南方航空运筹学研究与应用.ppt

南方航空南方航空“ “运筹学运筹学” ” 研究与应用研究与应用 内容 运筹学介绍 研究与应用 什么是运筹学？ -Operations Research -学科：数学分支（管理、决策科学） -目的：决策科学化（主观客观） -方法：建模、求解 关键词：优化 诺贝尔经济学奖（2012） 白云机场天河 序号车辆油耗载重里程成本 1 中型20L14T7001747 2小型15L8T5001561 3大型25L20T6002413 生产资源要素 - 物流：货车、货机、网点 - 航空：飞机、机组 - 超市：库存、营业员 - 银行：网点、窗口、资金 - 工厂：生产线、设备、工人 - 医院：窗口、病床 为什么需要运筹学？ -资源，有限 -降本增效，必须 -不自觉-自觉 -定量与定性 -管理精细化 问题规模 -方案数量：4*6*4=96种 航班号起飞目的地机型 034309:00墨尔本330 309109:00马尼拉320 319709:00呼和浩特320 340109:00成都738 360909:00上海320 320709:05西宁320 346309:05重庆319 033709:10首尔321 635909:10南京320 349909:15迪庆319 038509:30东京77B 360509:30长春320 304909:50河内320 378709:50威海320 380309:55杭州321 034510:00北京332 353110:00上海330 航班号起飞目的地机型 691507:30阜阳319 323607:35桂林321 347707:40昆明319 372307:45厦门319 350507:50福州320 394507:50井冈山319 302508:00普吉330 310108:00北京77A 352108:00杭州320 352308:00上海77A 350908:05济南73G 381308:05合肥320 394908:05重庆319 351308:10南京320 372908:10柳州ER4 633708:10常州320 313308:15天津738 航班号起飞目的地机型 030108:20悉尼330 333908:20梅县ER4 034908:25吉隆坡73G 391308:25无锡738 629908:25黃岩320 038908:30大阪77B 035308:35新加坡320 320508:35兰州320 325708:35徐州738 363508:35连云港738 305508:40仰光319 322108:40南阳319 329908:50邯郸319 351908:50济宁319 336308:55洛阳319 358508:55安庆ER4 030309:00伦敦332 -100方案/天，1014方案/周 组合爆炸（Combinatorial explosion） 组合爆炸（Combinatorial explosion） 如何运用运筹学？ （1）问题抽象分析 （2）建立数学模型 （3）求解数学模型 什么是数学模型？ 什么是数学模型？ 机组排班问题，等价于一道数学题。 答案，就是排班方案。 这道数学题，就是模型。 什么是数学模型？ min 5x1+5x2+.+12x36+9x37 st x1+x7+x8+x19+x20+x21+x22+x29+x30+x31+x36=1 x2+x7+x9+x10+x11+x12+x19+x20+x21+x22+x23+x24+x25+x32+x33+x34+x37=1 x3+x8+x9+x13+x14+x15+x19+x23+x24+x25+x26+x27+x29+x30+x32+x33+x35+x36+x37=1 x4+x10+x13+x16+x17+x20+x23+x26+x27+x28+x29+x30+x31+x32+x33+x34+x35+x36+x37=1 x5+x11+x14+x16+x18+x21+x24+x26+x28+x29+x31+x32+x34+x35+x36+x37=1 x6+x12+x15+x17+x18+x22+x25+x27+x28+x30+x31+x33+x34+x35+x36+x37=1 x1,.,x37 integer 如何建模？ 问题“错误”，无法得“正确”答案 难点：业务、多目标优化 适用性和扩展性 Prob.CrewsTasksRowsColumnsSimplex(h) No.1 37220814121,922,6260.47 No.226320813192,343,8170.75 No.335627418554,386,2710.48 No.458432318599,412,2131.19 No.5476237122412,446,2412.00 No.6485239123715,761,1562.49 如何求解？ 解方程、检验结果 难点：有限时间（超级计算机） -理解业务本质，辅助决策 运筹学的应用？ 物流业：配送网络、载货量、物流中心 制造业：生产计划、仓储管理 航空业：飞机、机组、网络、收益 国际运筹学联合会 航空运输分会 Crew Management Cargo Strategic/Network Planning Revenue Mgmt/Distribution Airline Operations 增加收入 产品规划、收益管理 节约成本 人力、运行、管理 票价管理 航班计划 维修路径 航班恢复 网络规划 机型优化 收益管理 人员排班 购 买飞 机 航 线网 络 市 场营 销 运 行服 务 飞 机维 修 收 入成 本 决策科学化 运筹学，在移动互联时代？ -沟通，实时 -交互，频繁 -流程，变革 -资源优化，模型实时调整 -旅客价值，更多维度 南航实践 2010/09，机组自动排班 2012/06，机组自动搭班 2013/06，航线网络规划 2013/08，机组休息规划 2013/12，地服资源排班 飞机排班、机组选班、航班恢复 分子公司次数总任务数系统安排覆盖率时间（小时） 17 364（9月）73,39567,63692%80 分类2010201120122013 用户需求36484516 系统优化8744020 小计441228536 合计（条）287 日平均飞行（小时）（广州基地） 日期 机长第一副驾 手工系统手工系统 6-2166.566.4 6-225.96.35.96.1 6-235.765.65.9 6-245.565.55.8 6-255.76.25.66.1 6-265.86.15.86 6-272.92.82.82.8 资源优化、科学决策 同样的时间，提高效率 同样的人数，任务公平 同样的飞机，更多航线 搭建平台，讨论制定业务规则 算法库 枚举（先生