运筹学 01 绪论(精品).ppt

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1、运筹学运筹学Operations Research学年：2012-1013学年第2学期班级：2011信息管理与信息系统2011统计学授 课 教 师：胡治文 副教授联 系 方 式：13086035516概述概述Introduction1.运筹学的发展历程 Development Course of OR2.运筹学的定义 Definition of OR3.运筹学的特点 Characteristics of OR4.运筹学的主要内容 Main Contents of OR5.运筹学的应用 Applications of OR6.运筹学的工作步骤 Work Steps of OR7.运筹学建模OR

2、Modeling 8.教学目的与要求Aims and Requirements1 运筹学的发展历程v一、萌芽期Erlang(1910)：电话交换机排队系统Lanchester(1914)：人力与火力优势与胜利之间的关系Haris(1915)：银行货币的储备研究康托维奇(1939)：生产组织与计划中的数学方法v二、兴起期成立运筹学研究小组(1938)：英国波得塞雷达站负责人洛维研究防空作战系统的合理运行以对付德国飞机入侵布莱克马戏团(1940)：运作水平科学家反潜艇战运筹组(1942)：美军建立，20多个作战分析小组；加拿大皇家空军组建3个运筹学小组，解决地雷战问题二次世界大战期间：运筹学工作者

3、700多人，主要成果有线性规划、整数规划、图论、网络流、搜索论、最优控制理论等v三、发展期G.B.Dantzig(1947)：提出线性规划单纯形法；50年代初单纯形法的计算机求解成功贝尔曼(1951)：动态规划原理库恩-塔克条件(1951)：非线性规划存储论(1958-1959)：阿罗:存贮和生产的数学理论研究；毛恩:存贮理论运筹学学术团体：1948年英国运筹学俱乐部(1953年改名运筹学会)；1952年美国运筹学会；1959年英美法国际运筹学会联合会(IFORMS)；1956年中国钱学森华罗庚许国志等引进推广，1980年中国运筹学会建立，1982年加入IFORMS并创办运筹学杂志(1997年

4、改名运筹学学报)v四、衰退期20世纪70年代：经济衰退引起运筹学研究锐减运筹学研究自身缺陷v五、发展趋势20世纪80年代：受信息科学、生命科学、计算技术等影响，大量学者研究运筹学，领域涉及全局最优化、图论、神经网络、复杂系统、随机规划、模糊规划等20世纪末：软运筹学的出现。涉及领域包括人工智能、禁忌搜索、神经网络、遗传算法、进化规划、模拟退火技术、群集智能技术等新趋势：复杂巨系统的计算机模拟、经济博弈论、供应链管理2 运筹学的定义v一、称呼Operations Research(美国)-简称OROperational Research(英国)-简称OR作业研究(港台)运筹学(大陆)v二、定义M

5、orse 和 Kimball 的定义：为决策机构在对其控制下业务活动进行决策时，提供以数量化为基础的科学方法。中国大百科全书的定义：运筹学是应用分析、试验、量化的方法，对经济管理系统中人力、物力、财力等资源进行统筹安排，为决策者提供有依据的最优方案，以实现最有效的管理。其他定义：运筹学应用科学技术和数学方法，解决专门问题，为决策者选择最优决策提供定量依据。3 运筹学的特点v系统性v量化性v多学科性v理论性v应用性4 运筹学的主要内容v数学规划 Mathematical programming线性规划 Linear programming非线性规划 Nonlinear programming整数

6、规划 Integer programming 动态规划 Dynamic programmingv图与网络分析Graph Theory and Network Analysisv排队论 Queueing Theoryv存贮论 Inventory Theoryv对策论 Game Theoryv决策论 Decision Theory5 运筹学的应用v Breakeven point Analysis 盈亏平衡分析 v Resource-allocation 资源分配v New product pricing 新产品定价决策v Portfolio selection 投资组合v Supply chai

7、n network design 供应链网络设计v Product Management 生产管理vTraffic Network 交通网络vStorage Management 存储管理vMarketing 市场营销vProject Evaluation 项目评价vMinistry Management 军事方面 经典管理科学获奖应用v 联合航空公司(1-2/1986，$600万)：满足乘客需求以最低成本进行订票处和机场工作班次排程v Citgo石油公司(1-2/1987，$7000万)：优化炼油运作以及产品的供应、配送和营销v 旧金山警署(1-2/1989，$1100万)：用计算机系统最优

8、排程和巡警设置v 荷玛特发展公司(1-2/1987，$4000万)：商业区和办公楼销售的最优化安排v AT&T(1-2/1990，$4.06亿，更多的销售)：为公司商业用户的电话销售中心的优化选址v 美国石油公司(12/1982，$1000万)：确定和评价公司产品商业化的新战略v 美国邮政服务公司(3-4/1987，1-2/1992，$2亿)：邮件自动化方案的技术经济分析v 标准品牌公司(12/1981，$380万)：控制100种成品的库存(安全库存、再订购点和订购量)v IBM(1-2/1990，$2000万+$2.5亿库存降低)：整合备件库存的全国网络以改进服务支持v Hydroelect

9、rica Espanol(1-2/1990，$200万)：应用统计预测管理水力发电的水库系统v 施乐公司(11/1975,生产率提高50%以上)：缩短反应时间和改进维修人员生产率的维修战略修正v宝洁公司(1-2/1997，$2亿)：重新设计生产和分销系统以降低成本和改进市场进入速度v 南非国防部(1-2/1997，$11亿)：国防设施和武器系统规模和状态的重新优化设计v 数字设备公司(1-2/1995，$8亿)：重构供应商、工厂、分销中心、潜在厂址和市场区域供应链v 雷诺德金属制品公司(1-2/1991，$700万)：自动化超过200个工厂、仓库和供应商的货物装载调度系统v 中国政府(1-2/

10、1995，$4.25亿)：为满足国家未来能源需求的大型项目的优选和排程v Delta航空公司(1-2/1994，$1亿)：超过2，500个国内航线的飞机类型配置来最大化利润v美洲航空公司(1-2/1991，$2000万)：为机组人员和服务人员优化配置航行支线的顺序v Merit青铜制品公司(1-2/1993，更佳的服务)：安装统计销售预测和成品库存管理系统来改进客户服务v 美洲航空公司(1-2/1992，$5亿，更多收入)：设计票价结构、订票和协调航班的系统来增加收入v LLBean公司(1-2/1991，$950万)：为一个大型呼叫中心优化配置电话干线、接收台和电话代理v 纽约市(1-2/1

11、993，$950万)：详细检查从传讯到被捕的程序以缩短等待时间v AT&T(1-2/1993，$7.5亿)：为指导商业用户设计呼叫中心开发基于计算机的系统vOR要贯彻相互结合的原则OR与应用对象学科的结合OR与工具学科的结合：System Engineering;System Analysis;AHPv应用OR的几个新方向OR与企业、政府部门决策者的合作计算机技术的应用发展DSS6 运筹学的工作步骤v系统分析v建立模型v模型求解v解的检验v解的控制v解的实施7 运筹学建模A.模型的概念va)模型的定义模型的定义：模型是一件实际事物或情况的代表或抽象。实际事物是A，若B能够真实地描述A，则称B为

12、A的模型。vb)运筹学模型的一般形式 X-可控系统变量或决策变量-不可控系统变量或环境变量F(X，)-系统性能或有效性度量D-X 的可行域例：零售商店问题可控变量：订货点，库存控制水平，盘点周期。不可控变量：顾客到达间隔或需求。v c)模型的种类1)一般分类形象模型抽象模型:模拟模型、数学模型、概念模型 2)按变量的性质分类确定性模型随机性模型 B.建立模型的常用方法v直接分析法 例:合理下料问题v类比法 例:厂址选择问题v数据分析法 例:回归模型v概率统计分析 例:排队论模型v想定法 例:世界能源模型C.管理科学的本质The Nature of Management Sciencev管理科学

13、(Management science)是对与定量因素(quantitative factors)有关的管理问题通过应用科学的方法(scientific approach)进行辅助管理决策制定(aid managerial decision making)的一门学科(discipline)。也常称为OR/MSv管理者 制定决策v管理科学 运用合理的分析来改善决策的制定D.管理科学的影响Impact of Management Science 改善全世界大量组织的效率提高国家的经济生产力促进商业运作的规范性节约大量稀有的资源为管理科学实践者颁发的最负盛名的奖项是弗兰茨厄德曼(Franz Edel

14、man)奖。这些奖项授予全世界年度管理科学的最佳应用。8 教学目的与要求v本课程以案例教学为主线，通过重点讲授原理、大量上机解题、个人研究与小组讨论相结合的等环节，使学生达到以下目的：掌握若干类经济管理领域中常见的运筹学典型模型，了解使用这些模型和数量分析方法对于解决经济、管理领域中的问题和提高效益所起的作用；初步掌握将实际问题抽象成运筹学模型的方法和技巧；具备运用计算机软件求解各类运筹学模型和对求解结果进行简单分析的能力。v由于学时有限，内容繁杂，想学好运筹学必须做到如下几个方面要求：课前预习课中释疑巩固提高课后练习积极讨论独立作业深入研究举一反三章节主要内容理论学时实验学时学时小计1绪论22线性规划103对偶理论64运输问题45整数规划86图与网络107动态规划48排队论2机动2合计48学时分配表