运筹学在生活中的应用.doc

管理运筹学在生活中的应用管理运筹学在生活中的应用摘要：本文在对运筹学进行结案要概述的基础上，对运筹学的历史、特点、分析步骤尽心了简要的阐释。基于运筹学的特点，文章详细介绍了运筹学在运输、经济、管理领域的运用，并介绍了几个典型的利用运筹学解决的案例。运筹学的运用已经深入到我们的生产、生活当中，计算机和运筹学的结合使运筹学的未来在现有领域的改善、运用到新领域，拥有了无限可能。关键词：管理运筹学 运筹学特点 应用 经济效益最大化1 简述管理运筹学是一门利用数学思想和方法解决实际问题的科学，是近代应用数学的一个分支，主要研究的是经济活动和军事活动中能用数量来表达的有关策划、管理方面的问题。运筹学包括规划论、库存轮、图论、决策论、对策论、排队论、博弈论、可靠性理论等多个理论，为管理人员在决策时提供了科学的依据，是实现有效管理、正确决策和现代化管理的重要方法之一。2 历史管理运筹学起源于第二次世界大战期间。当时英美两国出于战争决策的需要，希望把各项稀少的资源以有效地方式，分配给不同的军事活动，以获得最大的效益。运筹学在二战期间解决了许多实际的问题。战后进入工业繁荣使其，运筹学也进入工商企业等社会各部门中。上世纪五十年代，运筹学的理论日趋完善，再加上计算机的产生，又大大促进了运筹学的发展。1952年，美国成立了运筹学会，1957年，成立了国际运筹学协会。现代运筹学在五十年代后期被引入中国。第一个运筹学小组在钱学森、许国志的推动下于1956年成立。五十年代后期，中国的运筹学研究主要集中在运输问题上，著名的例子是“打麦场选址问题”。课本中的“中国邮路问题”就是当时国际上被人熟知的，它的模型是由管梅谷教授提出的。近二十年来， 运筹学又被运用于信息科学、生命科学等现代高科技中，造福人类。同时，他在金融管理、网络管理以及供应链管理当中的应用，也发挥了很大作用。3 应用管理运筹学是面向实际应用而产生的，从开始的军事应用已经渗透到生活中各个部门。在解决具体问题时先从现实问题中抽出要素构造数学模型，探索求解的结构并寻找系统求解过程，最后从可行方案中找到最优解。运筹学具有主要使用数学方法、最优化思想是核心、多学科交叉、应用性和多分枝性的特点，下面就其具体应用做出阐释。3.1 运输问题数学规划理论可以处理成千上万约束条件和变量的大规模现行规划问题，研究问题与有限资源分配有关，在组织生产的经营管理活动中，具有极为重要的地位和作用。数学规划又包括线性规划、整数规划、动态规划、应用规划、目标规划等，应用广泛，切计算技术比较简便。数学规划可以解决交通运输中物资调运、配送、人员分派、库存控制、设备更新、合理选址等问题，我国利用运筹学方法曾经解决过水泥、粮食和钢材的合理利用问题，取得了良好的经济效益。图论在物流问题中的应用非常显著。利用图论中的最小支承树、最短路、最大流、最小费用最大流理论，可以解决一系列实际问题，比如可以绘制运输系统线路图、公路网的设计和分析、市内公共汽车路线的选择和行车时刻表的安排、出租车的调度和停车场的设立等。排队论在运输问题中的应用也十分广泛。排队论主要用于研究排队队长、等待时间、和服务参数等，可以提高系统的服务水平。在现实生活中，排队现象随处可见，车站内乘客排队等候上下车，商场内顾客等候付账，高速公路收费站也会有排队现象。利用排队论的理论，可以提高收费站、车站、服务台的服务水平，降低运营成本。对策论可以帮助我们寻找最佳的竞争策略，以便战胜对手、减少损失。在竞争性定价、新服务的推出、销售计划的制定、加强广告与宣传、新设备的引入中，我们都可以利用对策论，争夺市场份额，寻求最佳策略。运筹学在空中交通管理方面也发挥了巨大作用，线性规划用于解决地面等待问题，机场空侧容量评估优化，整数规划用于研究机位分配中的流程设计动态网络流用于空中交通流管理、终端区飞机流排序，决策论可以用于交通管理安全系统和航线网络规划。3.2 经济管理线性规划是目前在经济学领域应用最广泛的一种优化法，理论十分成熟。他主要研究经济管理中的两类问题，一是在悠闲地劳动力、设备、资金等资源条件下，研究如何合理安排，取得最大经济效果；另一类是为了达到一定的目标，研究如何组织生产，或合理安排工艺流程，或调整产品的成分等，以使消耗资料为最少去实现目标。动态规划也被经常用于经济学问题当中。动态规划是一种解决多阶段决策过程最优化的数学方法，它把困难的多阶段的决策问题变成一系列相互联系的单阶段问题来求解。在经济管理方面，可以用于解决最优路径问题、资源分配问题、生产调度问题、库存问题、装载问题、排序问题、设备更新问题等等。值得一提的是，图论在经济管理中也得到了广泛的应用。利用图论的理论可以求得最短路等问题，节约成本，提高效率。运筹学在市场营销方面，用于广告预算和媒介的选择、竞争性的定价、新产品的开发、销售计划的指定等方面。而统计分析、数学规划、决策分析等应用于财务和会计中叶大大提高了效率。在加上lingo、excel、matlab等辅助软件的应用，运筹模型在经济管理的决策层面发挥了极大地作用。4 典型案例4.1 图书馆随着网络信息技术的高速发展，图书馆由传统的手工型嬗变为高现代化程度的数字化图书馆。目前，全国高校图书馆的一个工作重点是新馆搬迁，包括统筹规划图书的典藏地址、规划流通书库各典藏类别图书的排架范围、制定图书搬迁整个过程的实施步骤和实施方案。利用运筹学中的线性规划，可以实现高效、合理分配经费的目标。但是，运筹学运用于图书馆的文献相对较少，有事会忽略了应用的前提，结果可操作性并不是很高。实践证明，基于匈牙利算法的指派问题可以充分挖掘图书馆加工能力。4.2 航空公司服务系统排队论可以广泛运用到改进航空公司服务系统中。排队论认为任何派对系统都需要有输入过程、排队规则和服务机构。对电话订票系统进行模型分析，然后对系统进行数学描述和运行指标分析，可以利用lingo等软件，用计算机辅助，求得最少的代理人数和各时段代理人数安排，最后进行模型优化。利用排队论，在订票系统中，我们可以大大减少服务费用，提高服务水平，减少顾客损失概率，提高乘客满意度。4.3 药品管理运筹学存贮论可以运用在药品管理方面。ABC分类法，根据价格以及在医院医疗中的重要程度对药品进行分类，然后针对不同的药品建立不同的存贮模型，采用不同的库存策略。这种分类法虽然对现行库存策略改动不大，但是经济效益十分显著。ABC分类法将药品分类后按级别管理，目的在于减少总的存贮费用。对于不同药品，构建不同的运筹学模型，利用不同算法进行求解，采用定点订货模型，或者定期订货模型，通过定期检查，合并订购，降低采购费用，提高经济效益，规范药品管理。4.4 物流优化物流学属于多学科的交叉研究，具有清冽的系统性特征、数量化特征及最优性特征。随着现代物流的不断发展，物流的各个基本功能，无论是定性的还是定量的，都需要运筹谋划。而且运筹学和物流学都起始于二战时期，两者自产生以来，就会相互渗透，交叉发展。规划论主要研究安排和估计的问题，现行规划可以解决物资窎远、配送和人员分配等问题；整数规划可以解决完成工作所需人数、设备台时等。我们利用规划论，可以在满足供需平衡的条件下，定出流量与流向，是运输成本最低。排队论在物流学中也十分多见，比如生产线上的产品等待加工、机场跑道设计、码头泊位设计和装卸设备购置等。图与网络理论具有很强的构模能力，应用于工厂、仓库、配送中心选址等。除此之外，对策论、决策论、存贮论、质量控制也都活跃于物流学的研究当中。当然， 现代物流极其复杂，简单的运筹模型和计算并不能解决所有问题， 运筹学运用于物流学当中，还需要不断改善和提高。4.5 整体护理工作整体护理工作是我国护理工作的发展方向。但是在工作中，护士们遇到了包括劳动力不够等各种各样的困难，如何配置人力资源是护理工作者考虑的首要问题。这些问题可以利用运筹学得到很好地解决。再比如，如何合理安排床位、如何安排用药与护理病人的顺序，如何有效地开展好晨间护理等，都可以利用运筹学知识进行计算，规划。4.6 城市电网网架结构城市电网投资在整个电力系统中站了很大比重，城市电网规划的优化会带来可观的经济效益，在满足一定的电网运送能力的条件下，达到建设投资最省的目的。其中，我们可以利用最短路径原理、运输费用模型及电力网络的灵敏度分析，和大量的交流潮流计算，的出最优方案。实际中，通过建立模型和计算机的辅助求解，我们已经利用运筹学模型大大提高了经济效益。4.7 体育运动运筹学在国内外现代体育运动中都得到了广泛应用。运筹学几乎适用于所有体育运动，例如足球队的选取、网球俱乐部的选择、高尔夫场地的选择。在体育调度问题中，包括体育活动安排、赛程安排以及人员调度等，可以利用精确地运筹学方法，例如整数规划、目标规划、分枝定界法、启发式规划，确定场次最小化、巡回比赛旅行距离最小化等问题。在体育策略方面，比如橄榄球队在什么时候应当故意输球、用蒙特卡洛法为棒球队找到最佳击球顺序，利用概率分析确定撑杆跳的最佳起跳高度。随着计算机的兴起和广泛运用，体育研究策略的研究变得更为复杂，动态规划得到重视。利用这些方法，我们可以得到什么时候强壮的运动员应当保护弱小运动员，什么时候故意输球以减少输掉更多分数的可能性，定向运动中选择哪条线路。中国古代的田忌赛马，就是运用了运筹学的思想。在体育预测中，运筹学多用于体育赌博。利用神经网络和线性规划，预测体育结果。在体育评价中，利用运筹学构建定量模型、基本拟合曲线，改善体育规则，是的体育更具有竞技性、娱乐性，规则也更加公平。4.8 学校校区建设上文所述的运筹学的特点也非常适合学校的校区建设，应用运筹学的基本步骤，我们可以解决学校防洪问题、配电问题、功能布局、供电供水供气、电视、电话、电脑网络铺设、楼层楼高确定、建筑照明、树木花草安排等，以达到经济效益最大化，资源节约的目的。4.9 考试安排考试是检验学生一个学期学习情况的重要手段，被各个学校采用，尤其是个高校。在时间资源、场地资源有限的情况下，如何合理安排考试时间和场地，使得可以节约时间、教室、能源，同时又使得同学水平得到最好的发挥、休息充足，又有一定的准备时间，需要运筹学进行决策。我们要先惊醒模型假设，然后找出约束条，构造目标函数，利用Lingo软件进行模型求解，最后得出时间、考场的最优安排。5 结束语自运筹学在二战期间产生以来，运筹学经历了大发展，也经历了受冷落，到如今，理论已经比较完善，还在也还在不断发展中。再加之计算机的运用，运筹学已经渗透的生产、生活中的每一个角落。运筹学的现有模型和算法在有些问题中并不十分合适，还需要不断进行优化。我们在日常生活中，也可以利用运筹学的思想，解决一些自己的实际问题，已达到效用最大化。参考文献1 王福. 从CNKI看运筹学在图书馆中的应用J. 图书馆学刊, 2010(10).2 邓清清,邢玉坤. 排队论在改进航空公司服务系统中应用探究J. 群文天地, 2010(6): 86-87.3 陈玉芝. 浅谈计算运筹学在经济管理领域的应用J. 管理观察, 2009(8): 301-302.4 苏广伟. 浅谈运筹学的应用J. 科学咨询, 2008(3).5 陈士成, 何丽红, 李桥兴. 浅谈运筹学模型在经济管理方面的应用效果J. 管理观察, 2011(6).6 刘春艳. 线性规划在经济管理中的应用. 电力学报, 2008, 12(6).7 柳燕, 刘杰. 运筹学方法在药品管理中的应用. 中国药业, 1998, 8(6).8 郭振宗. 运筹学研究方法在社会科学研究中的应用领域概述J. 商业文化, 2011(11).9 莫骑龙. 运筹学与物流优化研究. 广东科技, 2008(10): 24- 25.10 程浩忠, 陈章潮, 任年荣. 运筹学在城市电网网架结构中的应用. 电工电能新技术, 1996(4): 24-28.11 王建茹. 运筹学在工程项目管理中的应用分析. 现代商贸工业, 2011(23):245.12 朱梅. 运筹学在管理中的应用. 商场现代化, 2006(8): 155-156.13 杨晓慧, 郭淑红. 运筹学在管理中的应用研究. 管理科学.14 张慧. 运筹学在交通运输管理中的体现及应用. 内蒙古科技与经济, 2010-12(2