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1、,运 筹 学,Operational Research Operations Research 吴 隽 联系电话：059522690089 EMAIL: 欢 迎 沟 通 ！,Operational Research /Operations research译法,英文简称:OR 港台:作业研究 日本:运用学 其他:作战研究 中国大陆:运筹学 “上（刘邦）曰：夫运筹帷幄之中，决胜千里之外，吾不如子房（张良）。” 汉书高帝纪 我国是在1957年正式定名该学科为“运筹学”。,2,Chapter 1,一、中国古代朴素的系统思想,田忌赛马 围魏救赵 显王十六年（公元前353年） 齐威王使田忌救赵。田忌欲引
2、兵之赵。孙子曰：“夫解杂乱纠纷者不控拳，救斗者不搏。批亢捣虚，形格势禁，则自为解耳。今梁、赵相攻，轻兵锐卒必竭于外，老弱疲于内。子不若引兵疾走魏都，据其街路，冲其方虚，彼必释赵以自救。是我一举解赵之围而收弊于魏也。”田忌从之。十月，邯郸降魏。魏师还，与齐战于桂陵，魏师大败。 丁渭修复皇宫 北宋大中祥符年间（10081016），丁渭负责修复汴梁被火焚毁的皇宫。 “一举而三役济”。,3,Chapter 1,都江堰的修造（治水） 无坝引水工程。原来“人或成鱼鳖”的水旱灾严重的成都平原，成为“水旱从人，不知饥馑，时无荒年”的“天府之国”。 它是“鱼嘴、飞沙堰和宝瓶口” 三个工程合一的系统工程。 对比思
3、考：为何都江堰，这一两千多年前的水利工程，没有采用什么先进的技术和建造雄伟的大坝，却能够承载“天府之国”千年的风调雨顺，解决了岷江的防洪、排沙两大技术难题，还能灌溉农田、保持生态环境平衡？ 而现在各国修建的水坝虽然能利用水资源发电、拦起大坝防洪泄洪，存在问题却很多，有的在运行了一百年不到，几十年内就要被强行炸毁？,4,Chapter 1,系统观 数学等基础科学 运筹学 系统工程,5,Chapter 1,二、运筹学产生的背景 （三个来源）,1、军事 鲍德西（Bawdsey）雷达站的研究 “Blackett马戏团”成立了世界上第一个运筹学小组。以物理学家Blackett为首，小组成员包括三名心理学
4、家、两名数学家、两名应用数学家、一名天文物理学家、一名普通物理学家、一名海军军官、一名陆军军官、一名测量人员。 研究的问题是：设计雷达探测、雷达信息传递给指挥系统和武器作战系统、指挥系统与防空武器的协调。如何改进空防系统。 这个项目是运筹学的典范，整体化的思想、明确的目标、多学科的协同、数量化的分析、最优化的结果，巨大的实际价值，以及简明朴素的表述，都展示了运筹学的本色。,6,Chapter 1,“Blackett备忘录” 1941年5月，Blackett写了一份“Scientists at the operational level”（作战位置上的科学家）的简短备忘录。主要是建议各大指挥部创
5、立运筹学小组。 之后，Blackett 写了第二份“备忘录”。“运筹学的一个明显特征，正如目前所实践的那样，是它具有和应该有强烈的实际性质。 它的目的是帮助找出一些方法，以改进正在进行中或未来可能进行的作战中的效率。为了达到这个目的，要研究过去的作战事实，要得出一些理论来解释这些事实，从而对未来的作战做出预测。”,7,Chapter 1,大西洋反潜战 美国的物理学家Morse的反潜运筹小组，经过多方实地调查，最后提出了两条宝贵的建议： 一是由原来的舰艇投掷水雷，改为由飞机投掷深水炸弹，起爆深度由原来的100米左右，改为25米，即德军潜艇刚下潜不久攻击效果最佳。 二是运送物资的船队和护航的舰艇编
6、队由原来的小规模多批次，改为加大规模减少批次。这样能降低损失率。 邱吉尔采纳了Morse的建议，不仅成功突破了德军的封锁线，且重创了德国的潜艇编队。,8,Chapter 1,2、经济和管理 Erlong与排队论 在19091920年间，哥本哈根电话公司的工程师A.K.Erlong的概率与电话通话原理，开创了运筹学的一个重要分支排队论。 Von.Neumann与对策论 Von.Neumann的论著对策论与经济行为，将经济中的冲突、协调和平衡问题用量化的方式来解决。 Kantorovich与“生产组织与计划中的数学方法” 钱学森、许国志在50年代中期将运筹学由西方引进中国。,9,Chapter 1
7、,三、运筹学的定义、性质和特点,、运筹学的定义 运筹学是一门应用性科学，主要研究方法是定量化和模型化方法，特别是运用各种数学模型。 运筹学的目的是基于所研究的系统，力求获得一个合理运用人力、物力、财力和各种资源的最佳方案，充分发挥和提高系统的效益和效果，以使系统获得最优目标。 运用科学方法来解决工业、商业 、政府、国防等部门里有关人员、机器、物质、金钱等大型系统的指挥或管理中所出现的复杂问题的一门学科。其目的是帮助管理者以科学方法确定其方针和行动 。英国运筹学学会,10,Chapter 1,运筹学是应用系统的、科学的、数学分析的方法，通过建立、分析、检验和求解数学模型而获得最优决策的科学。我国
8、近代一些运筹学科学工作者 、运筹学的性质和特点 科学方法经过概括总结，可有组织地解决几类问题 量化需要建立数学模型，研究数学方法和借助计算机技术予以解决。作为运筹学工作者，能提供可以量化方面的分析，指出那些定性的因素。 多学科交叉，特别是在解决复杂的社会问题。综合运用经济学、心理学、物理学、化学等学科的方法。 最优决策。满意。“运筹学是一种给出一种坏的答案的艺术，否则的话问题的结果会更坏。”,11,Chapter 1,四、运筹学的基本工作步骤,提出和形成问题。提出问题的目标、约束条件、问题的可控变量及相关参数，搜集有关资料。 建立数学模型将可控变量、参数和目标与约束之间的关系用一定的模型表示出
9、来。 求解主要用数学方法求出模型的最优解、次优解、满意解，复杂模型求解要用计算机。 解的检验检查模型和求解步骤有无错误，检查解是否反映现实问题。 解的控制。通过控制解的变化过程决定对解是否要做一定的调整。 解的实施向实际运作部门讲清解的用法。对实施中可能产生的问题做出修改。,12,Chapter 1,五、运筹学的应用,市场销售 生产计划 资本运营 库存管理 运输问题 财政和会计 人事管理,设备维修和更新 项目评价和选择 工程优化设计 计算机和信息系统 城市管理 发展战略,13,Chapter 1,六、运筹学的分支,线性规划（Linear Programming) 目标规划（Goal Progr
10、amming) 整数规划(Integer Programming) 非线性规划(Non-linear Programming) 动态规划(Dynamic Programming) 图与网络分析（Graph & network Analysis) 排队论(Queue theory) 存贮论(Stock control theory) 对策论(Game theory),14,Chapter 1,决策论(Decision theory) 多目标决策(Multicriterion decision making) 计算机模拟 组合优化 可靠性理论 数据包络分析 现代优化算法(模拟退火,遗传算法,人工神
11、经网络,蚁群优化) 模糊决策 灰色系统理论,15,Chapter 1,运筹学方法应用例,16,Chapter 1,七、运筹学的发展,“在大部分的大学院系中，OR成为了学术性的模型，而不是现实世界的模型，因而这样培养出来的工作者能够向管理者们提供的仅仅是模型表达出来的特定解，这与我们当初提出的目标是背道而驰的。” 某些专家钻到了运筹数学的深处，只迷恋于数学模型的精巧、复杂，使用高深的数学工具，而忘记了运筹学的本色，忽略了多学科的交叉联系和解决实际问题的研究。 “不要把OR定义得大死，要回到OR的原始精神。面向问题，而不是面向我们口袋里的工具。” “过去过分强调精巧的数学模型，可是很难解决那些非结
12、构性的复杂问题，宁可用看起来简单粗糙的方法，加上决策者的正确判断恰能解决实际问题。”,17,Chapter 1,1962年，著名运筹学家T.Kuhn提出了一个名为“Paradigm”的概念，指的是一门学科的基本前提和假设。 运筹学传统的Paradigm： 现实世界是系统化的、结构化的。 环境是稳定的、合作的。 新的Paradigm： 现实世界是错综复杂的，整体上的性态不是局部的简单总和； 环境是变化的、冲突的，存在着不确定性。 特定的思考和分析过程，加上使用适当的方法进行修正，从而逐步趋向适应。,18,Chapter 1,国外有关运筹学杂志,Operations research Manage
13、ment science Journal of operations research Decision science Computer and operations research European Journal of Operational Research Journal of the operational Research Society,19,Chapter 1,国内有关运筹学杂志,系统工程理论与实践 系统工程学报 运筹与管理 运筹学学报 系统工程,20,Chapter 1,教学参考书,1. 运筹学ABC：成就、信念和能力，李宗元 等主编经济管理出版社，2000年版。 2.
14、管理运筹学，韩伯棠 编著，高等教育出版社， 2002年8月第一版 3. 管理科学基础（修订版），吴育华、杜纲编著，天津大学出版社，2004年版 4. 运筹学，赵可培 主编，上海财经大学出版社，2008年2月第2版 5. 运筹学习题集，胡运权 主编，清华大学出版社， 2002年9月第三版 6. 优化建模与LINDO/LINGO软件，谢金星 薛毅 编著，清华大学出版社，2005年7月第一版,21,Chapter 1,运筹学课程学习方法和考核方法,按时完成所布置的作业 保证有一定的时间用于课前预习和课后的复习 课堂教学与上机实验相结合 考核方法: 本课程为考试课。 平时成绩(30%)+期末考试成绩(70%),22,Chapter 1,
