㈠ 运筹学基解详细过程
运筹学作为一门现代科学,是在第二次世界大战期间首先在英美两国发展起来的,有的学者把运筹学描述为就组织系统的各种经营作出决策的科学手段。P.M.Morse与G.E.Kimball在他们的奠基作中给运筹学下的定义是:“运筹学是在实行管理的领域,运用数学方法,对需要进行管理的问题统筹规划,作出决策的一门应用科学。”运筹学的另一位创始人定义运筹学是:“管理系统的人为了获得关于系统运行的最优解而必须使用的一种科学方法。”它使用许多数学工具(包括概率统计、数理分析、线性代数等)和逻辑判断方法,来研究系统中人、财、物的组织管理、筹划调度等问题,以期发挥最大效益。
现代运筹学的起源可以追溯到几十年前,在某些组织的管理中最先试用科学手段的时候。可是,普遍认为,运筹学的活动是从二次世界大战初期的军事任务开始的。当时迫切需要把各项稀少的资源以有效的方式分配给各种不同的军事经营及在每一经营内的各项活动,所以美国及随后美国的军事管理当局都号召大批科学家运用科学手段来处理战略与战术问题,实际上这便是要求他们对种种(军事)经营进行研究,这些科学家小组正是最早的运筹小组。
第二次世界大战期间,“OR”成功地解决了许多重要作战问题,为“OR”后来的发展铺平了道路。当战后的工业恢复繁荣时,由于组织内与日俱增的复杂性和专门化所产生的问题,使人们认识到这些问题基本上与战争中所曾面临的问题类似,只是具有不同的现实环境而已,运筹学就这样潜入工商企业和其它部门,在50年代以后得到了广泛的应用。对于系统配置、聚散、竞争的运用机理深入的研究和应用,形成了比较完备的一套理论,如规划论、排队论、存贮论、决策论等等,由于其理论上的成熟,电子计算机的问世,又大大促进了运筹学的发展,世界上不少国家已成立了致力于该领域及相关活动的专门学会,美国于1952年成立了运筹学会,并出版期刊《运筹学》,世界其它国家也先后创办了运筹学会与期刊,1959年成立了国际运筹学协会(International Federation of Operations Research Societies ,IFORS)[2] 。
发展
1955年我国从“运筹帷幄之中,决胜千里之外”(见《史记》)这句话摘取“运筹”二字,将O.R.正式译作运筹学。
在中国古代文献中就有记载,如田忌赛马、丁渭主持皇宫修复等。说明在已有的条件下,经过筹划、安排,选择一个最好的方案,就会取得最好的效果。可见,筹划安排是十分重要的。
普遍认为,运筹学是近代应用数学的一个分支,主要是将生产、管理等事件中出现的一些带有普遍性的运筹问题加以提炼,然后利用数学方法进行解决。前者提供模型,后者提供理论和方法。
运筹学的思想在古代就已经产生了。敌我双方交战,要克敌制胜就要在了解双方情况的基础上,做出最优的对付敌人的方法,这就是“运筹帷幄之中,决胜千里之外”的说法。
但是作为一门数学学科,用纯数学的方法来解决最优方法的选择安排,却是晚多了。也可以说,运筹学是在二十世纪三十年代才开始兴起的一门分支[1] 。
研究对象
运筹学主要研究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。当然,随着客观实际的发展,运筹学的许多内容不但研究经济和军事活动,有些已经深入到日常生活当中去了。运筹学可以根据问题的要求,通过数学上的分析、运算,得出各种各样的结果,最后提出综合性的合理安排,以达到最好的效果。
运筹学作为一门用来解决实际问题的学科,在处理千差万别的各种问题时,一般有以下几个步骤:确定目标、制定方案、建立模型和制定解法。虽然不大可能存在能处理极其广泛对象的运筹学,但是在运筹学的发展过程中还是形成了某些抽象模型,并能应用解决较广泛的实际问题。随着科学技术和生产力的发展,运筹学已渗入到很多领域,发挥着越来越重要的作用。运筹学本身也在不断发展,涵盖线性规划、非线性规划、整数规划、组合规划、图论、网络流、决策分析、排队论、可靠性数学理论、库存论、博弈论、搜索论以及模拟等分支。
运筹学有广阔的应用领域,它已渗透到诸如服务、搜索、人口、对抗、控制、时间表、资源分配、厂址定位、能源、设计、生产、可靠性等各个方面。
㈡ 运筹学的基本内容
运筹学的具体内容包括:规划论(包括线性规划、非线性规划、整数规划和动态规划)、图论、决策论、对策论、排队论、存储论、可靠性理论等。
㈢ 简述运筹学的工作方法
简述运筹学的工作方法
运筹学方法主要是通过把管理问题抽象成一个模型,求解模型来获得解决问题的最优解,依据最优解和组织的实际情况来制定的方法。
运筹学方法目前已在市场销售、生产计划、库存管理、运输问题、财政与会计、人事管理、设备维修、更新和可靠性、项目的选择与评价、工程的优化设计、计算机与信息系统、城市管理等方面得到广泛应用。
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㈤ 运筹学研究步骤是什么,请结合一个具体问题解决过程加以说明
运筹学的分析步骤一般包括:发现和定义待研究的问题;构造数学模型;寻找经过模型优化的结果,并通过应用这些结果来改善系统的运行效率。
一、系统分析和问题描述
运筹学分析的第一步是分析问题和提出问题,它是从对现有系统的详细分析开始的,通过分析找到影响系统的最主要的问题。另外,通过分析,还要明确系统或组织的主要目标,找出系统的主要变量和参数,弄清它们的变化范围、相互关系以及对目标的影响。问题提出后,还要分析解决该问题的可能性和可行性。一般需要进行以下分析:
1、技术可行性——有没有现成的运筹学方法可以用来解决存在的问题;
2、经济可行性——研究的成本是多少,需要投入什么样的资源,预期效果如何;
3、操作可行性——研究的人员和组织是否落实,各方面的配合如何,研究能否顺利进行。
通过以上分析,可对研究的困难程度,可能发生的成本,可能获得的成功和收益做到心中有数,使研究的目的更加明确。
二、模型的建立和修改
模型建立是运筹学分析的关键步骤。运筹学模型一般是数学模型或模拟模型,并以数学模型为主。模型是对现实世界的一种抽象和映射。由于实际问题的复杂性,模型不可能完全准确地反映现实世界或实际问题,人们在构造模型时,往往要根据一些理论的假设或设立一些前提条件来对模型进行必要的抽象和简化。人们对问题的理解不同,根据的理论不同,设立的前提条件不同,构造的模型也会不同。因此,模型构造是一门基于经验的艺术,既要有理论作指导,又要靠不断的实践来积累建模的经验。模型建立不是一个一次性的过程,由于实际问题与人们对它的认识之间存在的差异,模型往往要经过多次修改才能在允许的限度内符合实际情况。
一个典型的模型包括以下组成部分:
1、一组需要通过求解模型确定的决策变量;
2、一个反映决策目标的目标函数;
3、一组反映系统复杂逻辑和约束关系的约束方程;
4、模型要使用的各种参数。
简单的模型可以用一般的数学公式表示,复杂的模型由于必须借助于计算机求解,还必须表达为相应的计算机程序。
三、模型的求解和检验
模型建成之后,它所依赖的理论和假设条件合理性,以及模型结构的正确性都要通过试验进行检验。通过对模型的试验求解,人们可以发现模型的结构和逻辑错误,并通过一个反馈环节退回到模型建立和修改阶段,有时甚至还需要退回到系统分析阶段。模型结构和逻辑上的问题解决之后,通过收集数据、数据处理、模型生成、模型求解等过程得到了模型的最优解。值得强调的是,由于模型和实际之间存在的差异,模型的最优解并不一定是真实问题的最优解。只有模型相当准确地反映实际问题时,该解才是趋近于实际最优解的近似。
四、结果分析与实施
运筹学分析的最后一步是获取分析的结果并将之付诸实施。运筹学研究的最终目的是要提高被研究系统的效率,因此,这一步也是最重要的一步。绝不能把运筹学分析的结果理解为仅仅是一个或一组最优解,它也包括了获得这些解的方法和步骤,以及支持这些结果的管理理论和方法。通过分析,要使管理人员与运筹学分析人员对问题取得共识,并使管理人员了解分析的全过程,掌握分析的方法和理论,并能独立完成日常的分析工作,这样才能保证研究分析成果的真正实施。