運(yùn)籌學(xué)課件緒論

1、運(yùn)籌學(xué)運(yùn)籌學(xué) n 運(yùn)籌學(xué)的定義及特點(diǎn)n 運(yùn)籌學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史n 運(yùn)籌學(xué)的解題思路及工作步驟運(yùn)籌學(xué)的解題思路及工作步驟n 運(yùn)籌學(xué)的分支內(nèi)容及其應(yīng)用領(lǐng)域n 教材及參考書n 課程要求與考核方式緒論n 莫斯（莫斯（Morse）和金博爾（）和金博爾（Kimball）：）：“為決為決策機(jī)構(gòu)對(duì)其控制下業(yè)務(wù)活動(dòng)進(jìn)行決策時(shí)，提供數(shù)策機(jī)構(gòu)對(duì)其控制下業(yè)務(wù)活動(dòng)進(jìn)行決策時(shí)，提供數(shù)量量化為基礎(chǔ)的科學(xué)方法量量化為基礎(chǔ)的科學(xué)方法” n 大英百科全書大英百科全書： “運(yùn)籌學(xué)是一門應(yīng)用于管理有組織系統(tǒng)的科學(xué)運(yùn)籌學(xué)是一門應(yīng)用于管理有組織系統(tǒng)的科學(xué)”；“運(yùn)籌學(xué)為掌管這類系統(tǒng)的人提供決策目標(biāo)和數(shù)運(yùn)籌學(xué)為掌管這類系統(tǒng)的人提供決策目標(biāo)和數(shù)量分

2、析的工具量分析的工具”運(yùn)籌學(xué)的定義運(yùn)籌學(xué)的定義前者著重于處理實(shí)際問題，而對(duì)于前者著重于處理實(shí)際問題，而對(duì)于“科學(xué)方法科學(xué)方法”則未加則未加說明，后者強(qiáng)調(diào)數(shù)字解，而注重?cái)?shù)學(xué)方法。說明，后者強(qiáng)調(diào)數(shù)字解，而注重?cái)?shù)學(xué)方法。n美國(guó)運(yùn)籌學(xué)會(huì)（美國(guó)運(yùn)籌學(xué)會(huì)（1976）：運(yùn)籌學(xué)是研究用科學(xué)方法來）：運(yùn)籌學(xué)是研究用科學(xué)方法來決定在資源不充分的情況下如何最好的設(shè)計(jì)人決定在資源不充分的情況下如何最好的設(shè)計(jì)人機(jī)系機(jī)系統(tǒng)，并使之最好的運(yùn)行的一門學(xué)科。統(tǒng)，并使之最好的運(yùn)行的一門學(xué)科。n聯(lián)邦德國(guó)科學(xué)詞典（聯(lián)邦德國(guó)科學(xué)詞典（1978）：運(yùn)籌學(xué)是從事決策模型）：運(yùn)籌學(xué)是從事決策模型的數(shù)學(xué)解法的一門學(xué)科。的數(shù)學(xué)解法的一門學(xué)科。n

3、辭海辭海（1979年版）：年版）：“運(yùn)籌學(xué)主要研運(yùn)籌學(xué)主要研究經(jīng)濟(jì)活動(dòng)與軍事活動(dòng)中能用數(shù)量來表達(dá)有究經(jīng)濟(jì)活動(dòng)與軍事活動(dòng)中能用數(shù)量來表達(dá)有關(guān)運(yùn)用、籌劃與管理方面的問題，它根據(jù)問關(guān)運(yùn)用、籌劃與管理方面的問題，它根據(jù)問題的要求，通過數(shù)學(xué)的分析與運(yùn)算，做出綜題的要求，通過數(shù)學(xué)的分析與運(yùn)算，做出綜合性的合理安排，以達(dá)到較經(jīng)濟(jì)較有效地使合性的合理安排，以達(dá)到較經(jīng)濟(jì)較有效地使用人力物力用人力物力”。n中國(guó)企業(yè)管理百科全書中國(guó)企業(yè)管理百科全書(1984年版年版)：“應(yīng)用分析、試驗(yàn)、量化的方法，對(duì)經(jīng)濟(jì)應(yīng)用分析、試驗(yàn)、量化的方法，對(duì)經(jīng)濟(jì)管理系統(tǒng)中人、財(cái)、物等有限資源進(jìn)行統(tǒng)管理系統(tǒng)中人、財(cái)、物等有限資源進(jìn)行統(tǒng)籌安排

4、，為決策者提供有依據(jù)的最優(yōu)方案，籌安排，為決策者提供有依據(jù)的最優(yōu)方案，以實(shí)現(xiàn)最有效的管理以實(shí)現(xiàn)最有效的管理”關(guān)鍵詞解讀：量化；最優(yōu)方案；決策關(guān)鍵詞解讀：量化；最優(yōu)方案；決策含義：研究對(duì)象；研究工具；研究目標(biāo)含義：研究對(duì)象；研究工具；研究目標(biāo)n 引入數(shù)學(xué)方法解決實(shí)際問題引入數(shù)學(xué)方法解決實(shí)際問題 -強(qiáng)調(diào)量化為基礎(chǔ)；為決策提供定量依據(jù)n 系統(tǒng)與整體性系統(tǒng)與整體性 -從全局考察問題，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)決策n 應(yīng)用性應(yīng)用性 -源于實(shí)踐，并在實(shí)踐中得到發(fā)展n 交叉學(xué)科交叉學(xué)科 -涉及經(jīng)、管、理、工等多學(xué)科科學(xué)性科學(xué)性系統(tǒng)性系統(tǒng)性實(shí)踐性實(shí)踐性綜合性綜合性學(xué)科的性質(zhì)及特點(diǎn)n 齊王賽馬齊王賽馬整體最優(yōu)整體最優(yōu)的運(yùn)籌思想齊

5、王上中下田忌上中下古代中國(guó)的運(yùn)籌典故齊王上中下田忌下下上上中中0:32:1 我國(guó)古代大規(guī)模工程我國(guó)古代大規(guī)模工程施工組織方面運(yùn)用施工組織方面運(yùn)用系統(tǒng)系統(tǒng)統(tǒng)籌思想的典型例子統(tǒng)籌思想的典型例子n 丁謂修皇宮丁謂修皇宮一溝三用一溝三用n 蘭徹斯特（Lanchester）戰(zhàn)斗方程（1914年）n 排隊(duì)論的提出（1917年，Erlang）n 存儲(chǔ)論的最優(yōu)批量公式提出（19世紀(jì)20 年代初）n 1928年,馮.諾伊曼(John Von Neumann）以研究二人零和對(duì)策的一系列論文為對(duì)策論奠基n 商業(yè)方面，列溫遜在19世紀(jì)30 年代運(yùn)用運(yùn)籌思想分析商業(yè)廣告、顧客心理二戰(zhàn)前：運(yùn)籌學(xué)萌芽階段n “Blacke

6、tt馬戲團(tuán)馬戲團(tuán)”改進(jìn)防空系統(tǒng)的研究（改進(jìn)防空系統(tǒng)的研究（1939） “Blackett馬戲團(tuán)”是世界上第一個(gè)運(yùn)籌學(xué)小組 “Blackett馬戲團(tuán)”在報(bào)告中使用了“Operational Research”二戰(zhàn)期間：運(yùn)籌學(xué)的產(chǎn)生階段n英、美等國(guó)軍隊(duì)成立專門小組開展研究英、美等國(guó)軍隊(duì)成立專門小組開展研究 著名案例：大西洋反潛戰(zhàn)中調(diào)整深水炸彈起爆深度問題，100英尺25英尺，提高效率4-7倍二戰(zhàn)后：運(yùn)籌學(xué)的發(fā)展階段n軍事領(lǐng)域方面，英美等國(guó)家成立了更加正式軍事領(lǐng)域方面，英美等國(guó)家成立了更加正式的運(yùn)籌研究組織。研究從戰(zhàn)術(shù)轉(zhuǎn)變到注重戰(zhàn)略，的運(yùn)籌研究組織。研究從戰(zhàn)術(shù)轉(zhuǎn)變到注重戰(zhàn)略，如未來武器系統(tǒng)的研制；洲

7、際導(dǎo)彈等如未來武器系統(tǒng)的研制；洲際導(dǎo)彈等民用領(lǐng)域民用領(lǐng)域n 194550年代初，初建期。年代初，初建期。人數(shù)不多，范圍小，出版物和學(xué)會(huì)人數(shù)不多，范圍小，出版物和學(xué)會(huì)寥寥無幾。最早建立運(yùn)籌學(xué)會(huì)的是英國(guó)（寥寥無幾。最早建立運(yùn)籌學(xué)會(huì)的是英國(guó)（1948）美國(guó)（）美國(guó)（1952）。 n 1950年代初到年代初到50年代末，成長(zhǎng)期。年代末，成長(zhǎng)期。特點(diǎn)是電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的特點(diǎn)是電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展使得運(yùn)籌學(xué)方法得以推廣應(yīng)用。更多的運(yùn)籌學(xué)刊物和學(xué)會(huì)出發(fā)展使得運(yùn)籌學(xué)方法得以推廣應(yīng)用。更多的運(yùn)籌學(xué)刊物和學(xué)會(huì)出現(xiàn)，法、日、印、荷等十幾個(gè)國(guó)家成立運(yùn)籌學(xué)會(huì)，現(xiàn)，法、日、印、荷等十幾個(gè)國(guó)家成立運(yùn)籌學(xué)會(huì)，1959年國(guó)際運(yùn)年

8、國(guó)際運(yùn)籌學(xué)會(huì)成立?；I學(xué)會(huì)成立。 n 20世紀(jì)世紀(jì)60年代以來，迅速發(fā)展和普及時(shí)期。年代以來，迅速發(fā)展和普及時(shí)期。進(jìn)一步細(xì)分為進(jìn)一步細(xì)分為各個(gè)分支，專業(yè)學(xué)術(shù)團(tuán)體增多，研究更大的復(fù)雜的系統(tǒng)。此外，各個(gè)分支，專業(yè)學(xué)術(shù)團(tuán)體增多，研究更大的復(fù)雜的系統(tǒng)。此外，區(qū)域性運(yùn)籌學(xué)協(xié)會(huì)成立，比如歐洲運(yùn)籌學(xué)協(xié)會(huì)（區(qū)域性運(yùn)籌學(xué)協(xié)會(huì)成立，比如歐洲運(yùn)籌學(xué)協(xié)會(huì)（EURO，1975），），亞太運(yùn)籌學(xué)協(xié)會(huì)（亞太運(yùn)籌學(xué)協(xié)會(huì)（APORS，1985） 二戰(zhàn)后：運(yùn)籌學(xué)的發(fā)展階段n19561956年成立運(yùn)籌學(xué)小組，年成立運(yùn)籌學(xué)小組，19801980年成立運(yùn)籌學(xué)年成立運(yùn)籌學(xué)學(xué)會(huì)，學(xué)會(huì)，19821982年加入國(guó)際運(yùn)籌學(xué)會(huì)。年加入國(guó)際運(yùn)籌學(xué)會(huì)。

9、n在農(nóng)林、交通運(yùn)輸、建筑、冶金礦山、郵電在農(nóng)林、交通運(yùn)輸、建筑、冶金礦山、郵電紡織等領(lǐng)域推廣應(yīng)用。紡織等領(lǐng)域推廣應(yīng)用。 n我國(guó)高校經(jīng)濟(jì)管理類專業(yè)已將運(yùn)籌學(xué)作為一我國(guó)高校經(jīng)濟(jì)管理類專業(yè)已將運(yùn)籌學(xué)作為一門主干課程門主干課程運(yùn)籌學(xué)在我國(guó)的發(fā)展n 8世紀(jì)在哥尼斯堡城(今俄羅斯加里寧格勒)的普萊格爾河上有7座橋，將河中的兩個(gè)島和河岸連結(jié)，如圖1所示。城中的居民經(jīng)常沿河過橋散步，于是提出了一個(gè)問題：能否一次走遍能否一次走遍7座橋，而每座橋只許通過一次，最后仍回到起始地點(diǎn)？座橋，而每座橋只許通過一次，最后仍回到起始地點(diǎn)？典故：哥尼斯堡七橋問題 明確問題明確問題：既然陸地是橋梁的連接地點(diǎn)，不妨把圖中被河隔開的

10、陸地看成A、B、C、D4個(gè)點(diǎn)，7座橋表示成7條連接這4個(gè)點(diǎn)的線，于是“七橋問七橋問題題”就等價(jià)于所畫圖形的一筆畫問題了。萊昂哈德歐拉（Leonhard Euler） 分析思路歐拉歐拉注意到：每個(gè)點(diǎn)如果有進(jìn)去的邊就必須有出來的邊，從而每個(gè)點(diǎn)連接的邊數(shù)必須有偶數(shù)個(gè)才能完成一筆畫。圖中每個(gè)點(diǎn)都連接著奇數(shù)條邊，因此不可能一筆畫出，這就說明不存在一次走遍7座橋，而每座橋只許通過一次的走法。歐拉定理歐拉定理 如果一個(gè)網(wǎng)絡(luò)是連通的并且奇頂點(diǎn)的個(gè)數(shù)等于0或2，那么它可以一筆畫出；否則它不可以一筆畫出 。試試看分析思路1、從實(shí)際問題中提出需運(yùn)作、決策的問題（界定與簡(jiǎn)化）（界定與簡(jiǎn)化）2、抽象歸納形成表達(dá)式，建立

11、模型模型（運(yùn)籌學(xué)的精髓）（運(yùn)籌學(xué)的精髓）3、運(yùn)用運(yùn)籌學(xué)方法求出問題的解（優(yōu)化）（優(yōu)化）4、結(jié)果分析與調(diào)整（解的檢驗(yàn)和控制）（解的檢驗(yàn)和控制）5、選出最優(yōu)方案，形成決策決策（運(yùn)籌學(xué)的核心）（運(yùn)籌學(xué)的核心）運(yùn)籌學(xué)的工作步驟決策活動(dòng)過程運(yùn)籌學(xué)的方法論解的實(shí)施提出問題解的控制解的檢驗(yàn)優(yōu)化求解建立模型 U=f（xi，yj，k） 目標(biāo)評(píng)價(jià)準(zhǔn)則 g(xi，yj，k)0 約束條件 其中，xi為可控變量；yj為已知參數(shù)；k為隨機(jī)因素（1）目標(biāo)評(píng)價(jià)準(zhǔn)則一般要求達(dá)到最佳（最大或者最小）或者適中、滿意等，可以是單一的，也可以是多個(gè)的。（2）約束條件，可以沒有，也可以有多個(gè)。g為等式時(shí)，即為平衡條件。當(dāng)無k項(xiàng)時(shí)，模型為

12、確定性模型，否則為隨機(jī)模型。隨機(jī)模型的評(píng)價(jià)準(zhǔn)則可用期望值、方差或用概率分布來表示。模型的一般數(shù)學(xué)表達(dá)式n 定性分析與定量分析n 最優(yōu)解與滿意解適用性討論運(yùn)籌學(xué)的分支內(nèi)容數(shù)數(shù)學(xué)學(xué)規(guī)規(guī)劃劃非線性規(guī)劃非線性規(guī)劃整數(shù)規(guī)劃整數(shù)規(guī)劃動(dòng)態(tài)規(guī)劃動(dòng)態(tài)規(guī)劃學(xué)學(xué)科科內(nèi)內(nèi)容容多目標(biāo)規(guī)劃多目標(biāo)規(guī)劃雙層規(guī)劃雙層規(guī)劃組組合合優(yōu)優(yōu)化化最優(yōu)計(jì)數(shù)問題最優(yōu)計(jì)數(shù)問題網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化排序問題排序問題統(tǒng)籌圖統(tǒng)籌圖隨隨機(jī)機(jī)優(yōu)優(yōu)化化對(duì)策論對(duì)策論排隊(duì)論排隊(duì)論庫(kù)存論庫(kù)存論決策分析決策分析可靠性分析可靠性分析線性規(guī)劃線性規(guī)劃 生產(chǎn)計(jì)劃生產(chǎn)計(jì)劃：生產(chǎn)計(jì)劃、合理下料、配料問題、物料管理等 庫(kù)存管理庫(kù)存管理：多種物資庫(kù)存量、庫(kù)存方式的管理等 運(yùn)輸問題運(yùn)

13、輸問題：運(yùn)輸線路、物資的調(diào)撥、運(yùn)輸工具的調(diào)度 人事管理人事管理：對(duì)人員的需求和使用的預(yù)測(cè)，確定人員編制、 人員合理分配，建立人才評(píng)價(jià)體系等 市場(chǎng)營(yíng)銷市場(chǎng)營(yíng)銷：廣告預(yù)算、媒介選擇、定價(jià)、產(chǎn)品開發(fā)與銷售 計(jì)劃制定等 財(cái)務(wù)和會(huì)計(jì)財(cái)務(wù)和會(huì)計(jì)：預(yù)測(cè)、貸款、成本分析、現(xiàn)金管理等 理財(cái)與投資理財(cái)與投資：融資方式、資本運(yùn)營(yíng)方案、投資組合等 其他：設(shè)備維修更新，項(xiàng)目選擇評(píng)價(jià)，工程優(yōu)化設(shè)計(jì)其他：設(shè)備維修更新，項(xiàng)目選擇評(píng)價(jià)，工程優(yōu)化設(shè)計(jì)等運(yùn)籌學(xué)的應(yīng)用領(lǐng)域組織應(yīng)用Interface期刊號(hào) 每年節(jié)支（美元）聯(lián)合航空公司滿足乘客需求前提下,以最低成本進(jìn)行訂票及安排機(jī)場(chǎng)工作班次1-2/1986600萬Citgo石油優(yōu)化煉油

14、程序及產(chǎn)品供應(yīng)、配送及營(yíng)銷1-2/19877000萬荷馬特發(fā)展公司（Homart ）優(yōu)化商業(yè)區(qū)和辦公樓銷售程序1-2/19874000萬AT&T 優(yōu)化商業(yè)用戶的電話銷售中心選址1-2/19904.06億 ，更多銷售標(biāo)準(zhǔn)品牌公司控制成品庫(kù)存（制定最優(yōu)再訂購(gòu)點(diǎn)和訂購(gòu)量，確保安全庫(kù)存）12/1981380萬施樂公司通過戰(zhàn)略調(diào)整，縮短維修機(jī)器的反應(yīng)時(shí)間和改進(jìn)維修人員的生產(chǎn)率11/1975第2部分生產(chǎn)率提高50%以上寶潔公司重新設(shè)計(jì)北美生產(chǎn)和分銷系統(tǒng)以降低成本并加快了市場(chǎng)進(jìn)入速度1-2/19972億法國(guó)國(guó)家鐵路制定最優(yōu)鐵路時(shí)刻表并調(diào)整鐵路日運(yùn)營(yíng)量1-2/19981500萬更多年收入 資料來源:

15、吳育華 , 何雁群 .運(yùn)籌學(xué)在工業(yè)工程中的應(yīng)用 J .工業(yè)工程 , 1999, 2 (4) : 9 13. 定量化運(yùn)籌方法的使用情況排名定量化運(yùn)籌方法的使用情況排名( Lane，1993)n露天采剝進(jìn)度計(jì)劃（線性規(guī)劃）露天采剝進(jìn)度計(jì)劃（線性規(guī)劃）n露天生產(chǎn)剝采比的優(yōu)化（動(dòng)態(tài)規(guī)劃）露天生產(chǎn)剝采比的優(yōu)化（動(dòng)態(tài)規(guī)劃）n地下開拓運(yùn)輸系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)（網(wǎng)絡(luò)分析）地下開拓運(yùn)輸系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)（網(wǎng)絡(luò)分析）n露天礦生產(chǎn)車輛調(diào)度（線性規(guī)劃）露天礦生產(chǎn)車輛調(diào)度（線性規(guī)劃）n露天礦配礦作業(yè)管理（線性規(guī)劃）露天礦配礦作業(yè)管理（線性規(guī)劃）n邊界品位優(yōu)化邊界品位優(yōu)化(線性規(guī)劃線性規(guī)劃,動(dòng)態(tài)規(guī)劃動(dòng)態(tài)規(guī)劃)運(yùn)籌學(xué)在礦業(yè)中的應(yīng)用n成熟的學(xué)科分支向縱深發(fā)展n新的研究領(lǐng)域產(chǎn)生n與新的技術(shù)結(jié)合n與其他學(xué)科的結(jié)合加強(qiáng)n傳統(tǒng)優(yōu)化觀念不斷變化學(xué)科未來發(fā)展趨勢(shì)展望n課程要求：掌握運(yùn)籌學(xué)的主要分支的基本理課程要求：掌握運(yùn)籌學(xué)的主要分支的基本理論和方法，運(yùn)用運(yùn)籌學(xué)的基本方法和思想去論和方法，運(yùn)用運(yùn)籌學(xué)的基本方法和思想去解決生產(chǎn)實(shí)踐中的具體問題解決生產(chǎn)實(shí)踐中的具體問題課程要求和學(xué)習(xí)方法n