工业工程《运筹学》48课时教学大纲.doc

运筹学教学大纲课程代号：01021028学时数：48适用专业：工业工程一、本课程的性质、目的和任务、本课程的性质运筹学是二十世纪40年代前后发展起来的一门新兴学科，在半个世纪的历程中，它发展迅速、应用广泛、成效卓著，已经成为一门独立的基础科学和应用科学，是学习社会现代化科学管理必不可少的强有力工具。运筹学是用定量方法研究管理问题的一门学科，以经济活动中的计量方法的应用为主体，主要运用数学方法研究各种系统之间的功能关系及优化途径，从而得出好的决策方案，以增强管理决策者从全局的观点出发考虑问题和解决问题，增强管理决策的效率和科学性，提高企业领导制定中长期规划和解决管理企业、政府部门或私人机构的日常问题的能力。运筹学的特点是将管理决策中出现的问题归结为模型，用数学等科学方法获得解模型的方法，再借助于计算机求解模型，为决策者提供参考。、本课程的目的运筹学是工业工程专业的专业基础课，也是现代科学管理定量方法的素质教育课程。学生通过学习该课程，应了解管理运筹学对优化决策问题进行定量研究的特点，理解线性规划、目标规划、动态规划、图与网络、库存论和排队论等分支的基本优化原理，掌握其中常用的模型和算法，具备一定的建模能力。、本课程的任务通过本课程的学习，提高学生运用科学方法，尤其是数学方法，去研究客观世界的各种运行系统中所发生的各种复杂问题，为现实或未来系统建立数学模型，并据以进行定量分析，从而求得系统最优运行或最优设计方案的能力。二、课程基本内容和要求1、绪论（1学时）本章内容包括运筹学的发展历史、运筹学的性质和特点、运筹学与系统工程、运筹学的展望等。2、线性规划的基本理论及其应用（21学时）（1）教学目的和要求本章是解决单目标决策问题，也是全课程最基本最重要的部分。要了解线性规划模型的特点，理解线性规划最优化原理、单纯形法原理和对偶理论，掌握线性规划问题的图解法、单纯形法及其矩阵描述、人工变量法、对偶单纯形法、灵敏度分析和运输问题的求解方法，能够对简单问题建模。（2）教学内容线性规划的数学模型及其标准形式；线性规划问题的图解法；线性规划的基本概念和几何意义；线性规划问题的单纯形法；对偶问题（单纯型法的矩阵描述、对偶问题的提出、基本性质、经济解释、对偶单纯形法）；灵敏度分析；运输规划问题（运输问题的数学模型、表上作业法、产销不平衡问题及其求解方法）；工作指派问题（整数规划问题的提出、0-1整数规划、指派问题）；线性规划在管理决策中的应用。（3）重点：单纯形法原理和步骤、对偶性质、灵敏度分析、运输规划问题及工作指派问题。（4）难点：单纯形法原理、对偶性质、灵敏度分析、运输规划问题及工作指派问题。3、目标规划（2学时）（1）教学目的和要求本章是解决多目标决策问题。要了解目标规划的基本概念，掌握目标规划的数学模型（2）教学内容目标规划的模型。（3）重点：目标规划模型的建立。（4）难点：目标规划的建模。4、动态规划（5学时）（1）教学目的和要求本章是解决多阶段决策问题。要理解动态规划基本概念、最优化原理和基本方法，掌握动态规划的求解要求和步骤，（2）教学内容动态规划的基本概念和基本方法；动态规划模型的建立与求解步骤；动态规划的应用（一维资源分配、二维资源分配、动态规划的顺序算法、生产与存储问题）。（3）重点：动态规划的基本概念和基本方法、动态规划模型求解步骤、逆序法算法原理、资源分配问题、生产与存储问题等。（4）难点：动态规划的基本方法、动态规划模型求解步骤、逆序法算法原理。5、网络分析（12学时）（1）教学目的和要求本章是解决网络优化问题。要理解图与网络的基本概念，掌握最小生成树、最短路、最大流问题、最小费用流问题的解法，（2）教学内容图与网络的基本知识；最小生成树问题；最短路问题；最大流问题；最小费用流问题；网络计划技术。（3）重点：Dijkstra法、最大流的标号法、最大流-最小割定理和最小费用的赋权图法。（4）难点：Dijkstra法、最大流的标号法、最大流-最小割定理和最小费用的赋权图法。6、存储论（3学时）（1）教学目的和要求本章是解决最合适存货量问题。要了解存贮论的基本概念、与存储有关的费用、存储策略等，掌握确定型存储模型、随机存储模型（2）教学内容存储论中的基本概念；确定性存储问题及其解法（经济批量模型、不允许缺货生产需一定时间的存储模型以及允许缺货生产时间很短的存储模型等）；随机性存储问题及其解法。（3）重点：确定型存储模型、随机性存储模型。（4）难点：随机性存储模型。7、排队论（4学时）（1）教学目的和要求本章是解决排队服务系统优化问题。要了解排队论的基本概念，常见到达间隔时间分布和服务时间分布特性，掌握生灭过程及稳态方程、单服务台负指数分布排队模型和多服务台负指数分布排队模型及其优化问题。（2）教学内容服务系统的基本概念；生灭过程；单通道服务系统M/M/1；多通道服务系统M/M/C；服务系统的优化问题。（3）重点：生灭过程、M/M/1模型、服务系统的优化问题。（4）难点：生灭过程。三、几点说明1、制定本大纲的依据：本科四年制本专业教学计划。2、本课程与其它相关课程的联系该课程与管理学原理、计算机科学、高等数学、线性代数、概率论与数理统计等有着密切的关系。因此，该课程必须让学生学完上述课程后开设。3、考核方法和成绩评定说明：（1）本课程每学期末应进行考试，成绩占总成绩的70-80%左右，其中平时考核一般占总成绩的不高于30%左右。（2）本课程拟建立试卷库，期末试卷由试卷库统一组成，实行教考分离。（3）期末考试进行试卷分析。4、本课程的教学方式和其他教学环节的安排本课程采用课堂讲授、讨论、多媒体教学和实际问题的分析解决相结合的多种手段开展教学，要求每章结束后进行小结归纳，并视教学进度，安排相应的课堂答疑及习题课，以便学生加深对教材知识的理解。5、教材和主要教学参考书：1 宁宣熙.运筹学实用教程.北京:科学出版社,2005年第一版2、卢向华等编.运筹学教程.北京:高等教育出版社，1989年3、运筹学教材编写组编.运筹学.北京:清华大学出版社，2005年第三版4、刁在筠等编.运筹学.北京:高等教育出版社,2001年第二版5、胡运权.运筹学教程.北京:清华大学出版社,2003年第二版6、David R. Anderson, Dennis J. Sweeney, Thomas A. Willianms ,