运筹学概论.ppt

1、运营学(第4版)(本科版)，运营学教材制作小组编清华高等院校出版社，2013.1，第1章运营学概论，1.1运营学简史1.2运营学的性质和特点1.3运营学的工作步骤1.4运营学的模式1.5运营学的应用1.6运营学的展望，1.1运营学的简史，运营学的展望英吉利防空部门如何部署防空雷达，建构有效的防空报警系统，这与研究技术性问题不同，被称为“运用研究”。 美国的operations research .中国在1956年使用过“运用学”，到1957年正式命名为“运用学”。 1.1运营学的简短历史，第二次世界大战中，在英美军中设立了一些专业小组，对护卫舰队保护商船队的编队问题和船队被德意志的潜艇攻击时，

2、船队损失最少的问题进行了研究。 研究了反潜深水炸弹的合理爆炸深度后，使德意志潜艇的破坏数增加到400%，1.1运营学的简单历史，提出了船只受到敌机攻击时，应迅速转向和小船应缓慢转向的逃避方法。 研究结果表明，受到敌机攻击时，命中数从47%下降到29%。 当时研究和解决的问题都是短期和战术性的。 二战后，在英美军中相继成立了更加正式的运输研究组织。 1.1运营学的简单历史，莫尔斯(P.M.Morse )和金博尔(g.e.kimball )于1951年出版了Methods of Operations Research。 以南非兰特公司(RAND )为首的一些部门开始着重研究战略问题、未来的武器系统

3、设定修订以及合理运用的方法。 1.1运营学的简单历史，使运营学迅速发展，形成了运营学的许多分支。 1.1运营学的简单历史、军事运营学方面的拉，包括数学修正计划(线性修正计划、非线性规则、整数修正计划、目标修正计划、动态修正计划、随机修正计划等)、图论和网络、排队论(随机服务系统科学)、存储论、对策论、决定论、维护更新理论、探索论、可靠性和质量管理等排队论先行者丹麦工程师朗(erlang )在1917年在哥本哈根的电话公司研究电话电信系统时，提出了排队论的一些著名公式。 最适合存储理论的批量式建议于20世纪20年代初。 在商业方面，莱温森在20世纪30年代用采购思想分析了商业广告、顾客心理。 1

4、.1运筹学的简单历史、线性修正计划是丹捷格(G.B.Dantzig )于1947年发表的成果。 解决的问题是美国在制定空军军事修订计划时提出的，提出了解线性修订计划问题的单纯形法。 然而，1939年苏联学者哥伦布(.)在解决工业生产组织和修订问题时，提出了类似线性修订的模型，并提供了“解乘法”的解决方法。 由于当时没有重视引导者，自1960年哥伦比亚再次发表最佳资源利用的经济修订书后，受到国内外的一致重视。 因此，哥伦布获得了诺贝尔奖。 1.1运营学的简单历史认为，丹捷格是线性规划模型的提出受里昂节夫的投入生产模式(1932年)的影响。 之后里昂节夫的投入生产模式也获得了诺贝尔奖。 关于线性修

5、正计划的理论得到了冯诺伊曼的帮助。 冯诺依曼与摩根大通(O.Morgenstern )结合的博弈论和经济行为(1944年)是对策论的基础，在云同步上指出这本书隐隐约约显示了对策论和线性修订对偶理论的密切关联。1.1运筹学的简单历史、线性修正计划提出后立即受到经济学家的重视，如二战中从事运输模型研究的美国经济学家库普曼斯(T.C.Koopmans )，看到了线性修正计划在经济中应用的意义。 库普曼斯在1975年获得了诺贝尔观经济奖。 其中，阿罗、塞缪尔森、西蒙、多尔夫曼、富维茨等荣获诺贝尔奖，在运筹学的某些领域发挥了重要的作用。我们初步修订了截至2007年共有19位诺贝尔获奖者的研究与运营学相关

6、。 1.1回顾运营学的简单历史，回顾运营学领域最先开始工作的诺贝尔奖获得者，美国物理学家贝拉克特率领的与最初的运营学相关的小组是有意义的。 由于这个小组的成员很复杂，人们称之为“bealcate大马戏团”，其实是由各个方面的专门人才组成的交叉学科小组。 从以上简短的历史可以看出，物理学家、经济学家、数学家、其他专业学者、军官和各行业的实际工作者对运营学的建立和发展都有贡献。 1.1运营学的简单历史，最初设立运营学学会的国家是英吉利(1948年)，其次是美国(1952年)、法国(1956年)、日本和印度(1957年)等。 截止到2005年，国际上有48个国家和地区成立了运输学会等组织。 我国运输

7、学会成立于1980年。 1959年英美法三国运筹学学会成立国际运筹学联合会(IFORS )，随后各国运筹学学会陆续参加，中国于1982年参加了该会。 1.1运筹学的简史，20世纪50年代中期，金学森、许国志等教授将运筹学从西方引入中国，结合中国的特点在国内推进应用。 他们首先在中国科学院力学所建设了运输室，在运输学的多个领域开展了研究和应用工作，其中在经济数学方面，特别是投入到生产表的研究和应用中。 品质管理(以后改为品质管理)的应用也很有特色。 以这其间、华罗庚教授为首的多数数学家参加了运筹学的研究工作团队，也在中国科学院数学所建设了运筹学办公室，使运筹学的许多分歧很快就赶上了当时的国际水平

8、。 1.1运筹学的简单历史，中国的大规模运筹学活动始于1958年，在为工业农业生产服务的思想指导下，主要由数学家们面向工厂、农村，建立数学模型，解决生产中的实际问题。 当时的运输问题图上作业法是运筹学应用的重要例子。 “中国邮路问题”这一世界运输行业闻名的模式也是在云同步时期由管梅谷教授提倡的，这些个都成为初期中国运输学的奇花复草。 1.2运筹学的性质和特征，摩西斯(P.M.Morse )和金博尔(G.E.Kimball )在运筹学下定义：“决策机构在决定其控制下的业务活动时，提供基于量化的科学方法。 运营学家的作用是为决策者提供定量分析，指出这些定性因素的作用。1.2运营学的性质和特征，另一

9、个定义是“运营学是应用科学，它广泛应用现有的科技知识和数学方法，解决实际提出的专业问题，为决策者选择最佳决策提供定量依据”。 运筹学具有多学科交叉的特点，如综合运用经济学、心理学、物理学、化学的几个方法。 运营学的另一个定义是“运营学是得出问题的坏答案的艺术，否则问题的结果会更糟”。1.2运筹学的性质和特点、运筹学在需要分配有限资源时，应进行人的机械设置修订和操作的科学决定。 美国运输学会，1.3运输学的工作步骤，(1)提出和形成问题。 即明确问题的目标、可能的制约、问题的可控变量及相关残奥参数，建立收集相关资料的模型(2)。 即，用一定的模型表示问题中的可控制变量、残奥仪表、目标和制约的关系

10、(3)并求解。 用各种方法(主要是数学方法，也可以是其他方法)对模型进行求解。 解可以是最佳解、下一个最佳解、满足解。 复杂模型的求解需要修正算机，解的精度要求可以由决策者提出(4)解的验证。 首先，检查求解程序和程序是否有错误，然后检查解是否反映了现实问题(5)解的控制。 通过控制解的变化过程来决定解是否加上一定的变化(6)解的实施。解实际上必须考虑实施的问题，如向实际部门说明解的用法，指实施过程中可能发生的问题或修正。 以上过程应该重复进行。 20、例：问题的提出，例1某工厂在修订期内生产，安排两种产品，知道生产单位产品所需的设备台时和a、b两种产品材料的消费如表1-1所示。每生产一个产品

11、可获得2元利润，每生产一个产品可获得3元利润，如何制定规划，使该厂利润最大化，21，例如：问题的提出，例2有的河边有两个化工厂(参照图1-1 )，流经第一化工厂图1-1、化工厂1每天排放2万立方分米含有某种有害物质的工业污水，化工厂2每天排放的工业污水为1.4万立方分米。 从化工设备1排出的污水在流入化工设备2之前，有20%是自然净化的。 根据环保要求，河流中工业污水含量应在0.2%以下。 因此，两个工厂都需要处理工业污水的一部分。 化工厂1处理污水的成本为1000元/立方米，化工厂2处理污水的成本为800元/立方米。 问题：在满足环境保护要求的条件下，各工厂应分别处理多少工业污水，使两工厂处

12、理工业污水的总费用最小化。22、例3已知：某物资有产地Ai (i=1 m )、产量ai大头针地Bj (j=1 n )、销售量bj有从I地到j地的单位产品的运价Cij，在产销平衡条件下，如何使总运输费最小化？ 例：问题的提出，1.5运筹学的应用，营销学(广告预算和媒体选择，竞争定价，全新产品开发，销售修订计划的制定)生产修订计划(合理的材料，原料，“生产修订计划，库存，劳动力综合”)库存控制(合理的物资库存量证券管理)人员管理(人员分配，人才评价，工资和奖金的确定)设备的整备，更新和项目工程的选择和评价工程的优化设置修订机和情报系统城市管理(供水、污水管理、服务系统的设置修订和运用)，清华高等院

13、校出版社，24，1.6运筹学的展望运筹学应在三个领域发展：运筹学应用运筹学运营数学，清华高等院校出版社，25，这里三年五载以来出现了新的批评， 有些人沉迷于数学模型的精巧、复杂化，使用高级数学工具，不擅长面对许多新的难以解决的实际问题。 现代运营学者面临的许多新问题是经济、技术、社会、生态与政治等因素交汇的复杂系统。 清华高等院校出版社，26，非数学方法和理论引入了运筹学，除了运筹学常用的数学方法外，还引入了一些非数学方法和理论。 美国运输学家沙丹(T.L.Saaty )在1970年代末提出了层次分析法(AHP )。 检查南非兰特(P.B.Checkland )将传统的运筹学方法称为硬系统思考，其结构明确，适于解决系统、战术和技术问题，但结构不明确时，有人参加活动的系统就不大称职。 这个应该采用软件系统的思维方法。 清华高等院校出版社，27，解的概念变化，相应的一些概念和方法都要变化。 例如，过度理想化的“最佳解”替换为“满足解”。 过去追求的“解”被认