運籌學(xué)(第四版)清華大學(xué)出版社《運籌學(xué)》教材編寫組-第1章 緒論.ppt

1、清華大學(xué)出版社,1,一、緒論,第1節(jié) 運籌學(xué)的簡史 第2節(jié) 運籌學(xué)的性質(zhì)和特點 第3節(jié) 運籌學(xué)的工作步驟 第4節(jié) 運籌學(xué)的模型 第5節(jié) 運籌學(xué)的應(yīng)用 第6節(jié) 運籌學(xué)的展望,清華大學(xué)出版社,2,第1節(jié) 運籌學(xué)的簡史,運籌學(xué)作為科學(xué)名字出現(xiàn)在20世紀(jì)30年代末。 第二次世界大戰(zhàn)后，20世紀(jì)發(fā)展概況。 在20世紀(jì)50年代中期錢學(xué)森、許國志等教授將運籌學(xué)由西方引入我國，并結(jié)合我國的特點在國內(nèi)推廣應(yīng)用。在此期間以華羅庚教授為首的一大批數(shù)學(xué)家加入到運籌學(xué)的研究隊伍，使運籌數(shù)學(xué)的很多分支很快跟上當(dāng)時的國際水平 1959年，運籌學(xué)部門在中國科學(xué)院數(shù)學(xué)研究所成立，力學(xué)所小組與數(shù)學(xué)所的小組于1960年合并成為數(shù)學(xué)

2、研究所的一個研究室，當(dāng)時的主要研究方向為排隊論、非線性規(guī)劃和圖論，還有人專門研究運輸理論、動態(tài)規(guī)劃和經(jīng)濟(jì)分析（例如投入產(chǎn)出方法）。在當(dāng)時這些先遣者中，越民義先生、劉源張院士、朱永津教授、桂湘云教授、陳錫康教授、徐光煇教授、韓繼業(yè)教授、李秉全教授、郭紹僖教授等。,清華大學(xué)出版社,3,第2節(jié) 運籌學(xué)的性質(zhì)和特點,運籌學(xué)是一門應(yīng)用科學(xué)，至今還沒有統(tǒng)一且確切的定義。 莫斯(P.M.Morse)和金博爾(G.E.Kimball)曾對運籌學(xué)下的定義是：“為決策機(jī)構(gòu)在對其控制下業(yè)務(wù)活動進(jìn)行決策時，提供以數(shù)量化為基礎(chǔ)的科學(xué)方法?！?另一定義是：“運籌學(xué)是一門應(yīng)用科學(xué)，它廣泛應(yīng)用現(xiàn)有的科學(xué)技術(shù)知識和數(shù)學(xué)方法，解

3、決實際中提出的專門問題，為決策者選擇最優(yōu)決策提供定量依據(jù)。”,清華大學(xué)出版社,4,前英國運籌學(xué)學(xué)會會長托姆林森提出六條原則,(1) 合伙原則。是指運籌學(xué)工作者要和各方面人，尤其是同實際部門工作者合作。 (2) 催化原則。在多學(xué)科共同解決某問題時，要引導(dǎo)人們改變一些常規(guī)的看法。 (3) 互相滲透原則。要求多部門彼此滲透地考慮問題，而不是只局限于本部門。 (4) 獨立原則。在研究問題時，不應(yīng)受某人或某部門的特殊政策所左右，應(yīng)獨立從事工作。 (5) 寬容原則。解決問題的思路要寬，方法要多，而不是局限于某種特定的方法。 (6) 平衡原則。要考慮各種矛盾的平衡，關(guān)系的平衡。,清華大學(xué)出版社,5,第3節(jié)

4、運籌學(xué)的工作步驟,(1) 提出和形成問題。即要弄清問題的目標(biāo)，可能的約束，問題的可控變量以及有關(guān)參數(shù)，搜集有關(guān)資料； (2) 建立模型。即把問題中可控變量、參數(shù)和目標(biāo)與約束之間的關(guān)系用一定的模型表示出來； (3) 求解。用各種手段(主要是數(shù)學(xué)方法，也可用其他方法)將模型求解。解可以是最優(yōu)解、次優(yōu)解、滿意解。復(fù)雜模型的求解需用計算機(jī)，解的精度要求可由決策者提出；,清華大學(xué)出版社,6,(4) 解的檢驗。首先檢查求解步驟和程序有無錯誤，然后檢查解是否反映現(xiàn)實問題； (5) 解的控制。通過控制解的變化過程決定對解是否要作一定的改變； (6) 解的實施。是指將解用到實際中必須考慮到實施的問題，如向?qū)嶋H部

5、門講清解的用法，在實施中可能產(chǎn)生的問題和修改。 以上過程應(yīng)反復(fù)進(jìn)行。,第3節(jié) 運籌學(xué)的工作步驟,清華大學(xué)出版社,7,第4節(jié) 運籌學(xué)的模型,模型有三種基本形式： 形象模型； 模擬模型； 符號或數(shù)學(xué)模型。,清華大學(xué)出版社,8,構(gòu)模的方法和思路有以下五種：,(1) 直接分析法 (2) 類比法 (3) 數(shù)據(jù)分析法 (4) 試驗分析法 (5) 想定(構(gòu)想)法(scenario),清華大學(xué)出版社,9,模型的一般數(shù)學(xué)形式可用下列表達(dá)式描述：,目標(biāo)的評價準(zhǔn)則 U=f(xi,yj,k) 約束條件 g(xi,yj,k)0 其中：xi可控變量； yj已知參數(shù)； k隨機(jī)因素。,清華大學(xué)出版社,10,第5節(jié) 運籌學(xué)的應(yīng)

6、用,(1) 市場銷售 (2) 生產(chǎn)計劃 (3) 庫存管理 (4) 運輸問題 (5) 財政和會計 (6) 人事管理 (7) 設(shè)備維修、更新和可靠性、項目選擇和評價,清華大學(xué)出版社,11,第5節(jié) 運籌學(xué)的應(yīng)用,(8) 工程的優(yōu)化設(shè)計 (9) 計算機(jī)和信息系統(tǒng) (10) 城市管理 (11)軍事 (12)其他,清華大學(xué)出版社,12,第6節(jié) 運籌學(xué)的展望,美國前運籌學(xué)會主席邦特(S.Bonder)認(rèn)為，運籌學(xué)應(yīng)在三個領(lǐng)域發(fā)展： 運籌學(xué)應(yīng)用 運籌科學(xué) 運籌數(shù)學(xué)。,清華大學(xué)出版社,13,近幾年來出現(xiàn)一種新的批評,指出有些人只迷戀于數(shù)學(xué)模型的精巧、復(fù)雜化，使用高深的數(shù)學(xué)工具，而不善于處理面臨大量新的不易解決的

7、實際問題。現(xiàn)代運籌學(xué)工作者面臨的大量新問題是經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、社會、生態(tài)和政治等因素交叉在一起的復(fù)雜系統(tǒng)。,清華大學(xué)出版社,14,非數(shù)學(xué)的方法和理論引入運籌學(xué),在運籌學(xué)中除常用的數(shù)學(xué)方法以外，還引入一些非數(shù)學(xué)方法和理論。 美國運籌學(xué)家沙旦(T.L.Saaty)，在20世紀(jì)70年代末提出了層次分析法(AHP)。 切克蘭特(P.B.Checkland)把傳統(tǒng)的運籌學(xué)方法稱為硬系統(tǒng)思考，它適用于解決那種結(jié)構(gòu)明確的系統(tǒng)以及戰(zhàn)術(shù)和技術(shù)性問題，而對于結(jié)構(gòu)不明確的，有人參與活動的系統(tǒng)就不太勝任了。這就應(yīng)采用軟系統(tǒng)思考方法。,清華大學(xué)出版社,15,解的概念變化,相應(yīng)的一些概念和方法都應(yīng)有所變化，如將過分理想化的“最優(yōu)解”換成“滿意解”。過去把求得的“解”看作精確的、不能變