運(yùn)籌學(xué)-第一講概論.ppt

《運(yùn)籌學(xué)-第一講概論.ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《運(yùn)籌學(xué)-第一講概論.ppt（22頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

運(yùn)籌學(xué)主講：朱曉寧,第一章緒論,1.1運(yùn)籌學(xué)的歷史,1.2運(yùn)籌學(xué)的定義、分支、發(fā)展史,“運(yùn)籌”一詞出自《漢書高帝紀(jì)》中的一段話，“夫運(yùn)籌帷幄之中，決勝于千里之外，吾不如子房’（子房是劉邦的得力輔佐大臣張良的字）?！边\(yùn)籌這個(gè)詞具有運(yùn)用籌劃、運(yùn)謀籌策、規(guī)劃調(diào)度、運(yùn)營(yíng)研究等內(nèi)涵。,1.1運(yùn)籌學(xué)的歷史,運(yùn)籌學(xué)，顧名思義，即運(yùn)用、籌劃的學(xué)問。其某些思想可以說在我國(guó)由來已久，從“田忌賽馬”、“丁謂挖溝”、“沈括運(yùn)糧”三個(gè)典故中已見端倪。但是作為一門現(xiàn)代科學(xué)的運(yùn)籌學(xué)，則是20世紀(jì)40年代前后誕生于英國(guó)，英語(yǔ)名詞operationalresearch，直譯為“作戰(zhàn)研究”。在以后的歷程中，它發(fā)展迅速，應(yīng)用廣泛，成效卓著，已經(jīng)成為現(xiàn)代化科學(xué)管理不可或缺的強(qiáng)有力工具。,齊王要與大臣田忌賽馬，雙方各出上、中、下馬各一匹，對(duì)局三次，每次勝負(fù)1000金。田忌在好友、著名的軍事謀略家孫臏的指導(dǎo)下，做以下安排：,齊王上中下田忌下上中最終凈勝一局，贏得千金。,田忌賽馬,丁謂挖溝,,北宋年間，丁謂負(fù)責(zé)修復(fù)火毀的開封皇宮。他的施工方案是：取土、運(yùn)材、除圾,1、取土先將工程皇宮前的一條大街挖成一條大溝，將大溝與汴水相通。使用挖出的土就地制磚；,2、運(yùn)材令與汴水相連形成的河道承擔(dān)繁重的運(yùn)輸任務(wù)；,3、除圾修復(fù)工程完成后，實(shí)施大溝排水，并將原廢墟物回填，修復(fù)成原來的大街。,丁謂將取材、運(yùn)輸及廢墟物的處理用“一溝三用”巧妙地解決了。,都江堰水利工程戰(zhàn)國(guó)時(shí)期（大約公元前250年）川西太守李冰父子主持修建。其目標(biāo)是：利用岷江上游的水資源灌溉川西平原。追求的效益還有防洪與航運(yùn)。其總體構(gòu)思是系統(tǒng)思想的杰出運(yùn)用。,都江堰由三大工程及120多項(xiàng)配套工程組成：1.“魚嘴”岷江分水工程：將岷江水有控制地引入內(nèi)江。2.“飛沙堰”分洪排沙工程：將泥沙排入外江。3.“寶瓶口”引水工程：除沙后的江水引入水網(wǎng)干道。它們巧妙結(jié)合，完整而嚴(yán)密，相得益彰。兩千多年來，這項(xiàng)工程一直發(fā)揮著巨大的效益，是我國(guó)最成功的水利工程。,運(yùn)籌學(xué)定義（OperationResearchOR）由于運(yùn)籌學(xué)研究的廣泛性和復(fù)雜性，人們至今沒有形成一個(gè)統(tǒng)一的定義。以下給出幾種定義：運(yùn)籌學(xué)是一種科學(xué)決策的方法運(yùn)籌學(xué)是依據(jù)給定目標(biāo)和條件從眾多方案中選擇最優(yōu)方案的最優(yōu)化技術(shù),運(yùn)籌學(xué)是一門尋求在給定資源條件下，如何設(shè)計(jì)和運(yùn)行一個(gè)系統(tǒng)的科學(xué)決策的方法,1.2運(yùn)籌學(xué)的定義、分支、發(fā)展史,運(yùn)籌學(xué)與其他學(xué)科的關(guān)系,運(yùn)籌學(xué)是一門邊緣學(xué)科，它與許多學(xué)科交叉或密切相關(guān)，其中主要相關(guān)學(xué)科有：數(shù)學(xué)科學(xué)、管理科學(xué)、經(jīng)濟(jì)科學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)等學(xué)科。,在我國(guó)，管理科學(xué)（managementscience)的含義更加廣泛，以致無法確切定義。在很大程度上可以說，管理就是決策，因此管理科學(xué)是一門決策科學(xué)，即幫助人們正確地決定應(yīng)付各種復(fù)雜情況及解決各種復(fù)雜問題的方針和行動(dòng)，以便有效地管理各種復(fù)雜系統(tǒng)使之有序運(yùn)行的一門科學(xué)。而運(yùn)籌學(xué)的首要特點(diǎn)就是能提供科學(xué)決策的依據(jù)，因此運(yùn)籌學(xué)是管理科學(xué)的重要基礎(chǔ)，是實(shí)行科學(xué)管理的強(qiáng)有力工具。,側(cè)重于管理中常見的運(yùn)籌學(xué)問題及其適用的運(yùn)籌學(xué)模型與方法，尤其關(guān)注經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)管理中一些常見問題。一個(gè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的運(yùn)行過程可以歸結(jié)為投入產(chǎn)出的過程，即投入資源（人力、物力、財(cái)力、信息、時(shí)間）、產(chǎn)出效益（實(shí)物和勞務(wù)的數(shù)量、質(zhì)量、價(jià)值、效率）的過程。人們自然希望以較少的投入實(shí)現(xiàn)較大的產(chǎn)出，這就產(chǎn)生了經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)如何運(yùn)營(yíng)的問題。對(duì)此，運(yùn)籌學(xué)主要從以下兩個(gè)方面進(jìn)行研究：①投入既定，如何實(shí)現(xiàn)最大產(chǎn)出？②產(chǎn)出既定，如何實(shí)現(xiàn)最小投入？這是運(yùn)籌學(xué)在經(jīng)濟(jì)管理中研究的兩類基本問題，即所謂經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)最優(yōu)化問題。,目前用得最多的是符號(hào)與數(shù)學(xué)模型數(shù)學(xué)模型：對(duì)某一特定問題，用數(shù)學(xué)語(yǔ)言（字母、符號(hào)、圖表、圖形等）描述而得到的一個(gè)結(jié)構(gòu)。,運(yùn)籌學(xué)模型的一個(gè)顯著特點(diǎn)是它們大部分為最優(yōu)化模型。一般來說，運(yùn)籌學(xué)模型都有一個(gè)目標(biāo)函數(shù)和一系列的約束條件，模型的目標(biāo)是在滿足約束條件的前提下使目標(biāo)函數(shù)最大化或最小化。,運(yùn)籌學(xué)分析的主要步驟包括：發(fā)現(xiàn)和定義待研究的問題；構(gòu)造數(shù)學(xué)模型；尋找經(jīng)過模型優(yōu)化的結(jié)果，并通過應(yīng)用這些結(jié)果來改善系統(tǒng)的運(yùn)行效率。,真實(shí)系統(tǒng),系統(tǒng)分析問題描述,模型建立與修改,模型求解與檢驗(yàn),結(jié)果分析與實(shí)施,數(shù)據(jù)準(zhǔn)備,,,,,,,,,運(yùn)籌學(xué)分析的步驟,,,,運(yùn)籌學(xué)包含的主要分支數(shù)學(xué)規(guī)劃（線性規(guī)劃、整數(shù)規(guī)劃、目標(biāo)規(guī)劃、非線性規(guī)劃、動(dòng)態(tài)規(guī)劃、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃）圖論與網(wǎng)絡(luò)流決策分析,排隊(duì)論庫(kù)存論對(duì)策論搜索論,運(yùn)籌學(xué)形成于20世紀(jì)30年代（第二次世界大戰(zhàn)期間）,戰(zhàn)斗機(jī)搜索潛艇（40年代）,軍用物質(zhì)運(yùn)輸（40年代）,蘇聯(lián)著名數(shù)學(xué)家康托洛維奇：“生產(chǎn)組織與計(jì)劃中的數(shù)學(xué)方法”中提出合理調(diào)配和使用資源以便充分發(fā)揮其效用的研究中所提出的新的數(shù)學(xué)方法和理論。,國(guó)際上五大智囊團(tuán)：蘭德（RAND）公司（美國(guó)）國(guó)際應(yīng)用系統(tǒng)分析研究所（美國(guó)）野村研究中心（日本）德國(guó)工業(yè)企業(yè)設(shè)備公司（德國(guó)）斯坦福咨詢公司（美國(guó)）,蘭德（RAND）公司（美國(guó)）的一項(xiàng)研究：RAND（ResearchAndDevelopmentCompany）1950年6月朝鮮戰(zhàn)爭(zhēng)爆發(fā)。不久，麥克阿素指揮的以美國(guó)為首的“聯(lián)合國(guó)軍”在仁川登陸，攔腰切斷朝鮮人民軍的后路，包圍并重挫了朝鮮人民軍的主力。然后，美國(guó)軍隊(duì)長(zhǎng)驅(qū)北上，逼近鴨綠江邊。,建國(guó)近一年的新中國(guó)的最高領(lǐng)導(dǎo)人對(duì)這場(chǎng)在國(guó)門口的戰(zhàn)火持什么態(tài)度？在這種情況下，美國(guó)政府出資要求蘭德（RAND）公司做一項(xiàng)緊急研究，并將成果呈報(bào)美國(guó)總統(tǒng)。,由戰(zhàn)爭(zhēng)過后解密后的報(bào)道，該項(xiàng)研究成果的結(jié)論極其明晰：中國(guó)將派軍隊(duì)入朝參戰(zhàn)！與歷史的實(shí)際完全一致。蘭德（RAND）公司認(rèn)為：盡管新中國(guó)當(dāng)時(shí)的經(jīng)濟(jì)實(shí)力、軍隊(duì)的裝備與效能遠(yuǎn)底于美國(guó)，并且相當(dāng)多的高級(jí)將領(lǐng)對(duì)出兵持懷疑的態(tài)度，但由蘇聯(lián)、中國(guó)、朝鮮的政治格局，中朝兩國(guó)領(lǐng)導(dǎo)人的歷史源源和中國(guó)軍隊(duì)的士氣，中國(guó)人民的民心、,中國(guó)共產(chǎn)黨的威望及在鄰國(guó)作戰(zhàn)的有利條件等分析，中國(guó)絕不會(huì)袖手旁觀，而且在當(dāng)時(shí)的危急關(guān)頭，除派兵入朝參戰(zhàn)外，很難有別的選擇。,有趣的是，在其透徹的分析中，還包含了對(duì)毛澤東主席的性格及心理學(xué)分析，毛澤東性格剛強(qiáng)，從不畏強(qiáng)敵，面對(duì)挑戰(zhàn)絕不退縮，因此，可以斷定毛澤東會(huì)最終做出參戰(zhàn)的重大決策。,系統(tǒng)工程應(yīng)用領(lǐng)域：宏觀經(jīng)濟(jì)：能源：能源總體規(guī)劃、運(yùn)輸、產(chǎn)供銷：石油如何分配、水電、核電發(fā)展規(guī)劃。軍事：武器論證、反坦克系統(tǒng)、高炮系統(tǒng)、坦克系統(tǒng)、作戰(zhàn)模擬、陸?？哲娮鲬?zhàn)。農(nóng)業(yè)：農(nóng)業(yè)規(guī)劃、農(nóng)業(yè)施肥。,交通：全國(guó)交通網(wǎng)、城市交通網(wǎng)、出租車、公交路線規(guī)劃、港口選址、駁運(yùn)、河運(yùn)（航道堵塞）、空運(yùn)（空中交通管制ATC）、物流工業(yè)企業(yè)：企業(yè)發(fā)展規(guī)劃、生產(chǎn)計(jì)劃、庫(kù)存問題、新設(shè)備可行性、下料問題、全面質(zhì)量管理、投入產(chǎn)出、生產(chǎn)調(diào)度問題、投資問題。,管理信息系統(tǒng)：決策支持系統(tǒng)（企業(yè)計(jì)劃、財(cái)務(wù)、人事、材料、銀行……）區(qū)域發(fā)展規(guī)劃：教育：人才預(yù)測(cè)、人才結(jié)構(gòu)、師資、設(shè)備、職稱提升、成人教育、畢業(yè)生考核……,人口：人口預(yù)測(cè)……大型項(xiàng)目可行性論證：寶鋼、三峽工程……醫(yī)療：體育：運(yùn)動(dòng)會(huì)組織……,