运筹学课件--第一章-绪论

运筹学 Operations Research 桂林电子科技大学商学院 李军,2011-4-14,Introduction to Operations Research,Page 1,OR,第0章 绪论 参考书目 运筹学定义 运筹学简史 运筹学分支及教学重点 运筹学工作步骤 运筹学应用的领域 运筹学应用效益举例 预备知识 教学情况 结束语,2011-4-14,Introduction to Operations Research,Page 2,OR,教材及参考书 教材：谢家平.管理运筹学.中国人民大 学.2010.2 参考书： 1、李军编著.管理运筹学.光明日报出版社.2009.12 2、熊伟.运筹学（第二版）.机械工业出版社.2009.5 3、徐渝，胡奇英.运筹学.陕西人民出版社.2002.11 参考网站： 1、西安交大运筹学精品课程 2、天津大学运筹学精品课程 3、四川大学运筹学精品课程,2011-4-14,Introduction to Operations Research,Page 3,OR,一、OR是什么？ 1、名称： Operational Research最早在英国 使用； Operations Research美国于1942年采 用；中文：运作研究，运用学，运筹学。 2、学科：专业基础课 3、作用：军事指挥的科学；经济计划的科学；企 业管理的科学,2011-4-14,Introduction to Operations Research,Page 4,OR,一、运筹学定义 “运筹帷幄之中，决胜千里之外” 史记·高祖本纪刘邦赞张良 运筹学是用数学的方法研究各类系统最优化问 题的学科，通过建立系统的数学模型并求解，为决 策者制定最优决策提供科学依据。 运筹学是一门管理数学。,2011-4-14,Introduction to Operations Research,Page 5,OR,OR,2011-4-14 Introduction to Operations Research Page 6,运筹学的性质和特点,为决策机构在对其控制下业务活动进行决策时，,提供以数量化为基础的科学方法 。,首先强调的是科学方法，重视某种研究方法要可 以用于整个一类问题上，并能够控制和进行有组织 的活动，而不单是这些研究方法分散和偶然的应用。 另一方面，强调以量化为基础，必然要用到数学理 论和成果。我们知道，任何决策都包含定量和定性 两方面，而定性方面又不能简单地用数学表示。如 政治、社会等因素，只有综合多种因素的决策才是 全面的。,在这里，运筹学工工作者的职责是为决策者提供 可以量化方面的分析，指出那些定性的因素。,运筹学的性质和特点 运筹学是一门应用科学，它广泛应用现有的 科学技术知识和数学方法，解决实际中提出的专 门问题，为决策者选择最优决策提供定量依据； 表明运筹学具有多学科交叉的特点，例如： 综合运用数学、经济学、心理学、物理学、化学 等的一些方法。运筹学是强调最优决策，但是这 个最是过分理想了，在实际生活中很难实现。,2011-4-14,Introduction to Operations Research,Page 7,OR,运筹学的性质和特点 运筹学是一种给出问题坏的答案的艺术，否 则的话问题的结果会更坏； 这个定义表明运筹学强调最优决策过分理 想，在现实中很难实现，于是用次优、满意等概 念来代替最优。,2011-4-14,Introduction to Operations Research,Page 8,OR,下等,二、运筹学简史 中国古代朴素的运筹学思想 公元前6世纪春秋孙武孙子兵法，体现军事运 筹学的思想。 北魏贾思勰齐民要术（在农业中运用） 北宋丁渭修皇宫（在运输和工程中运用） 在宫前大街取土烧砖挖成大沟注水成渠利用水渠运送 建材工程完毕用废砖乱瓦回填水渠节约成本提高效率。,战国田忌赛马,田忌 上等 中等,齐王 上等 中等,2011-4-14,Introduction to Operations Research,下等,Page 9,OR,二、运筹学简史 运筹学初步发展 案例一：二战前夕，英美为对付德军空袭合理利 用雷达形成有效的防空系统，进行与技术不同的 “O.R”。 案例二：二战中，英美军队成立专门小组，开展 护舰队的编队问题，并制定“遇潜艇攻击时，大船 急转向，小船缓慢转向”并研究确定反潜深水弹合 理爆炸深度，德军潜艇被摧毁率提高二战400%， 英美军中弹率从47%降至29%。 二战后，英美军正式成立运筹学小组，并随着研 究深入，扩展到其他领域。,2011-4-14,Introduction to Operations Research,Page 10,OR,“勃拉凯特马戏团” 最早投入运筹学领域研究的美国物理学家勃拉 凯特领导的第一个以运筹学命名的小组，被人们 称为“勃拉凯特马戏团”。 由于其成员复杂，是一个包括物理学家、经 济学家、数学家和其他专业的学者等各方面专家 组成的交叉学科小组。,2011-4-14,Introduction to Operations Research,Page 11,OR,二、运筹学简史运筹学发展大事记 1914 军事兰彻斯特战斗方程 1917 丹麦爱尔朗提出排队论（哥本哈根电讯公司 电话通讯系统） 1920s 存储论的最优批量公式 1930s 列温逊运用运筹学思想分析商业广告和顾 客心理。 1932 苏昂捷列夫建立投入产出模型。 1938 在雷达预警系统中正式运用“O.R” 1939 苏康托洛维奇提出类线性规划模型在工业 生产组织和计划领域中（列宁格勒胶合板厂）。,2011-4-14,Introduction to Operations Research,Page 12,OR,二、运筹学简史运筹学发展大事记 1944 冯诺意曼和摩根斯坦对策论与经济行 为 1947 美丹捷格正式提出线性规划和单纯形法。 1948 美麻省理工开设运筹学课程。 1950 英伯明翰大学开课，出版运筹学季刊 1951 莫尔斯和金博尔合著运筹学方法出版。 1952 美卡斯大学设置硕士和博士学位。 1960 苏康托洛维奇出版最佳资源利用的经 济计算，获“诺贝尔”奖。,2011-4-14,Introduction to Operations Research,Page 13,OR,二、运筹学简史世界各国运筹学发展 1948 美国成立运筹学学会 1952 英国成立运筹学学会 1956 法国成立运筹学学会 1957 印度和日本成立运筹学学会 1980 中国成立运筹学学会 50年代中期钱学森、许国志在将O.R引入中国 到1986年，全世界有38个国家成立运筹学学会。,2011-4-14,Introduction to Operations Research,Page 14,OR,运筹学发展有以下几方面的原因 运筹学在战争中的成功吸引更多的资源投入这一研究 领域； 二战结束后，经济发展成为各方注视的焦点，经济和 工业界有许多问题可以用运筹学方法解决； 计算机的出现为运筹学的应用提供了最好的技术支持。 随着运筹学的应用越来越广泛和深入，众多有识之士 对运筹学将向哪个方向发展、如何发展的问题进行了 广泛和深入的研究。,2011-4-14,Introduction to Operations Research,Page 15,OR,运筹学发展有以下几方面的原因 美国前运筹学会主席邦特(SBonder)认为，运筹 学应在三个领域发展：运筹学应用、运筹科学和 运筹数学。并强调发展前两者，从整体讲应协调 发展。 目前运筹学工作者面临的大量新问题是：经济、 技术、社会、生态和政治等因素交叉在一起的复 杂系统 。因此，早在上一世纪70年代末80年代初 就有不少运筹学家提出：要注意研究大系统，注 意运筹学与系统分析相结合。,2011-4-14,Introduction to Operations Research,Page 16,OR,运筹学发展有以下几方面的原因 美国科学院国际开发署写了一本书，其书名 就把系统分析和运筹学并列。有的运筹学家提出 了要从运筹学到系统分析的报告：由于研究新问 题的时间范围很长，因此必须与末来学紧密结 合；由于面临的问题大多是涉及技术、经济、社 会、心理等综合因素的研究，在运筹学中除常用 的数学方法以外，还必须引入一些非经典数学的 方法和理论等。,2011-4-14,Introduction to Operations Research,Page 17,OR,运筹学发展有以下几方面的原因 美国运筹学家沙旦(TLSaaty)在20世纪70 年代末提出了层次分析法(AHP)，并认为过去过 分强调细巧的数学模型，可是它很难解决那些非 结构性的复杂问题。因此宁可用看起来是简单和 粗糙的方法，加上决策者的正确判断恰能解决实 际问题。,2011-4-14,Introduction to Operations Research,Page 18,OR,运筹学发展有以下几方面的原因 切克兰特(PBCheckland)把传统的运筹学方 法称为硬系统思考，它适用于解决那种结构明 确的系统以及战术和技术性问题。硬系统思考 方法对于结构不明确的，有人参与活动的系统 无法很好地处理，这就应采用软系统思考方 法，相应的一些概念和方法都应有所变化，如 将过分理想化的“最优解”换成“满意解”等。 目前，运筹学领域工作者比较一致的共识是运 筹学的发展应注重以下三个方面：理念更新、 实践为本、学科交融。,2011-4-14,Introduction to Operations Research,Page 19,OR,三、运筹学分支及教学重点 0.绪论 1.线性规划及单纯形法 2. 对偶理论与灵敏度分析 3.运输问题 4.整数规划 5.目标规划 6.动态规划 7.图与网络分析 8.网络计划 9.决策分析,2011-4-14,Introduction to Operations Research,Page 20,OR,四、运筹学工作步骤,目 标,约 束 条 件,变 动 因 素,具,数,解,最,体,抽象描述、高度概括 搜集资料、确定参数,学,分析 寻找适当的方法,决,运算,优,问,模,问,决,题,建模、建立仿真系统,型,题,策,检,验,2011-4-14,Introduction to Operations Research,Page 21,OR,四、运筹学工作步骤 1、提出和形成问题 目标、约束条件（内部、外部）和变动因素 2、搜集资料、确定参数 资料的完整性、准确性 参数取值的适用范围和变化情况 3、建立模型 可控变量、参数和目标与约束关系用一定模型 表示出来。 4、模型求解和检验（满意解和最优解） 5、解的控制（考虑各种变动因素对解的影响）,2011-4-14,Introduction to Operations Research,Page 22,OR,一般要求运筹学工作者具有知识和能力： (1)熟悉典型运筹模型的特征和它的应用背景； (2)有分析、理解实际问题的能力，包括广博的知识、 搜集信息、资料和数据的能力； (3)有抽象分析问题的能力，包括善于抓主要矛盾， 善于逻辑思维、推理、归纳、联想、类比等形成 的创新能力；,2011-4-14,Introduction to Operations Research,Page 23,OR,一般要求运筹学工作者具有知识和 能力： (4)有运用各类工具知识的能力，包括运用数学、计 算机、其它自然科学的知识和工程技 术等的能力； (5)有试验校正和维护修正模型等的能力。,2011-4-14,Introduction to Operations Research,Page 24,OR,常见的构模方法和思