运筹学绪论-2课时.ppt

OR11 运 筹 学 ( Operations Research ) 运筹学的定义 本课程的教材及参考书 本课程的特点及考核方式 运筹学的主要内容 运筹学的发展简史 运筹学在经济管理中的应用 OR12 第一章 绪 论 1、运筹学的定义 运筹学一词在英国称为Operational Research，在美国称为 Operations Research，缩写为OR。最早由波得赛 (Bawdsey)雷达站的负责人罗伊提出。 OR13 字面题解 Operations 一词的意思是“运行 、操作、作战、手术、运算”，所以 ， Operations Research是寻求运行 操作方法的科学，可直译为“运用研 究”或“作业研究”。 OR14 OR15 中国大陆陆运筹学： 1956年，运用学 1957年，改为为运筹学 来源：运筹帷幄之中，决胜胜千里之外 各国不同的译法（之一） OR16 日本运用学 港台作业研究 各国不同的译法（之二） 运筹学的定义 大英百科全书书定义义：运筹学是一门应门应 用于管理有组织组织 系统统的科学，运筹学为为 掌管这类这类 系统统的人提供决策目标标和数量 分析的工具。 OR17 P.M.Morse&G.E.Kimball定义义：运筹学是 一种为为决策机构在对对其控制下业务业务 活动动 进进行决策时时，提供以数量化为为基础础的科 学方法。 运筹学的定义 运筹学的定义 中国企业业管理百科全书书定义义： 应应用分析、试验试验 、量化的方法，对经对经 济济管理系统统中人力、物力、财财力等资资 源进进行统统筹安排，为为决策者提供有依 据的最优优方案，以实现实现 最有效的管理 。 OR19 运筹学的定义 本书书中定义义： 通过过构建、求解数学模型，规规划、优优 化有限资资源的合理利用，为为科学决策提 供量化依据的系统统知识识体系。 OR110 2、本课程的教材及参考书 选用教材 运筹学李湘露、朱九龙主编 北京师范大学出版社 参考教材 运筹学教程胡运权主编 清华出版社 管理运筹学韩伯棠主编 高等教育出版社 运筹学 钱颂迪主编 清华出版社 3、本课程的特点及考核方式 先修课：高等数学、线性代数、基础概率 特点：系统整体优化；多学科的配合；强 调实践性；与计算机工具的发展密切相关 。 运筹学常用软件综述.pdf 本课程的基本要求： （1）了解运筹学的发展； （2）理解基本概念、基本原理； （3）掌握模型方法的应用； （4）了解计算机处理方法。 运筹学研究的主要步骤： 真实系统 系统分析 问题描述 模型建立 与修改 模型求解 与检验 结果分析与 实施 数据准备 考核方式: OR115 学科总成绩 平时成绩 （30） 课堂考勤 （15） 平时作业 （15） 期末成绩 （70） 4、运筹学的主要内容 数学规划（线性规划、整数规划、目 标规划、动态规划等） 图论 存储论 排队论 对策论 排序与统筹方法 决策分析 5、运筹学的发展简史 （1）早期运筹思想 OR117 中国古代的对策论 -田忌赛马 OR118 整体最优的运筹思想 齐齐王上中下 田忌上中下 齐齐王上中下 田忌下上中 0:3 2:1 古代工程中的运筹思想 -丁渭修皇宫 OR119 挖河取土挖河取土烧砖制瓦烧砖制瓦 引水入沟引水入沟水运建材水运建材 皇宫修复皇宫修复碴土填河碴土填河 一举而三役济 OR120 哥尼堡七桥问题(图论) 18世纪德国的哥尼堡城中流过一条河 。河上有七座桥连接着河的两岸和河中的 两个小岛。那里的人们热衷于这样的游戏 ：怎样才能一次连续走过这七座桥而每座 桥只走一次，回到原出发点？ OR121 C A D B 1736年,29岁的欧拉（Euler）发表了图论的首篇 论文,严格证明了七桥问题无解.欧拉把A岛、B岛、 南岸、北岸等四块陆地抽象成四个点A,B,C,D,连接 两块陆地的桥为边(用直线段或曲线弧表示),便形成 了以下数学中抽象的图。 AB C D 1857年，英国数学家哈密尔顿发明 了一种游戏，他用一个实心正12面体象 征地球，正12面体的20个顶点分别表示 世界上20座名城，要求游戏者从任一城 市出发，寻找一条可经由每个城市一次 且仅一次再回到原出发点的路，这就是 “环球旅行”问题。 OR123 环球旅行问题(图论) 环球旅行问题的六十种解法 _Hamilton回路的初步探讨.pdf 囚徒困境的例子(博弈论) A. W. Tucker的囚徒困境： OR124 甲沉默甲背叛 乙沉默二人同服刑1年 乙服刑10年， 甲即时获释时获释 乙背叛 甲服刑10年， 乙即时获释时获释 二人同服刑8年 OR125 w1909年 丹麦电话公司工程师A.K.Erlang 发表“概率与电话通话理论”一文，开创 排队论的研究先河。 w1915年 Harris 提出经济订货模型，属 存储论研究的范畴（物流管理） （2）早期运筹学研究 OR126 w1916年Lanchester对战争问题进行研究 ，提出著名的兰彻斯特方程，属军事运筹 学的范畴 w1939年 苏联的康托洛维奇出版了生产 组织与计划中的数学方法一书，属线性 规划研究的范畴 运筹学大事概览.doc （3）运筹学的起源 一般认为，运筹学诞生于20世 纪30年代末和40年代初烽火硝烟的 二次世界大战之中。 OR127 运筹学的军事起源 军事是运筹学的第一个起源. 在我国古代，被称为兵圣的春秋时期军 事家孙武,在他的著作孙子兵法中, 体现了丰富的运筹思想,孙武首先将度、 量、数等概念引人军事领域,通过必要的 计算来预测战争的胜负并指导战争中的 有关行为. *28 在国外， 阿基米德、达芬奇、伽利略都研 究过作战问题. *29 阿基米德(约公元前） 287212是古希腊 物理学家、数学家 达芬奇 (1452-1519) 意大利文艺复兴时期最负 盛名的美术家、雕塑家、 建筑家、工程师、机械师、 科学巨匠和发明家 伽利略 (15641642) 意大利文艺复兴后期伟大 的天文学家、力学家、哲 学家、物理学家，被誉为 近代科学之父 二战中著名的应用 OR130 1、鲍得西雷达站 1935年，英国科学家沃森瓦特（R.Watson Wart） 发明了雷达. 当时任英国海军大臣的丘吉尔敏锐地认 识到雷达的重要意义，下令在英国东海岸的鲍得西（ Bawdsey）建立了一个秘密的雷达站. *31 Watson-Watt (18921973)英国物理学家和雷达技术专 家。1938年在沃森瓦特主持下在英国东海岸建成防空 雷达网。雷达网在1940年击败纳粹德国的空袭中起了重 要的作用。 1939年，由英国曼彻斯特大学物理学家、英国 战斗机司令部科学顾问、战后获得诺贝尔奖的 布莱凯特（P. M. S. Blackett，18971974 ）为首，组建了一个代号为“Blackett马戏团 ”的研究小组,专门就改进防空系统进行研究. *32 2、改进深水炸弹的起爆深度 当时德国的潜水艇严重威胁盟军的运输船 ，于是研究如何用飞机投掷深水炸弹，有 效摧毁敌军潜艇就成为当务之急。 1942年，美国大西洋舰队主持反潜战的官 员贝克请求成立反潜战运筹组，麻省理工 学院的物理学家莫尔斯被请来担任计划与 监督。 *33 军方采用运筹组的建议，重创德国潜艇舰队 ，最终成功地打破了德国的海上封锁. 此外，在对潜艇的有效搜索、合理安排飞机 维修、提高飞机的利用率等许多问题的解决 ，运筹学发挥了重要作用. 这些运筹学成果对盟军大西洋海战的胜利起 了十分重要的作用，对许多战斗的胜利也起 了积极的作用. *34 战争结束时，英美及加拿大军队中工作的 运筹学工作者已超过了700人.运筹学得到 迅速发展. 二战结束后，英国军方的一份总结报告 曾说：“运筹学使我们赢得了胜利！” *35 二战后，运筹学从单纯军事和战争中的应用 研究，扩展到经济和管理领域，并形成了自 己的理论与方法. 1948年，美国麻省理工学院率先开设了运筹 学课程，许多大学群起效法，内容也日益丰 富. 1950年，美国出版了第一份运筹学杂志. *36 1951年，莫尔斯（Philip M.Morse, 1903-1985）和金博尔(George E.Kimball,1906-1967)出版了第一本运筹学专著：运筹学的方法。 书中总结了二战中运筹学的军事应用，并给出了运筹学的一个著名定义 。 *37 教学中应注意的几个问题 运筹学的管理起源 运筹学的第二个起源是管理. 第一次世界大 战前就已经发展成熟的古典管理学派，对运 筹学的产生和发展影响很大. 管理实践和管理科学的许多问题,至今仍然是 运筹学家关注的课题. *38 1911年，泰勒(F.W.Taylor，美国人，科学管理之父 )出版了科学管理原理.其管理思想和理论，概 括起来主要有以下三点： （1）科学管理的根本目的是谋求最高工作效率. （2）达到最高工作效率的重要手段是科学的管理方法 . （3）实施科学管理要求精神上的彻底变革. *39 与泰勒同时时代的，对对管理改革作出贡贡献的还还有一些学者， 其中具有代表性的人物有： 亨利L甘特 (1861-1919) 弗兰兰克杰尔布雷斯 (1868 - 1924)夫妇妇. *40 教学中应注意的几个问题 美国的亨利福特(Henry Ford，1863 - 1947)在泰勒的单单工序动动作研究的基础础上，为为 了提高企业业的竞竞争能力，对对如何提高整个生 产过产过 程的生产产效率进进行了研究. *41 教学中应注意的几个问题 运筹学的经济学起源 运筹学的第三个来源是经济学的研究. 经济学理论对运筹学的影响是和数理经济学学派紧密联系的. 数理经济学对运筹学，特别是对线性规划的影响可以从魁奈 （Qusnay）1758年发表的经济表算起，当时最著名的经 济学家沃尔拉斯（Walras）研究了经济平衡问题，后来的经 济学家对其数学形式继续研究并得到深入发展. *42 1928年，冯冯. 诺诺伊曼（von Neumann,John, 1903 -1957）以研究二人零和对对策的一系列论论文为为“ 对对策论论”奠基，1932年，又提出了广义经济义经济 平 衡模型. 1939年，苏联苏联 的康托洛维维奇发发表生产组织产组织 和 计计划中的数学方法. 这这些工作都可以看作是运 筹学的先驱驱工作. *43 教学中应注意的几个问题 二战后运筹学的发展 理论发展，形成了众多分支。运筹学包 括线性规划(整数规划、目标规划、动态规划 、随机规划、非线性规划)、图论与网络模型 、存储论、排队论、对策论、排序与统筹法 、决策分析、预测等数十个分支。 OR144 二战后运筹学的发展 上世纪50年代是运筹学的成长时期。与计 算机技术相结合，开创了运筹学应用的新纪元 。计算机为运筹学提供解题工具，使得许多复 杂的运筹学问题可以借助于现有的程序迅速地 求得结果。 OR145 现代运筹学在中国的兴起 现代运筹学被引入中国是在五十年代后 期。中国第一个运筹学小组在钱学森、许 国志先生的推动下在1956年于中国科学院 力学研究所成立。 1958年建立了运筹学研究室。1980年4 月成立中国运筹学学会。 OR146 现代运筹学在中国的兴起 著名数学家华罗庚教授在1965年开始从 事的统筹法和优选法的研究和推广工作，成 为我国项目管理研究的先驱。 中国数学家管梅谷提出的“中国邮路问 题”。 OR147 1963年是中国运筹学教育史上值值 得一提的一年，数学研究所的运筹学 研究室为为中国科技大学应应用数学系 的第一届毕业毕业 生（58届）开设设了较较 为为系统统的运筹学专业课专业课 ，这这是第一 次在中国的大学里开设设运筹学专业专业 和授课课。 OR148 6、运筹学在经济管理中的应用 生产计划：生产作业的计划、日程表的编排 、合理下料、配料问题、物料管理等。 库存管理：多种物资库存量的管理，库存方 式、库存量等。 运输问题：确定最小成本的运输线路、物资 的调拨、运输工具的调度以及建厂地址的选 择等。 OR149 OR150 人事管理：对人员的需求和使用的预测，确定人员 编制、人员合理分配，建立人才评价体系等。 市场营销：广告预