如水利、電力、能源、文物、生態(tài)、移民等等，涉及到幾個(gè)省的上百個(gè)縣市，同時(shí)實(shí)施過程要由眾多單位共同努力，時(shí)間橫跨將近20年，如此的工程必然需要一種統(tǒng)觀全局的系統(tǒng)方法來對(duì)待，系統(tǒng)工程可以說是最為有效的一種組織方法。中國歷史上著名的系統(tǒng)工程

都江堰水利工程都江堰水利工程簡介都江堰水利工程是全世界至今為止，年代最久、唯一留存、以無壩引水為特征的宏大水利工程。這項(xiàng)工程主要有魚嘴分水堤、飛沙堰溢洪道、寶瓶口進(jìn)水口三大部分和百丈堤、人字堤等附屬工程構(gòu)成，科學(xué)地解決了江水自動(dòng)分流（魚嘴分水堤四六分水）、自動(dòng)排沙（魚嘴分水堤二八分沙）、控制進(jìn)水流量（寶瓶口與飛沙堰）等問題，消除了水患，使川西平原成為“水旱從人”的“天府之國”。1998年灌溉面積達(dá)到到66.87萬公頃，灌溉面積已達(dá)40余縣。都江堰水利全圖工程構(gòu)成

都江堰渠首樞紐主要由魚嘴、飛沙堰、寶瓶口三大主體工程構(gòu)成。三者有機(jī)配合，相互制約，協(xié)調(diào)運(yùn)行，引水灌田，分洪減災(zāi)，具有“分四六，平潦旱”的功效。魚嘴分水堤“魚嘴”是都江堰的分水工程，因其形如魚嘴而得名，位于岷江江心，把岷江分成內(nèi)外二江。西邊叫外江，俗稱“金馬河”，是岷江正流，主要用于排洪；東邊沿山腳的叫內(nèi)江，是人工引水渠道，主要用于灌溉。魚嘴分水堤魚嘴分水堤坐落在岷江中游的頂端。它將奔騰而來的岷江一分為二，外江為原始河床，內(nèi)江用于引流灌溉，它巧妙之處體現(xiàn)于兩點(diǎn)。其一是它利用內(nèi)江河床低而枯水季節(jié)六成引水，外江河床寬，則洪水季節(jié)六成泄洪。所謂“分四六，平潦旱”正是這個(gè)道理。其二是魚嘴處于岷江中游第一彎的末端，它巧妙的利用了彎道流體力學(xué)的自然法則，即表層水流入凹岸，低層水流入凸岸。于是沙石含量較少的表層水自然涌入內(nèi)江，而底層水則順著江彎的凸岸擠向外江，絕大部分沙石也就在外江河道上滾動(dòng)、留沉。所謂“四六分洪，二八排沙”說的便是這個(gè)道理。當(dāng)魚嘴將江水導(dǎo)入內(nèi)江以后，奔騰的江水便準(zhǔn)備著流向成都平原。飛沙堰“泄洪道”具有泄洪徘砂的顯著功能，故又叫它“飛沙堰”。飛沙堰是都江堰三大件之一，看上去十分平凡，其實(shí)它的功用非常之大，可以說是確保成都平原不受水災(zāi)的關(guān)鍵要害。飛沙堰的作用主要是當(dāng)內(nèi)江的水量超過寶瓶口流量上限時(shí)，多余的水便從飛沙堰自行溢出；如遇特大洪水的非常情況，它還會(huì)自行潰堤，讓大量江水回歸岷江正流。另一作用是“飛沙”，岷江從萬山叢中急馳而來，挾著大量泥沙，石塊，如果讓它們順內(nèi)江而下，就會(huì)淤塞寶瓶口和灌區(qū)。古時(shí)飛沙堰，是用竹籠卵石堆砌的臨時(shí)工程；如今已改用混凝土澆鑄，以保一勞永逸的功效。寶瓶口寶瓶口起"節(jié)制閘"作用，能自動(dòng)控制內(nèi)江進(jìn)水量，是前山(今名灌口山、玉壘山)伸向岷江的長脊上鑿開的一個(gè)口子，是人工鑿成控制內(nèi)江進(jìn)水的咽喉，因它形似瓶口而功能奇持，故名寶瓶口。留在寶瓶口右邊的山丘，因與其山體相離，故名離堆。離堆在開鑿寶瓶口以前，是湔山虎頭巖的一部分。由于寶瓶口自然景觀瑰麗，有“離堆鎖峽”之稱，屬歷史上著名的“灌陽十景”之一。系統(tǒng)工程的應(yīng)用舉例對(duì)于我們今天生活中所關(guān)心的各種社會(huì)經(jīng)濟(jì)問題，如經(jīng)濟(jì)改革、價(jià)格問題、體制改革及各種政策的出臺(tái)都是要經(jīng)過充分的系統(tǒng)的論證，這些都與系統(tǒng)工程有關(guān)。例如：糧食價(jià)格的調(diào)整：影響肉、菜、生活用品等等，從而影響整個(gè)社會(huì)的物價(jià)。燃料能源價(jià)格：影響原材料、產(chǎn)品及整個(gè)物價(jià)銀行利率：影響消費(fèi)與積累，反應(yīng)了國家的經(jīng)濟(jì)政策外匯牌價(jià)：主要用于調(diào)節(jié)進(jìn)出口政策，同時(shí)反應(yīng)了一個(gè)國家的經(jīng)濟(jì)實(shí)力系統(tǒng)工程的應(yīng)用舉例將來在我們的實(shí)際工作中，我們會(huì)遇到許許多多的系統(tǒng)工程問題，比如：企業(yè)的長遠(yuǎn)規(guī)劃：綜合考慮企業(yè)發(fā)展、實(shí)力、原材料、能源、技術(shù)、市場、國家政策等。新產(chǎn)品開發(fā)：考慮市場、企業(yè)開發(fā)技術(shù)與實(shí)力、銷售網(wǎng)絡(luò)、經(jīng)濟(jì)條件等區(qū)域規(guī)劃：考慮區(qū)域特征、交通、歷史、地理等大項(xiàng)目管理：經(jīng)過立項(xiàng)、論證、實(shí)施、…管理系統(tǒng)問題舉例國家政策市場研究技術(shù)經(jīng)濟(jì)預(yù)測競爭狀況企業(yè)能力資金來源資源條件社會(huì)需求生產(chǎn)可能生產(chǎn)組織與控制物、財(cái)、人、信息生產(chǎn)控制庫存控制質(zhì)量控制成本控制資金回收產(chǎn)品銷售服務(wù)調(diào)查經(jīng)營目標(biāo)產(chǎn)品開發(fā)經(jīng)營計(jì)劃生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備技術(shù)文件勞動(dòng)力勞動(dòng)手段勞動(dòng)對(duì)象環(huán)境分析經(jīng)營決策與計(jì)劃投入轉(zhuǎn)換產(chǎn)出工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營活動(dòng)過程示意圖二、系統(tǒng)概述系統(tǒng)工程顧名思義就是研究系統(tǒng)的工程技術(shù)，它是在系統(tǒng)和系統(tǒng)理論逐漸發(fā)展的基礎(chǔ)上所形成的系統(tǒng)方法論。系統(tǒng)的概念？1、系統(tǒng)的概念

系統(tǒng)概念是系統(tǒng)工程的基礎(chǔ)“系統(tǒng)思想是進(jìn)行分析和綜合的辨證思維工具，它在辨證唯物主義那里取得了哲學(xué)的表達(dá)形式，在運(yùn)籌學(xué)和其他系統(tǒng)科學(xué)那里取得了定量的表述形式，在系統(tǒng)工程那里獲得了豐富的實(shí)踐內(nèi)容”系統(tǒng)概念的形成公元前古希臘對(duì)宇宙大系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)

-宇宙這個(gè)詞在英語中叫cosmos，源自希臘語，古希臘人認(rèn)為宇宙的創(chuàng)生乃是從渾沌中產(chǎn)生出秩序來，在英語中更經(jīng)常用來表示“宇宙”的詞是universe。此詞與universitas有關(guān)。在中世紀(jì)，人們把沿著同一方向朝同一目標(biāo)共同行動(dòng)的一群人稱為universitas。在最廣泛的意義上，universitas

又指一切現(xiàn)成的東西所構(gòu)成的統(tǒng)一整體，那就是universe，即宇宙。universe和cosmos常常表示相同的意義，所不同的是，前者強(qiáng)調(diào)的是物質(zhì)現(xiàn)象的總和，而后者則強(qiáng)調(diào)整體宇宙的結(jié)構(gòu)或構(gòu)造。我國西周時(shí)期的“陰陽二氣”及金、木、水、火、土“五行”

-陰陽五行學(xué)說，是中國古代樸素的唯物論和自發(fā)的辯證法思想，它認(rèn)為世界是物質(zhì)的，物質(zhì)世界是在陰陽二氣作用的推動(dòng)下孳生、發(fā)展和變化；并認(rèn)為木、火、土、金、水五種最基本的物質(zhì)是構(gòu)成世界不可缺少的元素。這五種物質(zhì)相互孳生、相互制約，處于不斷的運(yùn)動(dòng)變化之中。這種學(xué)說對(duì)后來古代唯物主義哲學(xué)有著深遠(yuǎn)的影響，如古代的天文學(xué)、氣象學(xué)、化學(xué)、算學(xué)、音樂和醫(yī)學(xué)，都是在陰陽五行學(xué)說的協(xié)助下發(fā)展起來的。系統(tǒng)概念的形成2.系統(tǒng)定義一般系統(tǒng)論的奠基者貝塔郞費(fèi)：相互作用的諸要素的綜合體日本JIS工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：許多組成要素保持有機(jī)的秩序，向同一目的行動(dòng)的東西美國學(xué)者阿柯夫：系統(tǒng)是由兩個(gè)或兩個(gè)以上的相互聯(lián)系的任何種類的要素所構(gòu)成的集合系統(tǒng)的定義系統(tǒng)是由相互聯(lián)系、相互作用的許多要素結(jié)合而成的具有特定功能的統(tǒng)一體錢學(xué)森院士：“我們把極其復(fù)雜的研制對(duì)象稱為‘系統(tǒng)’，即由相互作用和相互信賴的若干組成部分結(jié)合而成的具有特定功能的有機(jī)整體，而且這個(gè)‘系統(tǒng)’本身又是它所從屬的一個(gè)更大系統(tǒng)的組成部分”一臺(tái)機(jī)器、一個(gè)部門、一項(xiàng)計(jì)劃、一個(gè)研究項(xiàng)目、一種組織、一套制度都可以看成一個(gè)系統(tǒng)系統(tǒng)的存在具有普遍性系統(tǒng)的概念是相對(duì)的而不是絕對(duì)的，它沒有絕對(duì)規(guī)模的界限3、系統(tǒng)的各種形態(tài)

自然界所面臨的系統(tǒng)是各種各樣的，它們以各種各樣的形態(tài)存在于這個(gè)五彩繽紛的世界。因此，我們就可以按照系統(tǒng)在自然界存在的形態(tài)及性質(zhì)，將系統(tǒng)分為各種各樣的類型。自然系統(tǒng)與人工系統(tǒng)自然系統(tǒng)是由自然發(fā)生而產(chǎn)生與形成的系統(tǒng)，這類系統(tǒng)的組成部分是自然物（山、海、河流、礦物、植物及動(dòng)物等）所自然形成的系統(tǒng)。像海洋系統(tǒng)、礦藏系統(tǒng)、生態(tài)系統(tǒng)、太陽系、宇宙系等，都屬于自然系統(tǒng)。人工系統(tǒng)是人們將有關(guān)元素，按其屬性和相互關(guān)系組合而成的系統(tǒng)，亦即用人工方法建立起來的系統(tǒng)。例如，人類對(duì)自然物質(zhì)通過加工，用人工方法制造出來的工具和機(jī)械裝置等構(gòu)成的各種工程系統(tǒng)；人類通過人為地規(guī)定的組織、制度、步驟、手續(xù)等建立起來的各種管理系統(tǒng)和社會(huì)系統(tǒng)；人類通過對(duì)自然現(xiàn)象和社會(huì)現(xiàn)象的科學(xué)認(rèn)識(shí)，用人工方法研究出來的科學(xué)體系和技術(shù)體系等都屬于人工系統(tǒng)。

實(shí)體系統(tǒng)與概念系統(tǒng)

所謂實(shí)體系統(tǒng)，是指以物理狀態(tài)的存在物作為組成要素的系統(tǒng)，這些實(shí)體占有一定空間，如自然界的礦物、生物，生產(chǎn)部門的機(jī)械設(shè)備、原始材料等。由于自然物都為實(shí)實(shí)在在的存在物，因此，實(shí)體系統(tǒng)亦稱為硬件系統(tǒng)。與實(shí)體系統(tǒng)相對(duì)應(yīng)的是概念系統(tǒng)，它是由概念、原理、假說、方法、計(jì)劃、制度、程序等非物質(zhì)實(shí)體構(gòu)成的系統(tǒng)，如管理系統(tǒng)、科學(xué)技術(shù)體系、教育系統(tǒng)、文化系統(tǒng)等。由于概念系統(tǒng)，對(duì)應(yīng)著的多是人們對(duì)自然界的認(rèn)識(shí)和假設(shè)，因此概念系統(tǒng)亦稱為軟件系統(tǒng)。

動(dòng)態(tài)系統(tǒng)和靜態(tài)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)就是系統(tǒng)的狀態(tài)變量是隨時(shí)間不斷變化的，即系統(tǒng)的狀態(tài)變量是時(shí)間的函數(shù)。例如，學(xué)校就是一個(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，它不僅有建筑物，還有教師和學(xué)生。企業(yè)也是動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的一個(gè)典型例子。靜態(tài)系統(tǒng)則是表征系統(tǒng)運(yùn)行規(guī)律的數(shù)學(xué)模型中不含有時(shí)間因素，即模型中的變量不隨時(shí)間而變化，它是動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的一種極限狀態(tài)，即處于穩(wěn)定的系統(tǒng)。例如大橋、公路、房屋等。孤立系統(tǒng)、封閉系統(tǒng)與開放系統(tǒng)

所謂孤立系統(tǒng)指的是系統(tǒng)與外界環(huán)境既不可能進(jìn)行物質(zhì)交換，也不可能進(jìn)行信息、能量交換。換句話說，系統(tǒng)內(nèi)部的物質(zhì)和信息能量不能傳至外部，外界環(huán)境的物質(zhì)和信息能量也不能傳至系統(tǒng)內(nèi)部。封閉系統(tǒng)是指系統(tǒng)與外界環(huán)境之間可以進(jìn)行信息、能量交換，但不能進(jìn)行物質(zhì)交換。開放系統(tǒng)是指系統(tǒng)與外界環(huán)境有信息、物質(zhì)和能量交互作用的系統(tǒng)。普通系統(tǒng)、大系統(tǒng)、巨系統(tǒng)、簡單系統(tǒng)與復(fù)雜系統(tǒng)

錢學(xué)森院士提出的系統(tǒng)分類方法

-系統(tǒng)的規(guī)模進(jìn)行分類，系統(tǒng)有大小之分，可分為普通系統(tǒng)、大系統(tǒng)及巨系統(tǒng)；從系統(tǒng)的復(fù)雜程度來分，系統(tǒng)又可分為簡單系統(tǒng)與復(fù)雜系統(tǒng)

-系統(tǒng)分類三維坐標(biāo)系:開放性，復(fù)雜性和規(guī)模性面向?qū)ο髤^(qū)分的各種系統(tǒng)形態(tài)物質(zhì)系統(tǒng)、人類系統(tǒng)及方法步驟系統(tǒng)作業(yè)系統(tǒng)和管理系統(tǒng)物理系統(tǒng)、生物系統(tǒng)和人類社會(huì)和宇宙系統(tǒng)4.系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)S（System）：系統(tǒng);E（Element）：要素的集合;R（Relationship）：建立在集合E上的各種關(guān)系的集合系統(tǒng)不是要素的簡單組合，要素之間只有存在一定的相互關(guān)系（結(jié)構(gòu)）才能構(gòu)成要素系統(tǒng)的功能系統(tǒng)的功能：系統(tǒng)諸要素在一定結(jié)構(gòu)下形成的效應(yīng)系統(tǒng)功能即接受外界的輸入，在系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行處理和加工，向外界輸出系統(tǒng)功能或總體效果最優(yōu)，并非各組成要素孤立最優(yōu)，而是合理組織與配置各種資源，使系統(tǒng)總體功能效果最優(yōu)三、系統(tǒng)工程

要作出科學(xué)的決策就必須依賴于系統(tǒng)可靠的科學(xué)決策方法，系統(tǒng)工程便是處理決策問題的基礎(chǔ)理論指導(dǎo)，它將所處理的問題作為一個(gè)完整的系統(tǒng)進(jìn)行處理，強(qiáng)調(diào)決策系統(tǒng)整體目標(biāo)的綜合最優(yōu)化;系統(tǒng)工程借助于自然科學(xué)與工程技術(shù)的方法，來處理各種社會(huì)系統(tǒng)，將人類在長期開發(fā)自然系統(tǒng)和改造社會(huì)系統(tǒng)的實(shí)踐中所形成的整體最優(yōu)化系統(tǒng)觀念應(yīng)用于其求解問題的全過程之中，從而保證了所解決問題的全面周到與科學(xué)合理。1、“系統(tǒng)工程”的含義1978年我國著名學(xué)者錢學(xué)森指出：“系統(tǒng)工程是組織管理系統(tǒng)的規(guī)劃、研究、設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)和使用的科學(xué)方法，是一種對(duì)所有系統(tǒng)都具有普遍意義的方法”。1977年日本學(xué)者三浦武雄指出：“系統(tǒng)工程與其他工程學(xué)不同之點(diǎn)在于它是跨越許多學(xué)科的科學(xué)，而且是填補(bǔ)這些學(xué)科邊界空白的一種邊緣學(xué)科。因?yàn)橄到y(tǒng)工程的目的是研制一個(gè)系統(tǒng)，而系統(tǒng)不僅涉及到工程學(xué)的領(lǐng)域，還涉及社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和政治等領(lǐng)域，所以為了適當(dāng)?shù)亟鉀Q這些領(lǐng)域的問題，除了需要某些縱向技術(shù)以外，還要有一種技術(shù)從橫的方向把它們組織起來，這種橫向技術(shù)就是系統(tǒng)工程”。1975年美國科學(xué)技術(shù)辭典的論述為：“系統(tǒng)工程是研究復(fù)雜系統(tǒng)設(shè)計(jì)的科學(xué)，該系統(tǒng)由許多密切聯(lián)系的元素所組成。設(shè)計(jì)該復(fù)雜系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)有明確的預(yù)定功能及目標(biāo)，并協(xié)調(diào)各個(gè)元素之間及元素和整體之間的有機(jī)聯(lián)系，以使系統(tǒng)能從總體上達(dá)到最優(yōu)目標(biāo)，在設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)，要同時(shí)考慮到參與系統(tǒng)活動(dòng)的人的因素及其作用?！?、系統(tǒng)工程定義系統(tǒng)工程就是從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)，跨學(xué)科的考慮問題，運(yùn)用工程的方法去研究和解決各種系統(tǒng)問題，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)目標(biāo)的綜合最優(yōu)化。工程觀念工程的觀念是在人們處理自然、改造自然的社會(huì)生產(chǎn)過程中所形成的工程方法論，傳統(tǒng)的工程觀念是指生產(chǎn)技術(shù)的實(shí)踐而言，而且以硬件為目標(biāo)與對(duì)象，如機(jī)械工程、電氣工程、鐵路工程、水利工程等。系統(tǒng)工程將這一觀念和方法應(yīng)用于社會(huì)系統(tǒng)中，其所處理的對(duì)象不僅包含傳統(tǒng)工程觀念中的自然對(duì)象（即硬件），而是在傳統(tǒng)的工程觀念的基礎(chǔ)上增添了新的內(nèi)容，也即以軟件為目標(biāo)與對(duì)象。實(shí)際上，系統(tǒng)工程所討論的工程是泛指一切有人參與的、以改變系統(tǒng)某一特征為目標(biāo)的，從命題到出成果的工作過程。系統(tǒng)工程使得人們能夠以工程的觀念和方法研究和解決各種社會(huì)系統(tǒng)問題。系統(tǒng)觀念系統(tǒng)的觀念就是整體最優(yōu)的觀念，它是在人類認(rèn)識(shí)社會(huì)、認(rèn)識(shí)自然的過程中形成的整體觀念，或者稱之為全局觀念。“丁渭工程”（北宋開封皇宮失火重建）修建用的磚瓦水的來源建筑石材、木材的運(yùn)輸廢墟的排除與清理3、系統(tǒng)工程的理論基礎(chǔ)從系統(tǒng)工程的定義可以看出，系統(tǒng)工程是一門跨學(xué)科的邊緣性交叉學(xué)科，它包括自然、社會(huì)及工程設(shè)計(jì)分析等方面的知識(shí)，它是由一般系統(tǒng)論、大系統(tǒng)理論、經(jīng)濟(jì)控制論、運(yùn)籌學(xué)等學(xué)科相互滲透、交叉發(fā)展而形成的。系統(tǒng)科學(xué)與系統(tǒng)工程系統(tǒng)科學(xué)是用統(tǒng)一的系統(tǒng)方法研究任何控制論系統(tǒng)的行為和控制的學(xué)科領(lǐng)域，它主要研究有組織的大系統(tǒng)或一般系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)和量變規(guī)律系統(tǒng)科學(xué)分為：系統(tǒng)方法論、系統(tǒng)理論和系統(tǒng)工程系統(tǒng)工程是系統(tǒng)科學(xué)的應(yīng)用部分，是系統(tǒng)科學(xué)中與社會(huì)經(jīng)濟(jì)決策和工程管理關(guān)系最密切的一部分系統(tǒng)工程的理論基礎(chǔ)一般系統(tǒng)論大系統(tǒng)理論經(jīng)濟(jì)控制論運(yùn)籌學(xué)哲學(xué)和社會(huì)科學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)各門專業(yè)科學(xué)和工程技術(shù)4、系統(tǒng)工程學(xué)科性質(zhì)在科學(xué)技術(shù)體系結(jié)構(gòu)中，系統(tǒng)工程屬于工程技術(shù)，是一門新興的交叉學(xué)科系統(tǒng)工程是以研究大規(guī)模復(fù)雜系統(tǒng)為對(duì)象的一門交叉學(xué)科，它是把自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)的某些思想、理論、方法、策略和手段等根據(jù)總體協(xié)調(diào)的需要，有機(jī)地聯(lián)系起來，把人們的生產(chǎn)、科研或經(jīng)濟(jì)活動(dòng)有效地組織起來，應(yīng)用定量分析和定性分析相結(jié)合的方法和計(jì)算機(jī)等技術(shù)工具，對(duì)系統(tǒng)的構(gòu)成要素、組織結(jié)構(gòu)、信息交換和反饋控制等功能進(jìn)行分析、設(shè)計(jì)、制造和服務(wù)，從而達(dá)到最優(yōu)設(shè)計(jì)、最優(yōu)控制和最優(yōu)管理的目的，以便最充分地發(fā)揮人力、物力的潛力，通過各種組織管理技術(shù)，使局部和整體之間的關(guān)系協(xié)調(diào)配合，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的綜合最優(yōu)化系統(tǒng)工程與一般工程比較的特點(diǎn)研究的對(duì)象廣泛，包括人類社會(huì)、生態(tài)環(huán)境、自然現(xiàn)象和組織管理等；系統(tǒng)工程是一門跨學(xué)科的邊緣學(xué)科；在處理復(fù)雜的大系統(tǒng)時(shí)，常采用定性分析和定量計(jì)算相結(jié)合的方法。系統(tǒng)工程的應(yīng)用范圍應(yīng)用范圍自然對(duì)象的系統(tǒng)宇宙氣象、災(zāi)害國土、資源農(nóng)林漁業(yè)人體對(duì)象的系統(tǒng)生理、病理腦、神經(jīng)、心理醫(yī)療產(chǎn)

業(yè)

系

統(tǒng)技術(shù)發(fā)展工業(yè)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)服務(wù)系統(tǒng)交通控制經(jīng)營管理社會(huì)系統(tǒng)國際系統(tǒng)國家行政地區(qū)社會(huì)文化、教育系統(tǒng)工程的應(yīng)用分支社會(huì)系統(tǒng)工程組織管理社會(huì)建設(shè)的技術(shù)，它的研究對(duì)象是整個(gè)社會(huì)，是一個(gè)巨系統(tǒng)。社會(huì)系統(tǒng)具有多層次、多區(qū)域、多階段的特點(diǎn)。近年來，正在探討一種從定性到定量，綜合運(yùn)用多種學(xué)科處理復(fù)雜巨系統(tǒng)的方法論。宏觀經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)工程

運(yùn)用系統(tǒng)工程的方法研究宏觀經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的問題，如國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略、綜合發(fā)展規(guī)劃、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)體系、投入產(chǎn)出分析、積累與消費(fèi)比例分析、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)分析、消費(fèi)結(jié)構(gòu)分析、價(jià)格系統(tǒng)分析、投資決策分析、資源合理配置、經(jīng)濟(jì)政策分析、綜合國力分析、世界經(jīng)濟(jì)模型等。區(qū)域規(guī)劃系統(tǒng)工程

運(yùn)用系統(tǒng)工程的原理和方法研究區(qū)域發(fā)展戰(zhàn)略、區(qū)域綜合發(fā)展規(guī)劃、區(qū)域投入產(chǎn)出分析、區(qū)域城鎮(zhèn)布局和工農(nóng)業(yè)合理布局、區(qū)域資源合理配置、區(qū)域投資規(guī)劃、城市規(guī)劃、城市水資源規(guī)劃、城市公共交通規(guī)劃與管理等。環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)工程

研究大氣生態(tài)系統(tǒng)、大地生態(tài)系統(tǒng)、流域生態(tài)系統(tǒng)、森林與生物生態(tài)系統(tǒng)、城市生態(tài)系統(tǒng)等系統(tǒng)分析、規(guī)劃、建設(shè)、防治等方面的問題，以及環(huán)境檢測系統(tǒng)、環(huán)境計(jì)量預(yù)測模型等問題。能源系統(tǒng)工程

研究能源合理結(jié)構(gòu)、能源圖、能源需求預(yù)測、能源供應(yīng)預(yù)測、能源開發(fā)規(guī)模預(yù)測、能源生產(chǎn)優(yōu)化模型、能源合理利用模型、電力系統(tǒng)規(guī)劃、節(jié)能規(guī)劃、能源數(shù)據(jù)庫等問題。水資源系統(tǒng)工程

研究河流綜合利用規(guī)劃、流域發(fā)展戰(zhàn)略和規(guī)劃、農(nóng)田灌溉系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)、城市供水系統(tǒng)優(yōu)化模型、水能利用規(guī)劃、水運(yùn)規(guī)劃、防洪規(guī)劃、水污染控制等問題。交通運(yùn)輸系統(tǒng)工程

研究鐵路、公路、航運(yùn)、航空綜合運(yùn)輸規(guī)劃及其發(fā)展戰(zhàn)略，鐵路運(yùn)輸規(guī)劃及其調(diào)度系統(tǒng)，公路運(yùn)輸規(guī)劃及其調(diào)度系統(tǒng)，航運(yùn)規(guī)劃及其調(diào)度系統(tǒng)，空運(yùn)規(guī)劃及其調(diào)度系統(tǒng)，綜合運(yùn)輸規(guī)劃、優(yōu)化模型及其效益分析。農(nóng)業(yè)系統(tǒng)工程

研究農(nóng)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略，大農(nóng)業(yè)及立體農(nóng)業(yè)的戰(zhàn)略規(guī)劃，農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)分析，農(nóng)業(yè)綜合規(guī)劃，農(nóng)業(yè)區(qū)域規(guī)劃，農(nóng)業(yè)政策分析，農(nóng)業(yè)投資規(guī)劃，農(nóng)產(chǎn)品需求預(yù)測，農(nóng)業(yè)產(chǎn)品發(fā)展速度預(yù)測，農(nóng)業(yè)投入—產(chǎn)出分析，農(nóng)作物合理布局，農(nóng)作物栽培技術(shù)規(guī)劃化，農(nóng)業(yè)系統(tǒng)多層次開發(fā)模型等。工業(yè)及企業(yè)系統(tǒng)工程

研究工業(yè)動(dòng)態(tài)模型，市場預(yù)測，新產(chǎn)品開發(fā)，組織均衡生產(chǎn)，生產(chǎn)管理系統(tǒng)，計(jì)劃管理系統(tǒng)，庫存存貯模型，全面質(zhì)量管理，成本核算系統(tǒng)，成本—效益分析，財(cái)務(wù)分析，人—機(jī)工程，組織理論，激勵(lì)機(jī)制等。工程項(xiàng)目管理系統(tǒng)工程

研究工程項(xiàng)目的總體設(shè)計(jì)，可行性研究，國民經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)，工程進(jìn)度管理，工程質(zhì)量管理，風(fēng)險(xiǎn)投資分析，可靠性分析，工程成本—效益分析等?？萍脊芾硐到y(tǒng)工程

研究科學(xué)技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略，科學(xué)技術(shù)預(yù)測，優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域分析，科學(xué)技術(shù)長遠(yuǎn)發(fā)展戰(zhàn)略，科學(xué)技術(shù)評(píng)價(jià)，科技人才規(guī)劃，科技管理系統(tǒng)等。智力開發(fā)系統(tǒng)工程

研究人才需求預(yù)測，人才擁有量模型，人才規(guī)劃模型，教育規(guī)劃模型，智力投資規(guī)劃模型，人才結(jié)構(gòu)分析，教育政策分析等。人口系統(tǒng)工程

研究人口總目標(biāo)，人口指數(shù)，人口指標(biāo)致體系，人口系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，人口系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性分析，人口參數(shù)辨識(shí)，人口系統(tǒng)仿真，人口普查系統(tǒng)設(shè)計(jì)，人口政策分析，人口區(qū)域規(guī)劃，人口系統(tǒng)穩(wěn)定性，人口模型生命表等。軍事系統(tǒng)工程

研究國防戰(zhàn)略，作戰(zhàn)模擬，情報(bào)，通訊與指揮系統(tǒng)，參謀系統(tǒng)，武器裝備發(fā)展規(guī)劃，后勤保障系統(tǒng)，國防經(jīng)濟(jì)學(xué)，軍事運(yùn)籌學(xué)等。小結(jié):系統(tǒng)工程

一種科學(xué)的系統(tǒng)決策方法論

系統(tǒng)工程方法對(duì)于解決組織管理的問題應(yīng)該說是極為有效的，因?yàn)槿魏喂芾矶伎梢暈橐粋€(gè)系統(tǒng)的管理;系統(tǒng)工程就是一門方法論的科學(xué)，它給人們提供了一套處理問題和解決問題的系統(tǒng)方法論，它使得決策者在處理所面臨的問題時(shí)，充分強(qiáng)調(diào)整體系統(tǒng)的綜合最優(yōu)化，而不是追求單一目標(biāo)的最優(yōu)化;系統(tǒng)工程給管理決策者提供了一種處理問題的思路，就是以系統(tǒng)的觀念及工程的觀念處理所面臨的社會(huì)問題;系統(tǒng)工程作為一種科學(xué)的系統(tǒng)決策方法論，它是進(jìn)行各種管理決策的基本指導(dǎo)思想。第二章系統(tǒng)工程理論第一節(jié)：系統(tǒng)科學(xué)的學(xué)科體系第二節(jié)：系統(tǒng)工程的理論基礎(chǔ)第三節(jié)：系統(tǒng)工程理論的新發(fā)展第四節(jié)：運(yùn)籌學(xué)第一節(jié)系統(tǒng)科學(xué)的學(xué)科體系

我國著名科學(xué)家錢學(xué)森提出了一個(gè)清晰的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的體系結(jié)構(gòu)，認(rèn)為從應(yīng)用實(shí)踐到基礎(chǔ)理論，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)可以分為四個(gè)層次：首先是工程技術(shù)這一層次，然后是直接為工程技術(shù)提供理論基礎(chǔ)的技術(shù)科學(xué)這一層次，再就是基礎(chǔ)科學(xué)這一層次，最后通過進(jìn)一步綜合、提煉達(dá)到最高概括的馬克思主義哲學(xué)。如圖2-1所示。馬克思主義哲學(xué)自然科學(xué)數(shù)學(xué)社會(huì)科學(xué)工程技術(shù)技術(shù)科學(xué)圖2-1現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)體系

在此基礎(chǔ)上他又進(jìn)一步提出了一個(gè)系統(tǒng)科學(xué)的體系結(jié)構(gòu)。認(rèn)為系統(tǒng)科學(xué)是由系統(tǒng)工程這類工程技術(shù)，系統(tǒng)工程的理論方法（像運(yùn)籌學(xué)、大系統(tǒng)理論等）這一類技術(shù)科學(xué)（統(tǒng)稱為系統(tǒng)學(xué)），以及它們的理論基礎(chǔ)和哲學(xué)層面的科學(xué)所組成的一類新興科學(xué)。如圖2-2所示。馬克思主義哲學(xué)系統(tǒng)學(xué)運(yùn)籌學(xué)巨系統(tǒng)理論控制論信息論各門系統(tǒng)工程自動(dòng)化技術(shù)通信技術(shù)（系統(tǒng)觀）系統(tǒng)科學(xué)哲學(xué)基礎(chǔ)科學(xué)技術(shù)科學(xué)工程技術(shù)圖2-2系統(tǒng)科學(xué)的體系

系統(tǒng)學(xué)主要研究系統(tǒng)的普遍屬性和運(yùn)動(dòng)規(guī)律，研究系統(tǒng)演化、轉(zhuǎn)化、協(xié)同和控制的一般規(guī)律，研究系統(tǒng)間復(fù)雜關(guān)系的形成法則、結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系、有序、無序狀態(tài)的形成規(guī)律以及系統(tǒng)仿真的基本原理等，隨著科學(xué)的發(fā)展，它的內(nèi)容也不斷在豐富。由于其尚屬于起步階段，還不夠成熟，因而學(xué)者們對(duì)系統(tǒng)科學(xué)的學(xué)科體系的認(rèn)識(shí)仍有較大差異。系統(tǒng)工程是從實(shí)踐中產(chǎn)生的，它用系統(tǒng)的思想與定量和定性相結(jié)合的系統(tǒng)方法處理大型復(fù)雜系統(tǒng)的問題，它是一門交叉學(xué)科。

系統(tǒng)工程是把自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)的某些思想、理論、方法、策略和手段等根據(jù)總體協(xié)調(diào)的需要，有機(jī)地聯(lián)系起來，把人們的生產(chǎn)、科研、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)活動(dòng)有效地組織起來，應(yīng)用定量和定性分析相結(jié)合的方法和計(jì)算機(jī)等技術(shù)工具，對(duì)系統(tǒng)的構(gòu)成要素、組織結(jié)構(gòu)、信息交換和反饋控制等功能進(jìn)行分析、設(shè)計(jì)、制造和服務(wù)，從而達(dá)到最優(yōu)設(shè)計(jì)、最優(yōu)控制和最優(yōu)管理的目的，以便最充分地發(fā)揮人力、物力和信息的潛力，通過各種組織管理技術(shù)，使局部和整體之間的關(guān)系協(xié)調(diào)配合，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的綜合最優(yōu)化。

系統(tǒng)工程是一門工程技術(shù)，但它與機(jī)械工程、電子工程、水利工程等其它工程學(xué)的某些性質(zhì)不盡相同。上述各門工程學(xué)都有其特定的工程物質(zhì)對(duì)象，而系統(tǒng)工程則不然，任何一種物質(zhì)系統(tǒng)都能成為它的研究對(duì)象，而且還不只限于物質(zhì)系統(tǒng)，它可以包括自然系統(tǒng)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)、經(jīng)營管理系統(tǒng)、軍事指揮系統(tǒng)等等。由于系統(tǒng)工程處理的對(duì)象主要是信息，所以系統(tǒng)工程是一門“軟科學(xué)”。系統(tǒng)工程在自然科學(xué)與社會(huì)科學(xué)之間架設(shè)了一座溝通橋梁?，F(xiàn)代數(shù)學(xué)方法和計(jì)算機(jī)技術(shù)，通過系統(tǒng)工程，為社會(huì)科學(xué)研究增加了極為有用的定量方法、模型方法、模擬實(shí)驗(yàn)方法和優(yōu)化方法。系統(tǒng)工程為從事自然科學(xué)的工程技術(shù)人員和從事社會(huì)科學(xué)的研究人員的相互合作開辟了廣闊的道路。控制論信息論一般系統(tǒng)論大系統(tǒng)論第二節(jié)系統(tǒng)工程的理論基礎(chǔ)一、控制論

1、控制論的產(chǎn)生與發(fā)展

1947年由美國人維納（NorbertWiener）創(chuàng)立的控制論（Cybernetics）是一門研究系統(tǒng)的控制的學(xué)科。維納于1948年出版了《控制論》一書，他對(duì)控制論的定義是：“關(guān)于動(dòng)物和機(jī)器中控制和通信的科學(xué)?！?/p>

控制論的發(fā)展已大致經(jīng)歷了三個(gè)時(shí)期。從20世紀(jì)40年代末到50年代是第一個(gè)時(shí)期，即經(jīng)典控制理論時(shí)期。在這一時(shí)期，主要的研究對(duì)象是單因素控制系統(tǒng)，重點(diǎn)是反饋控制，借以實(shí)現(xiàn)的工具是各種各樣的自動(dòng)調(diào)節(jié)器、伺服機(jī)構(gòu)及其有關(guān)的電子設(shè)備，著重解決單機(jī)自動(dòng)化和局部自動(dòng)化問題?？刂普摪l(fā)展的第二個(gè)時(shí)期為60年代，即現(xiàn)代控制理論時(shí)期。這一時(shí)期，控制論的主要研究對(duì)象就成了多因素控制系統(tǒng)，研究重點(diǎn)是“最優(yōu)控制”，研究借助的工具是電子計(jì)算機(jī)。

進(jìn)入70年代以后，是大系統(tǒng)控制理論時(shí)期。在這一時(shí)期，主要研究對(duì)象是因素眾多的大系統(tǒng)，重點(diǎn)是大系統(tǒng)多級(jí)遞階控制，借助的工具是電子計(jì)算機(jī)聯(lián)機(jī)和智能機(jī)器，應(yīng)用領(lǐng)域主要為社會(huì)系統(tǒng)、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)、生態(tài)系統(tǒng)、管理系統(tǒng)、環(huán)境系統(tǒng)等。

2、控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)由施控器、受控器和控制作用的傳遞者三者組成，形成一個(gè)整體的控制功能和行為，但這又是相對(duì)于某種環(huán)境而言。因而可以把施控器、受控器和控制作用的傳遞者三個(gè)部分所組成的、相對(duì)于某種環(huán)境而具有控制功能與行為的系統(tǒng)，稱為控制系統(tǒng)。恒溫控制系統(tǒng)一般自動(dòng)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖控制論和工程控制論

工程控制論可以被理解為是控制論運(yùn)用于工程技術(shù)方面而形成的自動(dòng)控制理論?？刂普撆c工程控制論在學(xué)科體系中屬于兩個(gè)不同的層次，后者又稱為自動(dòng)控制理論，或簡稱為控制理論，還有人稱為系統(tǒng)理論(Systemtheory)。我們必須將控制論(Cybernetics)與控制理論(controltheory)這兩個(gè)概念區(qū)別開來?？刂普摵凸こ炭刂普搹?944年開始，一批麻省理工學(xué)院教授NorbertWiener為首的科學(xué)家，包括神經(jīng)生理學(xué)家A.Rosenbluth、心理學(xué)家J.Bigelow、計(jì)算機(jī)科學(xué)家J.vonNeumann以及來自波士頓、紐約的一些學(xué)者、研究生就科學(xué)體系的統(tǒng)一方法論展開了熱烈而有成效的討論。他們把各個(gè)本來毫無聯(lián)系的學(xué)科融會(huì)貫通起來，推陳出新，粹取和推廣了一些帶普遍意義的基本概念，例如信息、通信、系統(tǒng)、控制、反饋、平衡、穩(wěn)定等等。NorbertWiener在如此反復(fù)探討的科學(xué)方法論命名為Cybernetics（Cybernetics由NorbertWiener

從古希臘文轉(zhuǎn)化而來，原意為掌舵術(shù)，包含了調(diào)節(jié)、操縱、管理、指揮、監(jiān)督等多方面的涵義），并在1948年巴黎召開的一次國際學(xué)術(shù)討論會(huì)上公開發(fā)表，同年以《Cybernetics,orControlandCommunicationintheAnimalandtheMachine》為題正式出版?？刂普摵凸こ炭刂普揅ybernetics針對(duì)充滿不定性和關(guān)聯(lián)性的不完備的客觀世界，用統(tǒng)一的、綜合的科學(xué)觀點(diǎn)和必要的數(shù)學(xué)語言，提出諸如信息、通信、系統(tǒng)、控制、反饋、平衡、穩(wěn)定，因果、有序、有組織等一系列重要概念的內(nèi)在聯(lián)系和普遍意義，以整體觀點(diǎn)研究物質(zhì)世界和非物質(zhì)世界，即機(jī)器或機(jī)構(gòu)和生物或活體以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象中發(fā)生的動(dòng)態(tài)過程及其相互關(guān)系。概括的說它是研究包括人在內(nèi)的生物系統(tǒng)和包括工程在內(nèi)的非生物系統(tǒng)、以及二者有關(guān)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)內(nèi)部通信、控制、組織、平衡、穩(wěn)定、計(jì)算及其與周圍環(huán)境相互反饋?zhàn)饔玫目茖W(xué)方法論。它的思想方法是唯物的，分析方法是辯證的，認(rèn)為信息過程是認(rèn)識(shí)客體的前提，控制過程是改選客體的途徑。信息和控制在Cybernetics中具有同等地位，兩者是不可分割的，它們一起反映了客觀世界的可知性和可改造性?？刂普摵凸こ炭刂普摗禖ybernetics,orControlandCommunicationintheAnimalandtheMachine》這本書翻譯成漢語的題目為《控制論：或在動(dòng)物和機(jī)器中的通信和控制》。按照漢語中“控制”（Control）概念，只不過是Cybernetics所包含的通信（信息）和控制兩個(gè)孿生概念中的一個(gè)?？刂评碚摚–ontroltheory）是在運(yùn)用Cybernetics原理時(shí)發(fā)展起來的一整套數(shù)學(xué)理論和設(shè)計(jì)方法。雖然目前發(fā)展已擴(kuò)大應(yīng)用到生物、生態(tài)、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)等領(lǐng)域，但前期主要立足于工程技術(shù)，即為自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)服務(wù)。早在Norbert

Wiener提出Cybernetics之前，控制理論已經(jīng)有了很大的發(fā)展，并根據(jù)社會(huì)生產(chǎn)的需要，在時(shí)域頻域上圍繞穩(wěn)定性問題提出了相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型和反饋的概念，同時(shí)也得出穩(wěn)定性的條件和判據(jù)。NorbertWiener在總結(jié)前人的基礎(chǔ)之上對(duì)控制的概念進(jìn)行了拓展提出了Cybernetics的概念，其創(chuàng)立的本意在一定意義上更側(cè)重信息的作用，更突出信息的本質(zhì)，更強(qiáng)調(diào)信息在工程技術(shù)中、在生物界、以及后來在社會(huì)經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域所具有的特殊功能。系統(tǒng)工程和控制論系統(tǒng)工程研究的系統(tǒng)是人工系統(tǒng)，人工系統(tǒng)都是受人控制或者是人們?cè)噲D控制的系統(tǒng)。從控制的角度掌握系統(tǒng)運(yùn)行一般規(guī)律，控制系統(tǒng)的運(yùn)行，這是控制論的主旨所在。掌握和自覺運(yùn)用控制規(guī)律，有助于系統(tǒng)工程實(shí)現(xiàn)總體目標(biāo)的優(yōu)化。對(duì)于社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)而言，由于其復(fù)雜性，一般用于工程控制系統(tǒng)的控制規(guī)律（如PID等）其適用性是不盡如人意的。社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)是復(fù)雜的大系統(tǒng)、巨系統(tǒng)，它們另有自身的控制規(guī)律，這些規(guī)律有的已被掌握，有的尚在探索中。對(duì)這種復(fù)雜系統(tǒng)控制規(guī)律的探索、掌握和應(yīng)用，正是系統(tǒng)工程的任務(wù)之一。二、信息論

信息論于本世紀(jì)40年代末產(chǎn)生，其主要?jiǎng)?chuàng)立者是美國的數(shù)學(xué)家香農(nóng)（C.E.Shannon）和維納。

人們根據(jù)不同的研究內(nèi)容，把信息論分成三種不同的類型。狹義信息論：即香農(nóng)信息論。主要研究消息的信息量、信道（傳輸消息的通道）容量以及消息的編碼問題。一般信息論：主要研究通訊問題，但還包括噪聲理論、信號(hào)濾波與預(yù)測、調(diào)制、信息處理等問題。廣義信息論：不僅包括前兩項(xiàng)的研究內(nèi)容，而且包括所有與信息有關(guān)的領(lǐng)域。

信息論研究運(yùn)用了類比方法和統(tǒng)計(jì)方法

①信息論運(yùn)用了科學(xué)抽象和類比方法，將消息、信號(hào)、情報(bào)等不同領(lǐng)域中的具體概念，進(jìn)行類比，抽象出了信息概念和信息論模型。②針對(duì)信息的隨機(jī)性特點(diǎn)，運(yùn)用統(tǒng)計(jì)數(shù)學(xué)（概率論與隨機(jī)過程），解決了信息量問題，并擴(kuò)展了信息概念，充實(shí)了語義信息、有效信息、主觀信息、相對(duì)信息、模糊信息等方面的內(nèi)容。信息論和系統(tǒng)工程客觀世界是由物質(zhì)、能量和信息三大要素組成的住處是客觀存在的，系統(tǒng)的反饋主要是信息的反饋，研究系統(tǒng)不能不研究住處。要素與要素之間，局部與局部之間，局部與系統(tǒng)之間，系統(tǒng)與環(huán)境之間的相互聯(lián)系和作用，都要通過交換、加工和利用信息來實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)的演化，整體特性的產(chǎn)生，高層次的出現(xiàn)，都需要從信息觀點(diǎn)來理解。信息是系統(tǒng)工程的基本概念，信息論是系統(tǒng)工程的理論基礎(chǔ)之一。三、一般系統(tǒng)論①一般系統(tǒng)論的產(chǎn)生一般系統(tǒng)論是通過對(duì)各種不同的系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)理論研究而形成的關(guān)于適用一切種類系統(tǒng)的學(xué)說。其主要?jiǎng)?chuàng)始人是美國的理論生物學(xué)家L.V.貝塔朗菲。②一般系統(tǒng)論的基本觀點(diǎn)系統(tǒng)的整體性、系統(tǒng)的開放性、系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)相關(guān)性、系統(tǒng)的多級(jí)遞階性和系統(tǒng)的有序性一般系統(tǒng)論采用微分方程組描述系統(tǒng)一般系統(tǒng)論的創(chuàng)始人貝塔朗菲主張用機(jī)體論取代機(jī)械論，他將一般系統(tǒng)論的研究內(nèi)容概括為關(guān)于系統(tǒng)的科學(xué)、數(shù)學(xué)系統(tǒng)論、系統(tǒng)技術(shù)、系統(tǒng)哲學(xué)等，他說：“我們提出一門稱為一般系統(tǒng)論的新學(xué)科，這是邏輯和數(shù)學(xué)的領(lǐng)域，它的任務(wù)乃是確立適用于各種系統(tǒng)的一般原則”四、大系統(tǒng)與大系統(tǒng)理論①大系統(tǒng)目前沒有嚴(yán)格的定義，一般所說的大系統(tǒng)是指包括工程技術(shù)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)、生物、生態(tài)等各領(lǐng)域的大型而復(fù)雜的系統(tǒng)。其特征就是規(guī)模龐大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，功能綜合。②大系統(tǒng)理論研究對(duì)象是大系統(tǒng)，即研究規(guī)模龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、目標(biāo)多樣、功能綜合、因素眾多的各種工程或非工程的大系統(tǒng)的綜合自動(dòng)化問題的理論。是控制論、系統(tǒng)工程、運(yùn)籌學(xué)的繼續(xù)和發(fā)展。涉及到工程技術(shù)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)、生物生態(tài)三個(gè)領(lǐng)域。第三節(jié)系統(tǒng)工程理論的新發(fā)展1、系統(tǒng)工程作為一門交叉學(xué)科，日益向多種學(xué)科滲透和交叉發(fā)展。系統(tǒng)工程的大量實(shí)踐，運(yùn)籌學(xué)、控制論、信息論等學(xué)科的迅速發(fā)展，以及其它科學(xué)技術(shù)部門，特別是物理學(xué)、數(shù)學(xué)、理論生物學(xué)、系統(tǒng)生態(tài)學(xué)、數(shù)量經(jīng)濟(jì)學(xué)、定量社會(huì)學(xué)等，都有了新的發(fā)展和突破，這些不同領(lǐng)域的科學(xué)成就，除了具有本學(xué)科的特點(diǎn)之外，實(shí)際上都在不同程度上揭示了系統(tǒng)的一些性質(zhì)和規(guī)律。2、系統(tǒng)工程作為一門軟科學(xué)，日益受到人們的重視。從20世紀(jì)70年代開始，社會(huì)上出現(xiàn)了一種從重視硬技術(shù)轉(zhuǎn)向重視軟技術(shù)的變化。軟科學(xué)是日本學(xué)者在70年代提出的，軟科學(xué)需要運(yùn)用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)體系以至整個(gè)人類知識(shí)體系所提供的知識(shí)，去研究和解決實(shí)踐中的復(fù)雜性問題，為決策和組織管理提供科學(xué)依據(jù)。3、20世紀(jì)80年代中期，國際科學(xué)界興起了對(duì)復(fù)雜性問題的研究，一個(gè)突出的標(biāo)志是1984年在美國新墨西哥州成立了以研究復(fù)雜性為宗旨的圣塔菲研究所(SantaFeInstituet，簡稱SFI)。1994年，在圣菲研究所成立10周年之際，霍蘭正式提出復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)(ComplexAdaptiveSystem，簡稱CAS)理論。CAS理論的提出對(duì)于人們認(rèn)識(shí)、理解、控制、管理復(fù)雜系統(tǒng)提供了新的思路。由于其思想新穎和富有啟發(fā)性，它已經(jīng)在許多領(lǐng)域得到了應(yīng)用。在經(jīng)濟(jì)、生物、生態(tài)與環(huán)境以及其它一些社會(huì)科學(xué)與自然科學(xué)中，CAS理論的概念和方法都得到了不同程度的應(yīng)用和驗(yàn)證。4、耗散結(jié)構(gòu)理論。20世紀(jì)70年代比利時(shí)物理學(xué)家普利戈金提出。獲1977年諾貝爾獎(jiǎng)。

耗散結(jié)構(gòu)——一個(gè)遠(yuǎn)離平衡的開放系統(tǒng)（力學(xué)的、物理的、化學(xué)的、生物的），在外界條件變化達(dá)到某一特定閾值時(shí)，量變可能引起質(zhì)變。系統(tǒng)通過不斷與外界交換能量與物質(zhì)，就可能從原來的無序狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N時(shí)間、空間、或功能的有序狀態(tài)。如貝納爾對(duì)流現(xiàn)象中薄層流體表現(xiàn)出從無序到有序的運(yùn)動(dòng)。貝納爾對(duì)流（Bénardconvection）

在遠(yuǎn)離平衡態(tài)的系統(tǒng)所發(fā)生的熱對(duì)流，它具有宏觀的空間有序結(jié)構(gòu)，是耗散結(jié)構(gòu)的一種存在形式。法國學(xué)者貝納爾（Bénard）于1900年發(fā)現(xiàn)如下現(xiàn)象：他在很大的水平放置的扁平圓形容器內(nèi)充滿一層液體，其液面與容器的底分別與T1、T2溫度熱源接觸，且T2＞T1。在溫度差T2-T1不大時(shí)，系統(tǒng)的傳熱能達(dá)到穩(wěn)態(tài)，這時(shí)在同一高度的水平截面上各點(diǎn)的宏觀特征均相同，因而具有水平方向的平移不變性?？墒?，一旦其溫度差ΔT=T2-T1達(dá)到并超過某一臨界值ΔTc時(shí)，從上面俯視扁平容器，發(fā)現(xiàn)液體表面出現(xiàn)較規(guī)則的六角形圖案，每個(gè)六角形中心的液體均向上流（或向下流），而邊界處的液體均向下流（或向上流）。從縱剖面可看到流體在作一個(gè)個(gè)環(huán)流，相鄰環(huán)的環(huán)流方向相反，這種規(guī)則的水花結(jié)構(gòu)稱為貝納爾對(duì)流圖案。貝納爾對(duì)流現(xiàn)象5、協(xié)同學(xué)理論。

由聯(lián)邦德國物理學(xué)家（主要研究激光理論）哈肯提出。1977年哈肯編寫了《協(xié)同學(xué)導(dǎo)論》，建立了協(xié)同學(xué)。協(xié)同學(xué)揭示了自組織的內(nèi)在動(dòng)力機(jī)制。哈同通過研究，將系統(tǒng)分成許多子系統(tǒng)，它們之間以很有規(guī)律的方式相互合作與競爭，這些競爭和合作的協(xié)同效應(yīng)，以及由此帶來的有序參量的支配過和，是系統(tǒng)自組織的動(dòng)力。支配原理是協(xié)同學(xué)理論的核心原理。協(xié)同學(xué)認(rèn)為：考察復(fù)雜系統(tǒng)的演變可以發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)的因素是一些衰減得很快的變量——稱之為快變量；而另一些少數(shù)的變量，在系統(tǒng)的發(fā)展中變化較慢，并且主宰著整個(gè)系統(tǒng)的演變方向，決定著系統(tǒng)的客觀（有序）狀態(tài)——稱之為慢變量或序參量。當(dāng)一個(gè)競爭系統(tǒng)中同時(shí)存在幾個(gè)序參量就會(huì)發(fā)生合作、反饋、制約或斗爭的種種協(xié)同作用——當(dāng)系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，就是包含著由幾個(gè)序參量所決定的客觀結(jié)構(gòu)的“種子形態(tài)”，這些“種子”哪些能最終主導(dǎo)整個(gè)系統(tǒng)或最終成為系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的一部分，這些取決于序參量在系統(tǒng)中具體的競爭與合作的態(tài)勢(shì)。自組織理論：按哈肯的理解，沒有外部工頭的命令，工人們依靠某種相互默契，協(xié)同工作，各盡職責(zé)生產(chǎn)產(chǎn)品。自組織的顯著特點(diǎn)，表現(xiàn)在行動(dòng)是在沒有外部命令的情況下產(chǎn)生的。即對(duì)于自組織系統(tǒng)來說，運(yùn)動(dòng)是由內(nèi)因所驅(qū)使，只有當(dāng)子系統(tǒng)之間存在著作用與反作用，當(dāng)且僅當(dāng)相互作用達(dá)到了協(xié)調(diào)、同步時(shí)才會(huì)出現(xiàn)。協(xié)同作用廣泛地表現(xiàn)在生物系統(tǒng)、自然系統(tǒng)和社會(huì)系統(tǒng)中。如人體就是一個(gè)高度協(xié)同的有序結(jié)構(gòu)：如果人體內(nèi)部各子系統(tǒng)間的聯(lián)系和協(xié)調(diào)出現(xiàn)紊亂，人便會(huì)生病，藥物和各種治療方法的作用就是調(diào)節(jié)各子系統(tǒng)的聯(lián)系，使它們能協(xié)調(diào)地運(yùn)行，使整體再回到高度民主協(xié)調(diào)的有序狀態(tài)---健康狀態(tài)。協(xié)同學(xué)理論可以解釋企業(yè)內(nèi)部的改組及虛擬企業(yè)、民營企業(yè)等。6.突變論突變論是研究客觀世界非連續(xù)性突然變化現(xiàn)象的一門新興學(xué)科，以法國數(shù)學(xué)家R.托姆為代表。突變論研究的內(nèi)容是從一種穩(wěn)定組態(tài)躍遷到另一種穩(wěn)定組態(tài)的現(xiàn)象和規(guī)律。突變論指出，系統(tǒng)所處的狀態(tài)，可用一組參數(shù)描述，當(dāng)系統(tǒng)處于穩(wěn)定態(tài)時(shí)，標(biāo)志該系統(tǒng)狀態(tài)的某個(gè)函數(shù)就取唯一的值。當(dāng)參數(shù)在某個(gè)范圍內(nèi)變化，該函數(shù)值有不止一個(gè)極值時(shí)，系統(tǒng)必處于不穩(wěn)定狀態(tài)。高度優(yōu)化的設(shè)計(jì)很可能有許多不理想的性質(zhì)。因?yàn)樽顑?yōu)，常常聯(lián)系著對(duì)缺陷的高度敏感性，會(huì)產(chǎn)生難于對(duì)付的破壞性，以致發(fā)生真正的“突變”。在工程建造中，高度優(yōu)化的設(shè)計(jì)常常具有不穩(wěn)定性，當(dāng)出現(xiàn)不可避免的制造缺陷時(shí)，由于結(jié)構(gòu)高度敏感，其承載能力將會(huì)突然變小，出現(xiàn)全面的塌陷。應(yīng)用突變論可以解釋：經(jīng)濟(jì)危機(jī)的爆發(fā)，戰(zhàn)爭爆發(fā)，社會(huì)輿論等。（經(jīng)濟(jì)危機(jī)的復(fù)蘇不屬突變，是緩慢滑升的）“三論”和“新三論”（自組織理論）一般系統(tǒng)論控制論信息論耗散結(jié)構(gòu)理論突變論協(xié)同論三論新三論自組織理論和系統(tǒng)工程自組織是系統(tǒng)科學(xué)一個(gè)重要的概念，是復(fù)雜系統(tǒng)演化時(shí)出現(xiàn)的一種現(xiàn)象。自組織理論正是研究客觀世界中自組織現(xiàn)象的產(chǎn)生、演化等理論的。從物理、化學(xué)的研究開始，近年來，在生物學(xué)、社會(huì)學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)和哲學(xué)等領(lǐng)域都有許多發(fā)展和應(yīng)用，產(chǎn)生了許多新思想和新方法。對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)的研究提供了強(qiáng)有力的工具。第四節(jié)運(yùn)籌學(xué)運(yùn)籌學(xué)（OperationResearch）是應(yīng)用分析、試驗(yàn)和量化的方法，對(duì)經(jīng)濟(jì)管理系統(tǒng)中人力資源、資金資源、物質(zhì)資源在有限的情況下進(jìn)行統(tǒng)籌安排，為決策者提供充分依據(jù)的最優(yōu)方案，以實(shí)現(xiàn)最有效的管理。運(yùn)籌學(xué)的分支：線性規(guī)劃（LinearProgram）、非線性規(guī)劃（Non-LinearProgram）、動(dòng)態(tài)規(guī)劃（DynamicProgram）、排隊(duì)論（QueueTheory）、儲(chǔ)存論（InventoryTheory）和對(duì)策論（GameTheory）。線性規(guī)劃和非線性規(guī)劃在經(jīng)營管理中，需要恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)轉(zhuǎn)由人員、設(shè)備、材料、資金、時(shí)間等因素構(gòu)成的體系，以便有效地實(shí)現(xiàn)預(yù)定工作任務(wù)。這一類統(tǒng)籌計(jì)劃問題用數(shù)學(xué)語言表達(dá)出來，就是在一組約束條件下尋求一個(gè)目標(biāo)函數(shù)的極值問題。當(dāng)約束條件為線性方程式，目標(biāo)函數(shù)為線性函數(shù)時(shí)，就為線性規(guī)劃問題；當(dāng)目標(biāo)函數(shù)和約束條件是非線性時(shí)，就叫非線性規(guī)劃問題。動(dòng)態(tài)規(guī)劃有些決策問題不是靜態(tài)的問題，而是復(fù)雜的需要多段決策，前一階段的決策將影響到下一階段的決策。動(dòng)態(tài)規(guī)劃是將一個(gè)復(fù)雜的多段決策問題分解為若干相互關(guān)聯(lián)的較易求解的子決策問題，以尋求最優(yōu)決策的方法。對(duì)策論兩方或多方為獲取某種利益，達(dá)到某種目的進(jìn)行較量，從而導(dǎo)致優(yōu)勝劣汰的現(xiàn)象，叫做競爭。參與競爭的各方都是理智的主體，擁有各自的策略集（使用對(duì)自己有利的策略），通過策略較量而分出勝負(fù)、輸贏的，屬于策略性競爭。如何在競爭中通過正確運(yùn)用策略以贏得競爭，就是對(duì)策問題。對(duì)策活動(dòng)可以看成由局中人（擁有策略、參與競爭者）、策略集和得失函數(shù)三個(gè)要素組成的系統(tǒng)例：田忌賽馬排隊(duì)論排隊(duì)論主要研究排隊(duì)現(xiàn)象的統(tǒng)計(jì)規(guī)律性，用以指導(dǎo)服務(wù)系統(tǒng)的最優(yōu)設(shè)計(jì)和最優(yōu)經(jīng)營策略。服務(wù)系統(tǒng)中，顧客和服務(wù)臺(tái)有相互依存和制約關(guān)系。顧客是隨機(jī)到達(dá)的，服務(wù)臺(tái)的服務(wù)能力有限，于是形成有時(shí)顧客為等待服務(wù)而排隊(duì)，有時(shí)服務(wù)臺(tái)因沒有顧客而空閑。顧客來到服務(wù)臺(tái)（稱為輸入）有其自身的統(tǒng)計(jì)特性，排隊(duì)等待服務(wù)須遵守排隊(duì)規(guī)則，服務(wù)臺(tái)提供服務(wù)也有一定的服務(wù)規(guī)則，三者相互關(guān)聯(lián)和制約形成一種特殊的系統(tǒng)。根據(jù)每種具體情況下輸入、排隊(duì)和服務(wù)的特性，在服務(wù)臺(tái)收益、服務(wù)強(qiáng)度和顧客需要（盡量減少排隊(duì)損失）之間作出合理的安排，就是排隊(duì)問題。存儲(chǔ)論人們?cè)谏a(chǎn)和日常生活活動(dòng)中往往將所需的物資、用品和食物暫時(shí)地儲(chǔ)存起來，以備將來使用或消費(fèi)。這種儲(chǔ)存物品的現(xiàn)象是為了解決供應(yīng)(生產(chǎn))與需求(消費(fèi))之間的不協(xié)調(diào)的一種措施，這種不協(xié)調(diào)性一般表現(xiàn)為供應(yīng)量與需求量和供應(yīng)時(shí)期與需求時(shí)期的不一致性上，出現(xiàn)供不應(yīng)求或供過于求。人們?cè)诠?yīng)與需求這兩環(huán)節(jié)之間加入儲(chǔ)存這一環(huán)節(jié)，就能起到緩解供應(yīng)與需求之間的不協(xié)調(diào)，以此為研究對(duì)象，利用運(yùn)籌學(xué)的方法去解決最合理、最經(jīng)濟(jì)地儲(chǔ)存問題。專門研究這類有關(guān)存儲(chǔ)問題的科學(xué)，構(gòu)成運(yùn)籌學(xué)的一個(gè)分支，叫作存儲(chǔ)論(inventory)，也稱庫存論。

線性規(guī)劃及數(shù)學(xué)模型

線性規(guī)劃是運(yùn)籌學(xué)的一個(gè)重要分支。線性規(guī)劃在理論上比較成熟，在實(shí)用中的應(yīng)用日益廣泛與深入。特別是在電子計(jì)算機(jī)能處理成千上萬個(gè)約束條件和決策變量的線性規(guī)劃問題之后，線性規(guī)劃的適用領(lǐng)域更為廣泛了。從解決技術(shù)問題的最優(yōu)化設(shè)計(jì)到工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)、軍事、經(jīng)濟(jì)計(jì)劃和管理決策等領(lǐng)域都可以發(fā)揮作用。它已是現(xiàn)代科學(xué)管理的重要手段之一。1.1問題的提出從一個(gè)簡化的生產(chǎn)計(jì)劃安排問題開始例1

某工廠在計(jì)劃期內(nèi)要安排生產(chǎn)Ⅰ、Ⅱ兩種產(chǎn)品，已知生產(chǎn)單位產(chǎn)品所需的設(shè)備臺(tái)時(shí)及A、B兩種原材料的消耗，如表所示。資源

產(chǎn)品ⅠⅡ

擁有量設(shè)備128臺(tái)時(shí)原材料

A

4016kg原材料B0412kg續(xù)例1

該工廠每生產(chǎn)一件產(chǎn)品Ⅰ可獲利2元，每生產(chǎn)一件產(chǎn)品Ⅱ可獲利3元，問應(yīng)如何安排計(jì)劃使該工廠獲利最多?如何用數(shù)學(xué)關(guān)系式描述這問題，必須考慮數(shù)學(xué)模型例2.簡化的環(huán)境保護(hù)問題

靠近某河流有兩個(gè)化工廠（見圖1），流經(jīng)第一化工廠的河流流量為每天500萬立方米，在兩個(gè)工廠之間有一條流量為每天200萬立方米的支流。

圖1續(xù)例2第一化工廠每天排放含有某種有害物質(zhì)的工業(yè)污水2萬立方米，第二化工廠每天排放這種工業(yè)污水1.4萬立方米。從第一化工廠排出的工業(yè)污水流到第二化工廠以前，有20%可自然凈化。根據(jù)環(huán)保要求，河流中工業(yè)污水的含量應(yīng)不大于0.2%。這兩個(gè)工廠都需各自處理一部分工業(yè)污水。第一化工廠處理工業(yè)污水的成本是1000元/萬立方米，第二化工廠處理工業(yè)污水的成本是800元/萬立方米?，F(xiàn)在要問在滿足環(huán)保要求的條件下，每廠各應(yīng)處理多少工業(yè)污水，使這兩個(gè)工廠總的處理工業(yè)污水費(fèi)用最小。

建模型之前的分析和計(jì)算

設(shè)：第一化工廠每天處理工業(yè)污水量為x1萬立方米，第二化工廠每天處理工業(yè)污水量為x2萬立方米

數(shù)學(xué)模型共同的特征每一個(gè)線性規(guī)劃問題都用一組決策變量

表示某一方案，這組決策變量的值就代表一個(gè)具體方案。一般這些變量取值是非負(fù)且連續(xù)的；(2)要有各種資源和使用有關(guān)資源的技術(shù)數(shù)據(jù)，創(chuàng)造新價(jià)值的數(shù)據(jù)；共同的特征（繼續(xù)）(3)存在可以量化的約束條件，這些約束條件可以用一組線性等式或線性不等式來表示;(4)要有一個(gè)達(dá)到目標(biāo)的要求，它可用決策變量的線性函數(shù)(稱為目標(biāo)函數(shù))來表示。按問題的不同，要求目標(biāo)函數(shù)實(shí)現(xiàn)最大化或最小化。線性規(guī)劃的一般模型形式目標(biāo)函數(shù)約束條件

存儲(chǔ)論

存儲(chǔ)論的基本概念確定性存儲(chǔ)模型隨機(jī)性存儲(chǔ)模型

存儲(chǔ)論的基本概念

一存儲(chǔ)問題的提出

人們?cè)谏a(chǎn)和日常生活活動(dòng)中往往將所需的物資、用品和食物暫時(shí)地儲(chǔ)存起來，以備將來使用或消費(fèi)。這種儲(chǔ)存物品的現(xiàn)象是為了解決供應(yīng)（生產(chǎn)）與需求（消費(fèi)）之間的不協(xié)調(diào)的一種措施，這種不協(xié)調(diào)性一般表現(xiàn)為供應(yīng)量與需求量和供應(yīng)時(shí)期與需求時(shí)期的不一致性上，出現(xiàn)供不應(yīng)求或供過于求。人們?cè)诠?yīng)與需求這兩環(huán)節(jié)之間加入儲(chǔ)存這一環(huán)節(jié)，就能起到緩解供應(yīng)與需求之間的不協(xié)調(diào)，以此為研究對(duì)象，利用運(yùn)籌學(xué)的方法去最合理、最經(jīng)濟(jì)地解決，就是儲(chǔ)存問題。例如(1)水電站在雨季到來之前，水庫應(yīng)蓄水多少?(2)工廠生產(chǎn)需用原料，如沒有儲(chǔ)存一定數(shù)量的原料，會(huì)發(fā)生停工待料現(xiàn)象。(3)在商店里若存儲(chǔ)商品數(shù)量不足，會(huì)發(fā)生缺貨現(xiàn)象，失去銷售機(jī)會(huì)而減少利潤；如果存量過多，一時(shí)售不出去，會(huì)造成商品積壓，占用流動(dòng)資金過多而且周轉(zhuǎn)不開，這樣也會(huì)給商家造成經(jīng)濟(jì)損失。專門研究這類有關(guān)存儲(chǔ)問題的科學(xué)，構(gòu)成運(yùn)籌學(xué)的一個(gè)分支，叫作存儲(chǔ)論(inventory)，也稱庫存論。本章所介紹的存儲(chǔ)問題，模型并不復(fù)雜，原理也容易掌握，應(yīng)用這些原理可以從一個(gè)方面改善企業(yè)的經(jīng)營管理，以達(dá)到節(jié)約資金，獲得更多利潤的目的。二存儲(chǔ)論的基本概念1.需求對(duì)存儲(chǔ)來說，由于需求，從存儲(chǔ)中取出一定的數(shù)量，使存儲(chǔ)量減少，這就是存儲(chǔ)的輸出。有的需求是間斷式的，有的需求是連續(xù)均勻的。圖1和圖2分別表示t時(shí)間內(nèi)的輸出量皆為

S-W，但兩者的輸出方式不同。圖1表示輸出是間斷的，圖2表示輸出是連續(xù)的。有的需求是確定性的，如鋼廠每月按合同賣給電機(jī)廠矽鋼片10噸。有的需求是隨機(jī)性的，如書店每日賣出去的書可能是1000本，也可能是800本。但是經(jīng)過大量的統(tǒng)計(jì)以后，可能會(huì)發(fā)現(xiàn)每日售書數(shù)量的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，稱之為有一定的隨機(jī)分布的需求。圖1，22補(bǔ)充(訂貨或生產(chǎn))存儲(chǔ)由于需求而不斷減少，必須加以補(bǔ)充，否則最終將無法滿足需求。補(bǔ)充就是存儲(chǔ)的輸入。補(bǔ)充的辦法可能是向其他工廠購買，從訂貨到貨物進(jìn)入“存儲(chǔ)”往往需要一段時(shí)間，我們把這段時(shí)間稱為備貨時(shí)間（即工廠的生產(chǎn)時(shí)間和運(yùn)輸時(shí)間）。從另一個(gè)角度看，為了在某一時(shí)刻能補(bǔ)充存儲(chǔ)，必須提前訂貨，那么這段時(shí)間也可稱之為提前時(shí)間(leadtime)。備貨時(shí)間可能很長，也可能很短，可能是隨機(jī)性的，也可以是確定性的。存儲(chǔ)論要解決的問題是：多少時(shí)間補(bǔ)充一次，每次補(bǔ)充的數(shù)量應(yīng)該是多少。決定多少時(shí)間補(bǔ)充一次以及每次補(bǔ)充數(shù)量的策略稱為存儲(chǔ)策略。存儲(chǔ)策略的優(yōu)劣如何衡量呢?最直接的衡量標(biāo)準(zhǔn)，是計(jì)算該策略所耗用的平均費(fèi)用多少。為此有必要對(duì)費(fèi)用進(jìn)行詳細(xì)的分析。3費(fèi)用（主要包括以下費(fèi)用）(1)存儲(chǔ)費(fèi)C1，包括貨物占用資金應(yīng)付的利息以及使用倉庫、保管貨物、貨物損壞變質(zhì)等支出的費(fèi)用。(2)訂貨費(fèi)，包括兩項(xiàng)費(fèi)用，一項(xiàng)是訂購費(fèi)用C3

（固定費(fèi)用，或一次性費(fèi)用）如手續(xù)費(fèi)、電信往來、派人員外出采購等費(fèi)用。訂購費(fèi)與訂貨次數(shù)有關(guān)，而與訂貨數(shù)量無關(guān)。另一項(xiàng)是可變費(fèi)用，它與訂貨數(shù)量及貨物本身的價(jià)格，運(yùn)費(fèi)等有關(guān)。如貨物單價(jià)為K元，訂購費(fèi)用為C3元，訂貨數(shù)量為Q，則訂貨費(fèi)用為：C3+KQ。(3)生產(chǎn)費(fèi)，補(bǔ)充存儲(chǔ)時(shí)，如果不需向外廠訂貨，由本廠自行生產(chǎn)，這時(shí)仍需要支出兩項(xiàng)費(fèi)用。一項(xiàng)是準(zhǔn)備、結(jié)束費(fèi)用，如更換模、夾具需要工時(shí)，或添置某些專用設(shè)備等屬于這項(xiàng)費(fèi)用；它是一次性的費(fèi)用，或稱為固定費(fèi)用，也用C3表示。另一項(xiàng)是與生產(chǎn)產(chǎn)品的數(shù)量Q有關(guān)的費(fèi)用如材料費(fèi)、加工費(fèi)等（可變費(fèi)用），總生產(chǎn)費(fèi)用也是C3+KQ。(4)缺貨費(fèi)C2，當(dāng)存儲(chǔ)供不應(yīng)求時(shí)所引起的損失。如失去銷售機(jī)會(huì)的損失、停工待料的損失以及不能履行合同而繳納罰款等。在不允許缺貨的情況下，在費(fèi)用上處理的方式是缺貨費(fèi)為無窮大。4存儲(chǔ)策略如前所述，決定何時(shí)補(bǔ)充，補(bǔ)充多少數(shù)量的辦法稱之為存儲(chǔ)策略，常見的策略有三種類型。(1)t0循環(huán)策略，每隔t0時(shí)間補(bǔ)充存儲(chǔ)量Q。(2)(s,S)策略，每當(dāng)存儲(chǔ)量x＞s時(shí)不補(bǔ)充。當(dāng)x≤s時(shí)補(bǔ)充存儲(chǔ)。補(bǔ)充量Q=S-x(即將存儲(chǔ)量補(bǔ)充到S)。(3)(t,s,S)混合策略，每經(jīng)過t時(shí)間檢查存儲(chǔ)量x，當(dāng)x＞s時(shí)不補(bǔ)充。當(dāng)x≤s時(shí)，補(bǔ)充存儲(chǔ)量使之達(dá)到S。一個(gè)好的存儲(chǔ)策略，既可以使總費(fèi)用最小，又可避免因缺貨影響生產(chǎn)（或?qū)︻櫩褪バ庞茫┐鎯?chǔ)模型的兩大類型：一類叫作確定性模型，即模型中的數(shù)據(jù)皆為確定的數(shù)值；另一類叫作隨機(jī)性模型，即模型中含有隨機(jī)變量，而不是確定的數(shù)值。由于具體條件有差別，制定存儲(chǔ)策略時(shí)又不能忽視這些差別，因而模型也有多種類型。本章將按確定性存儲(chǔ)模型及隨機(jī)性存儲(chǔ)模型兩大類，分別介紹一些常用的存儲(chǔ)模型，并從中得出相應(yīng)的存儲(chǔ)策略。三確定性存儲(chǔ)模型

模型一：不允許缺貨，備貨時(shí)間很短假設(shè)：(1)缺貨費(fèi)用無窮大；(2)當(dāng)存儲(chǔ)降至零時(shí)，可以立即得到補(bǔ)充（即備貨時(shí)間或拖后時(shí)間很短，可以近似地看作零）；(3)需求是連續(xù)的、均勻的，設(shè)需求速度R（單位時(shí)間的需求量）為常數(shù)，則t時(shí)間的需求量為Rt；(4)每次訂貨量不變，訂購費(fèi)不變（每次備貨量不變，裝配費(fèi)不變）；(5)單位存儲(chǔ)費(fèi)不變。分析模型一其存儲(chǔ)量的變化情況用右圖表示假定每隔t時(shí)間補(bǔ)充一次存儲(chǔ)，那么訂貨量必須滿足t時(shí)間的需求Rt，記訂貨量為Q，Q=Rt，訂購費(fèi)為C3，貨物單價(jià)為K，則訂貨費(fèi)為C3+KRt；t時(shí)間的平均訂貨費(fèi)為t時(shí)間內(nèi)的平均存儲(chǔ)量為(此結(jié)果由上頁圖中利用幾何知識(shí)易得出，平均存儲(chǔ)量為三角形高的二分之一)單位時(shí)間內(nèi)單位物品的存儲(chǔ)費(fèi)用為C1，

t時(shí)間內(nèi)所需平均存儲(chǔ)費(fèi)用為1/2(RtC1）。

t時(shí)間內(nèi)總的平均費(fèi)用為C(t）對(duì)(1)式利用微積分求最小值的方法可求出令費(fèi)用最少時(shí)的訂貨時(shí)間和數(shù)量。經(jīng)濟(jì)批量公式因得即存儲(chǔ)論中著名的經(jīng)濟(jì)訂購批量(economicorderingquantity)公式。簡稱為E.O.Q公式，也稱平方根公式，或經(jīng)濟(jì)批量(economiclotsize)公式。

所以，C(t0)為最小值由于Q0、t0皆與K無關(guān)，所以此后在費(fèi)用函數(shù)中略去KR這項(xiàng)費(fèi)用。如無特殊需要不再考慮此項(xiàng)費(fèi)用，(1)式改寫為最佳費(fèi)用公式

將t0代入(4)式得出最佳費(fèi)用

從費(fèi)用曲線也可以求出t0，Q0，C0費(fèi)用曲線C(t)曲線的最低點(diǎn)(minC(t))的橫坐標(biāo)t0與存儲(chǔ)費(fèi)用曲線、訂購費(fèi)用曲線交點(diǎn)橫坐標(biāo)相同。即例1某廠按合同每年需提供D個(gè)產(chǎn)品，不許缺貨。假設(shè)每一周期工廠需裝配費(fèi)C3元，存儲(chǔ)費(fèi)每年每單位產(chǎn)品為C1元，問全年應(yīng)分幾批供貨才能使裝配費(fèi)，存儲(chǔ)費(fèi)兩者之和最少。解設(shè)全年分n批供貨，每批生產(chǎn)量Q=D/n，周期為1/n年(即每隔1/n年供貨一次)。公式公式說明從例1中還看到這些公式在實(shí)際應(yīng)用時(shí)還會(huì)有一點(diǎn)問題，因?yàn)閠0（或Q0，n0）不一定是整數(shù)。假設(shè)t0=16.235（天）。很明顯，小數(shù)點(diǎn)后面的數(shù)字對(duì)實(shí)際訂貨間隔的時(shí)間是沒有意義的，這時(shí)可以取近似的整數(shù)。取t0≈16或t0≈17都可以。為了精確起見，可以比較C(16)、C(17)的大小，再?zèng)Q定t0=16或t0=17。例2某軋鋼廠每月按計(jì)劃需產(chǎn)角鋼3000噸，每噸每月需存儲(chǔ)費(fèi)5.3元，每次生產(chǎn)需調(diào)整機(jī)器設(shè)備等，共需準(zhǔn)備費(fèi)2500元。若該廠每月生產(chǎn)角鋼一次，生產(chǎn)批量為3000噸。每月需總費(fèi)用5.3×1/2×3000+25000=10450(元/月)全年需費(fèi)用10450×12=125400(元/年)然后按E.O.Q公式計(jì)算每次生產(chǎn)批量計(jì)算批量和批次計(jì)算需要的數(shù)據(jù)兩次生產(chǎn)相隔的時(shí)間t0=（365/21.4）≈17(天)17天的單位存儲(chǔ)費(fèi)(5.3/30)×17=3.00(元/噸)，共需費(fèi)用5.3/30×17×1682+2500≈5025(元)。按全年生產(chǎn)21.5次(兩年生產(chǎn)43次)計(jì)算，全年共需費(fèi)用5025×21.5=108037(元/年)。兩者相比較，該廠在利用E.O.Q公式求出經(jīng)濟(jì)批量進(jìn)行生產(chǎn)即可每年節(jié)約資金125400－108037=17363(元)模型二：不允許缺貨，生產(chǎn)需一定時(shí)間

本模型的假設(shè)條件，除生產(chǎn)需要一定時(shí)間的條件外，其余皆與模型一的相同。設(shè)生產(chǎn)批量為Q，所需生產(chǎn)時(shí)間為T，則生產(chǎn)速度為P=Q/T。已知需求速度為R，（R＜P）。生產(chǎn)的產(chǎn)品一部分滿足需求，剩余部分才作為存儲(chǔ)，這時(shí)存儲(chǔ)變化如圖所示。在［0，T］區(qū)間內(nèi)，存儲(chǔ)以(P-R)速度增加，在［T，t］區(qū)間內(nèi)存儲(chǔ)以速度R減少。T與t皆為待定數(shù)。從上圖易知(P-R)T=R(t-T)，即PT=Rt(等式表示以速度P生產(chǎn)T時(shí)間的產(chǎn)品等于t時(shí)間內(nèi)的需求)，并求出公式公式例3某廠每月需甲產(chǎn)品100件，每月生產(chǎn)率為500件，每批裝配費(fèi)為50元，每月每件產(chǎn)品存儲(chǔ)費(fèi)為4元，求E.O.Q及最低費(fèi)用。解已知C3=50，C1=4，P=500，R=100，將各值代入公式(7)及(8)得例4某商店經(jīng)售甲商品成本單價(jià)500元，年存儲(chǔ)費(fèi)用為成本的20%，年需求量365件，需求速度為常數(shù)。甲商品的定購費(fèi)為20元，提前期為10天，求E.O.Q及最低費(fèi)用。解此例題從表面上看，似乎應(yīng)按模型二處理。因?yàn)橥虾髸r(shí)間似乎與生產(chǎn)需一定時(shí)間意義差不多。其實(shí)不然，現(xiàn)將本題存儲(chǔ)變化情況用圖表示之(見下頁圖)，并與模型一、模型二的圖相比較，可看到與模型一完全相同。本題只需在存儲(chǔ)降至零時(shí)提前10天訂貨即可保證需求。計(jì)算訂貨點(diǎn)由于提前期為t1=0天，10天內(nèi)的需求為10單位甲商品，因此只要當(dāng)存儲(chǔ)降至10單位時(shí)，就要訂貨。一般設(shè)t1為提前期，R為需求速度，當(dāng)存儲(chǔ)降至L=Rt1的時(shí)候即要訂貨。L稱為“訂購點(diǎn)”(或稱訂貨點(diǎn))。確定多少時(shí)間訂一次貨，雖可以用E.O.Q除以R得出to(to=Qo/R)，但求解的過程中并沒有求出to，只求出訂貨點(diǎn)L即可，這時(shí)存儲(chǔ)策略是：不考慮to，只要存儲(chǔ)降至L即訂貨，訂貨量為Qo，稱這種存儲(chǔ)策略為定點(diǎn)定貨。相對(duì)地每隔to時(shí)間訂貨一次稱為定時(shí)訂貨，每次訂貨量不變則稱為定量訂貨。

模型三：允許缺貨，備貨時(shí)間很短模型一、模型二是在不允許缺貨的情況下推導(dǎo)出來的。本模型是允許缺貨，并把缺貨損失定量化來加以研究。由于允許缺貨，所以企業(yè)可以在存儲(chǔ)降至零后，還可以再等一段時(shí)間然后訂貨。這就意味著企業(yè)可以少付幾次訂貨的固定費(fèi)用，少支付一些存儲(chǔ)費(fèi)用。一般地說當(dāng)顧客遇到缺貨時(shí)不受損失，或損失很小，而企業(yè)除支付少量的缺貨費(fèi)外也無其他損失，這時(shí)發(fā)生缺貨現(xiàn)象可能對(duì)企業(yè)是有利的。本模型的假設(shè)條件除允許缺貨外，其余條件皆與模型一相同。設(shè)單位時(shí)間單位物品存儲(chǔ)費(fèi)用為C1，每次訂購費(fèi)為C3，缺貨費(fèi)為C2(單位缺貨損失)，R為需求速度。求最佳存儲(chǔ)策略，使平均總費(fèi)用最小(見下圖)。假設(shè)最初存儲(chǔ)量為S

公式公式公式公式將(10)式，(11)式代入C(t,S)由于模型三中允許缺貨

在允許缺貨情況下，存儲(chǔ)量只需達(dá)到S0即可，

顯然Q0＞S0，它們的差值表示在to時(shí)間內(nèi)的最大缺貨量。說明在允許缺貨條件下，經(jīng)過研究而得出的存儲(chǔ)策略是：每隔to時(shí)間訂貨一次，訂貨量為Qo，用Qo中的一部分補(bǔ)足所缺貨物，剩余部分So進(jìn)入存儲(chǔ)。很明顯，在相同的時(shí)間段落里，允許缺貨的訂貨次數(shù)比不允許缺貨時(shí)訂貨次數(shù)減少了。例5已知需求速度R=100件，C1=4元，C2=1.5元，C3=50元，求S0及C0。解利用(12)式，(13)式即可計(jì)算模型一、二、三存儲(chǔ)策略之間的差別可以看到不允許缺貨生產(chǎn)需要時(shí)間很短條件下得出的存儲(chǔ)策略：最大存儲(chǔ)量S0=Q0在不允許缺貨、生產(chǎn)需一定時(shí)間條件下，得出存儲(chǔ)策略在允許缺貨、生產(chǎn)需時(shí)間很短條件下，得出存儲(chǔ)策略模型二、三只是以模型一的存儲(chǔ)策略乘上相應(yīng)的因子，這樣可以便于記憶，再有

都是同一個(gè)數(shù)值，這樣就得出它們之間的差別與內(nèi)在聯(lián)系。模型四：允許缺貨（需補(bǔ)足缺貨）、生產(chǎn)需一定時(shí)間假設(shè)條件除允許缺貨生產(chǎn)需一定時(shí)間外，其余條件皆與模型一相同，其存儲(chǔ)變化如圖所示分析圖取［0，t］為一個(gè)周期，設(shè)t1時(shí)刻開始生產(chǎn)。［0,t2］時(shí)間內(nèi)存儲(chǔ)為零，B表示最大缺貨量。［t1,t2］時(shí)間內(nèi)除滿足需求外，補(bǔ)足［0,t1］時(shí)間內(nèi)的缺貨。［t2,t3］時(shí)間內(nèi)滿足需求后的產(chǎn)品進(jìn)入存儲(chǔ)，存儲(chǔ)量以(P-R)速度增加。S表示存儲(chǔ)量，t3時(shí)刻存儲(chǔ)量達(dá)到最大，t3時(shí)刻停止生產(chǎn)。［t3,t］時(shí)間存儲(chǔ)量以需求速度R減少。

由圖易知：

最大缺貨量B=Rt1，或B=(P-R)(t2-t1)；即Rt1=(P-R)(t2-t1)，得最大存儲(chǔ)量S=(P-R)(t3-t2)，或S=R(t-t3)即(P-R)(t3-t2)=R(t-t3)，得在［0，t］時(shí)間內(nèi)所需費(fèi)用：存儲(chǔ)費(fèi)：將(16)式代入消去t3，得在［0，t］時(shí)間內(nèi)所需費(fèi)用：缺貨費(fèi)：將(15)式代入消去t1，得在［0，t］時(shí)間內(nèi)所需費(fèi)用：裝配費(fèi)：C3

在［0,t］時(shí)間內(nèi)總平均費(fèi)用為：為了得到最佳公式，分別求偏導(dǎo)數(shù)：

推導(dǎo)由(18)式得，由(17)式得

推導(dǎo)：將(19)式代入上式消去t2得由(19)有公式S0（最大存儲(chǔ)量）B0（最大缺貨量）最小費(fèi)用：

四隨機(jī)性存儲(chǔ)模型隨機(jī)性存儲(chǔ)模型的重要特點(diǎn)是需求為隨機(jī)的，其概率或分布為已知。在這種情況下，前面所介紹過的模型已經(jīng)不能適用了。例如商店對(duì)某種商品進(jìn)貨500件，這500件商品可能在一個(gè)月內(nèi)售完，也有可能在兩個(gè)月之后還有剩余。商店如果想既不因缺貨而失去銷售機(jī)會(huì)，又不因滯銷而過多積壓資金，這時(shí)必須采用新的存儲(chǔ)策略與確定性模型不同的特點(diǎn)有：不允許缺貨的條件只能從概率的意義方面理解，如不缺貨的概率為0.9等。存儲(chǔ)策略的優(yōu)劣通常以贏利的期望值的大小作為衡量的標(biāo)準(zhǔn)。為了講清楚隨機(jī)性存儲(chǔ)問題的解法，先通過一個(gè)例題介紹求解的思路。例某商店擬在新年期間出售一批日歷畫片，每售出一千張可贏利700元。如果在新年期間不能售出，必須削價(jià)處理，作為畫片出售。由于削價(jià)，一定可以售完，此時(shí)每千張賠損400元。根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)，市場需求的概率見下表。每年只能訂貨一次，問應(yīng)訂購日歷畫片幾千張才能使獲利的期望值最大?解如果該店訂貨4千張，我們計(jì)算獲利的可能數(shù)值訂購量為4千張時(shí)獲利的期望值：E[C(4)]=(-1600)×0.05+(-500)×0.10+600×0.25+1700×0.35+2800×0.15+2800×0.10=1315(元)上述計(jì)算法及結(jié)果列于下表

獲利期望值最大者標(biāo)有(*)記號(hào)，為1440元?？芍摰暧嗁?000張日歷畫片可使獲利期望值最大。

從相反的角度考慮求解當(dāng)訂貨量為Q時(shí)，可能發(fā)生滯銷賠損（供過于求的情況），也可能發(fā)生因缺貨而失去銷售機(jī)會(huì)的損失（求過于供的情況）。把這兩種損失合起來考慮，取損失期望值最小者所對(duì)應(yīng)的Q值。訂購量為2千張時(shí)，損失的可能值：當(dāng)訂貨量為2千張時(shí)，缺貨和滯銷兩種損失之和的期望值E[C(2)]=(-800)×0.05+(-400)×0.10+0×0.25+(-700)