运筹学PPT课件.ppt

1 运筹学的定义与发展 赵洋 赵洋 运筹学简述 运筹学 OperationsResearch 系统工程的最重要的理论基础之一 在美国有人把运筹学称之为管理科学 ManagementScience 运筹学所研究的问题 可简单地归结为一句话 依照给定条件和目标 从众多方案中选择最佳方案 故有人称之为最优化技术 大英百科全书 运筹学是一门应用于管理有组织系统的科学 运筹学为掌管这类系统的人提供决策目标和数量分析的工具 2 3 学科的性质及特点 引入数学方法解决实际问题 强调量化为基础 为决策提供定量依据系统与整体性 从全局考察问题 实现最优决策应用性 源于实践 并在实践中得到发展交叉学科 涉及经 管 理 工等多学科 科学性系统性实践性综合性 4 运筹学的工作步骤 1 提出和形成问题 2 建立模型 3 求解 4 解的检验 5 解的控制 6 解的实施 5 三 运筹学的本质 1 运筹学是一门学科 作为一门学科 是建立在科学基础上的知识和技术的总体 学科的快速发展开始于20世纪四五十年代 起初的动力先是来自于第二次世界大战 另一个里程碑事件是1947年丹捷格 GeorgeDantzig 发现了求解线性规划问题的单纯形法 simplexmethod 对运筹学起着更大推动力的另一个因素是计算机革命 computerrevolution 的爆发 ExcelSolver QM软件包等 6 运筹学的研究对象 1 机器 工具 设备 人员等如何最佳利用问题方法有 线性规划 整数规划 网络图 动态规划 目标规划等2 竞争现象如战争 投资 商品竞争方法是对策论3 拥挤现象如公共汽车排队 打电话 买东西 飞机着陆 船舶进港等方法是排队论 7 运筹学的产生和发展 运筹学思想的出现可以追溯到很早 田忌齐王赛马 对策论 孙子兵法等都体现了优化的思想 运筹学 这一名词最早出现在第二次世界大战期间 美 英等国家的作战研究小组为了解决作战中所遇到的许多错综复杂的战略 战术问题而提出的 8 中国古老朴素的运筹思想还不能称之为科学 古老的运筹是凭经验 靠主观判断 一般都是定性分析 计算工具也很原始 所以不能称之为科学 运筹真正称之为科学还是近几十年的事 9 运筹学的产生和发展 战后这些研究成果被应用到生产 经济领域 并得到迅速发展 有关理论和方法的研究 实践不断深入 1947年美国数学家丹捷格 G B Dantzig 提出了求解线性规划的有效方法 单纯形法 10 军事 运筹学的主要发源地 古代军事运筹学思想中国古代的 孙子兵法 在质的论断中渗透着量的分析 1981年美国军事运筹学会出版了一本书 书中第一句话就是说孙武子是世界上第一个军事运筹学的实践家 中国古代运筹学思想的例子还有 田忌赛马 围魏救赵 行军运粮 等等 国外历史上的阿基米德 伽利略研究过作战问题 第一次世界大战时 英国的兰彻斯特 Lanchester 提出了战斗方程 指出了数量优势 火力和胜负的动态关系 美国的爱迪生为美国海军咨询委员会研究了潜艇攻击和潜艇回避攻击的问题 11 二战前 运筹学萌芽阶段 兰彻斯特 Lanchester 战斗方程 1914年 排队论的提出 1917年 Erlang 存储论的最优批量公式提出 19世纪20年代初 1928年 冯 诺伊曼 JohnVonNeumann 以研究二人零和对策的一系列论文为 对策论 奠基商业方面 列温逊在19世纪30年代运用运筹思想分析商业广告 顾客心理 12 二战期间 运筹学的产生阶段 Blackett马戏团 改进防空系统的研究 1939 Blackett马戏团 是世界上第一个运筹学小组 Blackett马戏团 在报告中使用了 OperationalResearch 英 美等国军队成立专门小组开展研究著名案例 大西洋反潜战中调整深水炸弹起爆深度问题 100英尺 25英尺 提高效率4 7倍 13 二战后 运筹学的发展阶段 军事领域方面 英美等国家成立了更加正式的运筹研究组织 研究从战术转变到注重战略 如未来武器系统的研制 洲际导弹等 14 运筹学在我国的发展 1956年成立运筹学小组 1980年成立运筹学学会 1982年加入国际运筹学会 在农林 交通运输 建筑 冶金矿山 邮电纺织等领域推广应用 我国高校经济管理类专业已将运筹学作为一门主干课程 15 中国的第一个运筹学研究小组是在钱学森 许国志先生的推动下于1956年在中国科学院力学研究所成立的 1957年开始应用于建筑业和纺织业 1958年开始在交通运输 工业 农业 水利建设 邮电等方面使用 尤其是在运输方面 从物资调运 装卸到调度等等 1958年 建立了专门的运筹学研究室 但由于在应用单纯形法解决粮食合理运输问题时遇到了困难 我国运筹学工作者于是创立了运输问题的 图上作业法 我国于1982年加入IFORS 并于1999年8月组织了第15届大会 16 17 五 运筹学的影响 改善全世界大量组织效率 对许多国家经济生产力的提高一直起着重要的贡献 国际运筹学与管理科学协会设立FranzEdelman奖 国际运筹与管理科学应用领域的最高荣誉 被视为运筹和管理科学领域的 诺贝尔奖 奖励全世界年度运筹学 管理科学的最佳应用 一些经典的管理科学的获奖应用 1 TNT快递 全球优化 项目近日获得了2012年FranzEdelman奖 TNT快递 全球优化 项目利用运营研究方法 提升了TNT快递运输网络效率 该项目涉及公司的多方面运营 包括布局规划 运输路线和车队管理 从2005年起 通过在德国 法国 西班牙和意大利采取网络优化措施 公司共缩短了6000万公里的运程 减排二氧化碳5400万千克 2011年 公司又实施了200多个网络优化项目 18 运筹学应用齐王赛马 齐王赛马 整体最优的运筹思想 0 3 2 1 19 丁谓修皇宫 一沟三用挖河取土 烧砖制瓦河行船 水运建材皇宫修复后 碴土填河 我国古代大规模工程施工组织方面运用系统统筹思想的典型例子 20 还有许多历史名将 如战国时的孙子 著孙子兵法 在世界上广为流传 宋朝的岳飞 元朝的成吉思汗 明朝的刘基等 他们在不同的历史阶段的复杂斗争中 都有着十分丰富的运筹思想和指挥艺术 这些运筹思想对现在仍然有影响 21 运筹学在科技体系中的地位 22 七 运筹学的发