主講常相全濟南大學(xué)管理學(xué)院概要

1、,,主講:常相全濟南大學(xué)管理學(xué)院,運 籌 學(xué),《運籌學(xué)教程》胡運權(quán)主編,緒 論,運籌學(xué)釋義運籌學(xué)的來源運籌學(xué)的發(fā)展運籌學(xué)研究的基本特征運籌學(xué)研究的基本步驟運籌學(xué)主要分支簡介,,,,,,,《大英百科全書》 《中國大百科全書 》《辭?！?1979年版) 《中國企業(yè)管理百科全書》,一、運籌學(xué)釋義,緒 論,《大英百科全書》,“運籌學(xué)是一門應(yīng)用于管理有組織系統(tǒng)的科學(xué)”，“運籌學(xué)為掌

2、管這類系統(tǒng)的人提供決策目標和數(shù)量分析的工具 ”,一、運籌學(xué)釋義,緒 論,《中國大百科全書 》,“用數(shù)學(xué)方法研究經(jīng)濟、民政和國防等部門在內(nèi)外環(huán)境的約束條件下合理分配人力、物力、財力等資源，使實際系統(tǒng)有效運行的技術(shù)科學(xué)。它可以用來預(yù)測發(fā)展趨勢、制定行動規(guī)劃或優(yōu)選可行方案”,一、運籌學(xué)釋義,緒 論,《辭 ?！?“主要研究經(jīng)濟活動與軍事活動中能用數(shù)量來表達的有關(guān)運用、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

3、運算，作出綜合性的合理安排．以達到較經(jīng)濟較有效地使用人力物力。”,一、運籌學(xué)釋義,緒 論,《中國企業(yè)管理百科全書》,“應(yīng)用分析、試驗、量化的方法，對經(jīng)濟管理系統(tǒng)中人、財、物等有限資源進行統(tǒng)籌安排，為決策者提供有依據(jù)的最優(yōu)方案，以實現(xiàn)最有效的管理?！?一、運籌學(xué)釋義,緒 論,名稱來源運籌學(xué)一詞在英國稱為Operationa1 research，在美國稱為operations research(縮寫為O．R．)，可直譯為“運用

4、研究”或“作業(yè)研究”。 1957年我國從“夫運籌帷幄之中，決勝千里之外”（見《史記·高祖本紀》)這句古語中抽取“運籌”二字，將O．R．正式譯作運籌學(xué)，包含運用籌劃．以策略取勝等意義，比較恰當?shù)胤从沉诉@門學(xué)科的性質(zhì)和內(nèi)涵。“夫運籌帷幄之中，決勝千里之外，吾不如子房；鎮(zhèn)國家，撫百姓，給饋餉，不絕糧道，吾不如蕭何；連百萬之軍，戰(zhàn)必勝，攻必取，吾不如韓信?！?二、運籌學(xué)的來源,緒 論,思想體現(xiàn) 齊王賽馬,緒

5、 論,二、運籌學(xué)的來源,丁渭修皇宮,宋代真宗年間，一場大火燒掉皇宮。真宗皇帝命令大臣丁渭修復(fù)皇宮，他面臨燒磚無土、大型建筑材料無法運輸，清墟無處排放等重重困難。丁渭第一件事是將皇宮周圍的大街小巷挖成河道，與河流相通。挖出來的土燒磚制瓦，解決了取土問題，這是短期目標，為修皇宮服務(wù)。全國各地建筑材料水運到京城，由開挖的河道直接運到工地，省去二次運輸，節(jié)約了一大筆資金，解決了運輸問題。幾年以后，皇宮修復(fù)了，建筑垃圾成山，他又叫人將垃圾填

6、到挖的河道中去，恢復(fù)了原來的大街小巷，結(jié)果，皇宮修成了，街道恢復(fù)了，資金節(jié)省了，可謂“一石三鳥”。這是一個典型的長短聯(lián)系的好決策，這種綜合解決問題的思想便是出色的系統(tǒng)工程思想。,緒 論,丁渭修皇宮,正式使用：二十世紀三十年代后期的二戰(zhàn)期間 英美---“運作研究” (operational Reserch)小組。通過科學(xué)方法的運用成功地解決了許多非常復(fù)雜的戰(zhàn)略和戰(zhàn)術(shù)問題。例如如何合理運用雷達有效地對付德國空襲；對商

7、船隊如何進行編隊護航，在船隊遭受德國潛艇攻擊時使船隊損失最少；反潛深水炸彈在各種情況下 如何調(diào)整其爆炸深度，才能增加對德國潛潛艇的殺傷力等。,緒 論,二、運籌學(xué)的來源,英國第一個運籌小組：領(lǐng)導(dǎo)人，著名的物理學(xué)家M．s．Blackett （后來因在宇宙射線方面的研究成果而獲得諾貝爾物理學(xué)獎） 。組員：2位數(shù)學(xué)家，2位普通物理學(xué)家，1位理論物理學(xué)家，1位天體物理學(xué)家，l位測量員，3位生理學(xué)家，1位軍官）。--------“Blac

8、kett雜技團”。美國也成立一個運籌小組：領(lǐng)導(dǎo)人，物理學(xué)家Philip W．Morse（美國運籌學(xué)會第一屆主席） 。組員與英國相仿，大多為自然科學(xué)家，包括數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家，其中還有一位象棋大師。,緒 論,二、運籌學(xué)的來源,運籌學(xué)在軍事領(lǐng)域中的應(yīng)用取得了顯著效果。例如，在第二次世界大戰(zhàn)中，德國潛艇嚴重威脅盟軍運輸船隊。反潛戰(zhàn)的一個重要問題是：當偵察飛機發(fā)現(xiàn)潛艇后，飛機投擲深水炸彈的最佳時間以及炸彈引爆的最佳深度應(yīng)是多少?運籌工

9、作者對大量統(tǒng)計數(shù)字進行認真分析后，提出：(1) 應(yīng)在潛艇浮出水面或剛下沉?xí)r，投擲深水炸彈；(2)炸彈起爆的最佳深度為離水面25英尺(當時深水炸彈所容許的最低起爆點)?？哲姴捎蒙鲜鼋ㄗh后，使德國潛艇被摧毀數(shù)增加到400%。船只受敵機攻擊時中彈數(shù)由47%降到29%。,緒 論,二、運籌學(xué)的來源,值得注意的是：當時許多實際問題的解決，僅應(yīng)用了初等概率和統(tǒng)計。第二次世界大戰(zhàn)以后，運籌學(xué)得到了很大的發(fā)展。一方面，運籌學(xué)得到了廣泛應(yīng)用。

10、它幾乎涉及經(jīng)濟管理的所有領(lǐng)域；另一方面，在理論方面發(fā)展了一些數(shù)學(xué)分支，例如數(shù)學(xué)規(guī)劃、應(yīng)用概率、應(yīng)用組合論、博弈論、數(shù)理經(jīng)濟學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)等。大體可分為以下三個階段：,緒 論,三、運籌學(xué)的發(fā)展,一、從l945年到50年代初，被稱為創(chuàng)建時期。 第一本運籌學(xué)雜志《運籌學(xué)季刊》(O．R．Quarterly) 1950年于英國創(chuàng)刊。 第一個運籌學(xué)會英國運籌學(xué)會于1948年成立。 主要研究倫敦周圍高炮的布置問題。當

11、然高炮越多打掉敵機越多，漏掉越少，但高炮多到一定程度以后，打掉的敵機數(shù)增加甚微。所以選擇多少高炮數(shù)為最優(yōu)和怎樣布置是他們要解決的問題。,緒 論,三、運籌學(xué)的發(fā)展,三、運籌學(xué)的發(fā)展,二、50年代初期到50年代末期，運籌學(xué)的成長時期 最早建立運籌學(xué)會的國家是英國（1948），接著是美國（1952），法國（1956），日本和印度（1957）。我國的運籌學(xué)會建立在1980年。,緒 論,三、自60年代以來，運籌學(xué)迅速發(fā)展和普及

12、時期 運籌學(xué)進一步細分為各個分支，專業(yè)學(xué)術(shù)團體迅速增多，更多期刊創(chuàng)辦，運籌學(xué)書籍大量出版，更多學(xué)校將運籌學(xué)課程納入教學(xué)計劃。 目前國際上著名的運籌學(xué)刊物有：Management Science（管理科學(xué)），Operations Research (運籌學(xué))，Interfaces（相互關(guān)系），Journal of Operational Reseach Society （英國運籌學(xué)研究學(xué)會期刊 ） ，European Jo

13、urnal of Operations Research（歐洲運籌學(xué)雜志 ）。 國內(nèi)比較著名的運籌學(xué)刊物：運籌學(xué)學(xué)報、管理科學(xué)學(xué)報、中國管理科學(xué)、運籌與管理、系統(tǒng)工程等。,,緒 論,三、運籌學(xué)的發(fā)展,運籌學(xué)在中國的發(fā)展引入：中國第一個運籌學(xué)小組在錢學(xué)森、許國志先生的推動下在1956年于中國科學(xué)院力學(xué)研究所成立。1959年，第二個運籌學(xué)部門在中國科學(xué)院數(shù)學(xué)研究所成立。力學(xué)所小組與數(shù)學(xué)所的小組于1960年合并成為數(shù)學(xué)研究所的

14、一個研究室，當時的主要研究方向為排隊論、非線性規(guī)劃和圖論。五十年代后期，運籌學(xué)在中國的應(yīng)用集中在運輸問題上?！按螓湀鲞x址問題”；“中國郵路問題”（管梅谷）。 中國運籌學(xué)早期應(yīng)用的亮點由華羅庚教授點燃的。,緒 論,三、運籌學(xué)的發(fā)展,中國運籌學(xué)會于1980年成立，作為中國數(shù)學(xué)會的一個分會。1982年成為國際運籌學(xué)聯(lián)合會（IFORS）的成員。1992年中國運籌學(xué)會從中國數(shù)學(xué)會獨立出來成為國家一級學(xué)會是學(xué)會發(fā)展史上的一個重要事件。

15、近二十年來，中國運籌學(xué)工作者在信息科學(xué)、生命科學(xué)等現(xiàn)代高科技都作出了突出的貢獻。例如，將全局最優(yōu)化、圖論、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等運籌學(xué)理論及方法應(yīng)用于分子生物信息學(xué)中的DNA與蛋白質(zhì)序列比較、芯片測試、生物進化分析、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測等問題的研究；在金融管理方面，將優(yōu)化及決策分析方法，應(yīng)用于金融風(fēng)險控制與管理、資產(chǎn)評估與定價分析模型等；在網(wǎng)絡(luò)管理上，利用隨機過程方法，研究排隊網(wǎng)絡(luò)的數(shù)量指標分析；在供應(yīng)鏈管理問題中，利用隨機動態(tài)規(guī)劃模型，研究多重

16、決策最優(yōu)策略的計算方法。,緒 論,三、運籌學(xué)的發(fā)展,四、運籌學(xué)研究的基本特征,系統(tǒng)的整體觀念多學(xué)科的綜合模型方法的應(yīng)用 ----制定決策是運籌學(xué)應(yīng)用的核心，而建立模型則是運籌學(xué)方法的精髓。,緒 論,五、運籌學(xué)研究的基本步驟,一、分析和表述問題二、建立模型三、求解模型和優(yōu)化方案四、對模型和由模型導(dǎo)出的解進行檢驗五、建立起對解的有效控制六、方案的實施,緒 論,,六、運籌學(xué)主要分支簡介,一、線

17、性規(guī)劃(Linear programming)二、非線性規(guī)劃(nonlinear programming)三、動態(tài)規(guī)劃(dynamic programming)四、圖與網(wǎng)絡(luò)分析(graph theory and network analysis)五、存貯論(inventory theory)六、排隊論(queueing theory, or waiting line)七、對策論(game theory)八、決策論(deci

18、sion theory),緒 論,線性規(guī)劃問題,某醫(yī)院護士值班班次、每班工作時間及各班所需護士數(shù)如表所示。每班護士值班開始時向病房報到，并連續(xù)工作8小時。試決定該醫(yī)院最少需多少名護士，以滿足輪班需要？,動態(tài)規(guī)劃問題,某公司打算在3個不同地區(qū)設(shè)置4個銷售點，根據(jù)市場預(yù)測部門估計，在不同地區(qū)設(shè)備不同數(shù)量的銷售站，每月可得利潤如表所示，試問應(yīng)如何在各地區(qū)設(shè)置銷售站，可使每月總利潤最大？,圖與圖絡(luò)分析,求解如圖8—55所示的中國郵路問題，

19、A點是郵局。,A,哥尼斯堡（Konigsberg）七橋問題。,圖與圖絡(luò)分析,存貯論,對某種電子元件每月需求量為4000件，每件成本為150元，每年的存貯費為成本的10％，每次訂購費為500元。求：(1)不允許缺貨條件下的最優(yōu)存貯策略；(2)允許缺貨(缺貨費為每件每年100元)條件下的最優(yōu)存貯策略。,排隊論,某店僅有一個修理工人，顧客到達過程為Poisson流，平均每小時3人，修理時間服從負指數(shù)分布，平均需10分鐘。求：(1)店內(nèi)空

20、閑的概率；(2)有4個顧客的概率；(3)至少有1個顧客的概率；(4)店內(nèi)顧客的平均數(shù)；(5)等待服務(wù)的顧客的平均數(shù)(6)平均等待修理時間；,對策論,“二指莫拉問題”，甲、乙二人游戲，每人出一個或兩個手指，同時又把猜測對方所出的指數(shù)叫出來。如果只有一個人猜測正確，則他的贏得分數(shù)為二人所出指數(shù)之和、否則重新開始。試寫出該對策中各局中人的策略集及甲的贏得矩陣，并說明是否存在某一種策略比其它策略更有利。再如“囚徒困境”,決策論,根據(jù)

21、以往的資料，一家面包店每天所需面包數(shù)(當天市場需求量)可能是下列當中的某一個，100，150，200，250，300，但其概率分布不知道。如果一個面包當天沒有賣掉，則可在當天結(jié)束時每個0.15元處理掉。新鮮面包每個售價為o．49元，成本為0．25元，假設(shè)進貨量限制在需求量中的某一個，要求：(1)做出面包進貨問題的決策矩陣；(2) 用處理不確定性決策問題的方法確定最優(yōu)進貨量。,運籌學(xué)在科技體系中的地位,緒 論,一門科學(xué)只有成功地

22、應(yīng)用數(shù)學(xué)時，才算達到了完善的地步。 -----馬克思,錢學(xué)森,錢學(xué)森（1911.12.11～今）。中國著名物理學(xué)家，世界著名火箭專家。被譽為“中國導(dǎo)彈之父”。1934年畢業(yè)于交通大學(xué)（西安交），1934年在美國麻省理工學(xué)院和加利福尼亞理工大學(xué)學(xué)習(xí)。1938年獲博士學(xué)位，后留任美國并從事火箭研究?！　?950年開始爭取回歸祖國，當時一位美國海軍的一位高級將領(lǐng)金布

23、爾說：“錢學(xué)森無論走到哪里，都抵得上5個師的兵力，我寧可把他擊斃在美國也不能讓他離開?！币虼隋X學(xué)森受到美國政府迫害，失去自由，歷經(jīng)5年于1955年才回到祖國。1991年10月，國務(wù)院、中央軍委授予錢學(xué)森“國家杰出貢獻科學(xué)家”榮譽稱號和一級英雄模范獎?wù)隆?007年感動中國組委會授予錢學(xué)森的頒獎詞：在他心里，國為重，家為輕，科學(xué)最重，名利最輕。5年歸國路，10年兩彈成。他是知識的寶藏，是科學(xué)的旗幟，是中華民族知識分子的典范。,,華羅庚--

24、“燒水泡茶”的算法,1964年寫《統(tǒng)籌方法平話》，“燒水泡茶”有五道工序： 1、燒開水；2、洗茶壺；3、洗茶杯；4、拿茶葉5、泡茶。 燒開水、洗茶壺、茶杯，拿茶葉是泡茶的前提。   各道工序用時表：燒開水 15分，洗茶壺 2分，洗茶杯 1分，拿茶葉1分，泡茶1分 方法比較：①工序安排不同 甲：燒開水 同時 ，洗茶壺，洗茶杯，拿茶葉 乙：燒開水 之前 ，洗