1、2022-12-7-绪 论-1-2022-12-7-绪 论-2-在美国有人把运筹学称之为管理科学。运筹学：“依照给定条件和目标，从众多方案中选择最佳方案”。故有人称之为最优化技术。运筹学 Operations ResearchO.R管理科学 Management Science M.S管理涵义：对掌控的资源进行合理配置管理核心：正确决策决策分类：定性决策：方向性、战略性定量决策：数量上、战术上管理方法：科学性；艺术性2022-12-7-绪 论-3-企业运行管理的Purdue模型生产过程过程控制过程优化生产调度企业管理经营决策第一层：单元自动化，简单控制第二层：先进控制，过程优化第三层：生产调度
2、，系统优化第四层：供销、财务，计划管理第五层：企业决策，生产规划2022-12-7-绪 论-4-BPS/MES/PCS三层结构经营计划系统BPS生产制造执行系统MES生产过程控制系统PCS BPS级聚焦于订货、交货、成本、顾客的关系等，对内是以财务为核心的ERP，对外连接供应链管理(SCM)和销售客户服务管理。MES要完成生产计划的调度与统计、生产过程成本控制、产品质量控制与管理、物料流控制与管理、设备安全控制与管理、生产数据采集与处理等工作。PCS级聚焦于生产过程的设备，监控生产设备的运行状况，控制整个生产过程。2022-12-7-绪 论-5-1在数学学科中的地位在数学学科中的地位运筹数学1
3、在系统科学中的地位在系统科学中的地位系统工程1在管理科学中的地位在管理科学中的地位管理与运筹学1与经济学的关系与经济学的关系问题与方法1与工程科学的关系与工程科学的关系方法与应用1 与计算机科学的关系与计算机科学的关系核心算法与工具基础理论基础理论应用理论应用理论应用技术应用技术运筹学运筹学运筹学的学科地位2022-12-7-绪 论-6-1、市场销售；、市场销售；6、人事管理；人事管理；2、生产管理；、生产管理；7、设备管理；设备管理；3、库存管理；、库存管理；8、工程的优化设计；工程的优化设计；4、运输管理；、运输管理；9、计算机和信息管理；计算机和信息管理；5、财会管理；、财会管理；10、
4、城市管理。、城市管理。运筹学的应用的主要方面运筹学的应用的主要方面2022-12-7-绪 论-7-引例例1：某工厂在生产过程中需要使用浓度为80%的硫酸100吨，而市面上只有浓度为30%，45%，73%，85%，92%的硫酸出售，每吨的价格分别为400、700、1400、1900和2500元。问：采用怎样的购买方案，才能使所需费用最小？2022-12-7-绪 论-8-例2：王经理花费12000元购买了一台微型车，年度维护费用取决于年初时汽车的役龄，如表示。为避免使用旧车会带来较高的维护费用，王经理可选择卖掉旧车而购买新车使用的策略，旧车的售价如表示。为简化计算，假定任何时刻购买新车都需花费12
5、000元，王经理的目标是使净费用最小。（净费用=购置费+维护费-卖旧车收入）费用单位：元2022-12-7-绪 论-9-问题特点：*实际管理中问题*决策内容*数量分析*优化目标实际应用例子：炼油厂863调度软件2022-12-7-绪 论-10-一、运筹学的学科性质1.含义 运筹学是一门应用科学，它广泛应用现有的科学技术知识和数学方法，解决实际中提出的专门问题，为决策者提供最优决策的定量方法。概括：运筹学应用系统科学方法，经由模型的建立与测试，以得到最优决策。2.要点：（1）决策科学 （2）方法理论 （3）数量分析 （4）模型手段 （5）多学科结合（6）优化分析2022-12-7-绪 论-11-
6、二、运筹学的产生与发展1.产生 第二次世界大战中，成立了“运作研究(Operational Research)小组”解决复杂的战略和战术问题。例如：1.如何合理运用雷达有效地对付德军德空袭；2.对商船如何进行编队护航，使船队遭受德国潜艇攻击时损失最少；3.在各种情况下如何调整反潜深水炸弹的爆炸深度，才能增加对德国潜艇的杀伤力等。Operational Research Operations Research简写为O.R.2022-12-7-绪 论-12-2.发展 经济上，学会，图书杂志，大学开课3.我国的状况 田忌赛马、孙子兵法 夫运筹帷幄之中，决胜千里之外50年代由钱学森教授引入，以华罗庚教
7、授为代表的科学家们推广。1956年成立运筹学小组。大学开课，管理专业基础课，1980年成立运筹学会。1947年美国数学家丹捷格(G.B.Dantzig）提出了求解线性规划的有效方法单纯形法。2022-12-7-绪 论-13-二战以前萌萌芽芽二战期间产产生生五六十年代发发展展七八十年代成成熟熟发展历程发展历程 2022-12-7-绪 论-14-三、运筹学的主要内容 规划论：线性规划、整数规划、目标规划、非 线性规划、动态规划、随机规划等。各分枝理论：图论、网络分析、排队论、库存 论、博弈论、决策论等。模拟技术：模型模拟等。世界世界500500家强企业其中家强企业其中95%95%曾使用过线性规划，
8、曾使用过线性规划，75%75%使用过运输模型，使用过运输模型，90%90%使用过网络计划技术，使用过网络计划技术，90%90%使用过存储模型，使用过存储模型，43%43%使用过动态规划。使用过动态规划。2022-12-7-绪 论-15-Interface上发表的部分获奖项目组织组织应用应用效果效果联合航空公司联合航空公司在满足乘客需求的前提下，以最低成本进在满足乘客需求的前提下，以最低成本进行订票及机场工作班次安排行订票及机场工作班次安排每年节约成本每年节约成本600600万美元万美元CitgoCitgo石油公司石油公司优化炼油程序及产品供应、配送和营销优化炼油程序及产品供应、配送和营销每年节
9、约成本每年节约成本70007000万万AT&TAT&T优化商业用户的电话销售中心选址优化商业用户的电话销售中心选址每年节约成本每年节约成本4.064.06亿美元，销亿美元，销售额大幅增加售额大幅增加标准品牌公司标准品牌公司控制成本库存（制定最优再定购点和定购控制成本库存（制定最优再定购点和定购量确保安全库存）量确保安全库存）每年节约成本每年节约成本380380万美元万美元法国国家铁路公司法国国家铁路公司制定最优铁路时刻表并调整铁路日运营量制定最优铁路时刻表并调整铁路日运营量每年节约成本每年节约成本15001500万美元，万美元，年收入大幅增加。年收入大幅增加。Taco BellTaco Bel
10、l优化员工安排，以最低成本服务客户优化员工安排，以最低成本服务客户每年节约成本每年节约成本13001300万美元万美元DeltaDelta航空公司航空公司优化配置上千个国内航线航班来实现利润优化配置上千个国内航线航班来实现利润最大化最大化每年节约成本每年节约成本1 1亿美元亿美元2022-12-7-绪 论-16-四、运筹学方法的解决问题思路 提出问题：从实际问题中提出需运作、决策的 问题。建立模型：抽象归纳形成表达式。求解：运用运筹学方法求出问题的解。结果分析与调整：分析解是否合理，如果需要，修 改模型后再求解。实施：按获取的方案组织实施。学习本门课思路：认识模型，建立模型，掌握原理，使用软件
11、求解。2022-12-7-绪 论-17-真实系统系统分析问题描述模型建立与修改模型求解与检验结果分析与实施数据准备运筹学的研究的主要步骤2022-12-7-绪 论-18-五、关于运筹学模型 模型的概念：按一定规则完成的对现实的抽象。模型的形式：（1）实物模型：以实体描述对象。（2）图像模型：以图示描述对象。（3）数学模型：以数学符号和表达式完成的对现 实的抽象。模型的建立：实际问题抽象为数学表达式的过程 称为建模。2022-12-7-绪 论-19-构建模型的方法和思路构建模型的方法和思路直接分析法直接分析法类比分析法类比分析法 数据分析法数据分析法 试验分析法试验分析法想定（构思）法想定（构思
12、）法机理清楚机理清楚机理不清楚机理不清楚五五种种方方法法和和思思路路2022-12-7-绪 论-20-模型要素模型要素 变量变量可控因素可控因素 目标目标优化的动力和依据优化的动力和依据 约束约束内部条件和外部约束内部条件和外部约束 max(或或min)Z=f(x1,x2,xn)gk(x1,x2,xn)(,)0 (k=1,2,m)hj(x1,x2,xn)=0 (j=1,2,l)其中：其中：Z 为目标函数；为目标函数；xi(i=1,2,n)为决策变量；为决策变量；gk(x1,x2,xn)0 和和 hj(x1,x2,xn)=0 为约束条件为约束条件2022-12-7-绪 论-21-例1：2ax 用
13、一块边长为2a的正方形铁皮，四角剪去相等小正方形后将四边折起做一个铁盒，问：如何剪能使做成的盒子体积最大？底2022-12-7-绪 论-22-数学模型：设 剪掉的小正方形的边长为x，则该问题等同于求max V=(2a-2x)2 x在满足2x2a x0V所做成的盒子的体积。2022-12-7-绪 论-23-例2：问题问题 某饲养场所用的混合饲料由某饲养场所用的混合饲料由n种配料组成，种配料组成，要求所使用的混合饲料必须含有要求所使用的混合饲料必须含有m种不同的营种不同的营养成分，且每一份混合饲料中第养成分，且每一份混合饲料中第i种营养成分的种营养成分的含量不能低于含量不能低于bi 个单位个单位.
14、已知每单位的第已知每单位的第j种配种配料中所含第料中所含第i种营养成分的量为种营养成分的量为 aij，每单位的第，每单位的第j中配料的价格为中配料的价格为cj.问在保证营养的条件下问在保证营养的条件下,应应如何选择配方方案使混合饲料的费用最小如何选择配方方案使混合饲料的费用最小?2022-12-7-绪 论-24-分析分析2022-12-7-绪 论-25-模型模型2022-12-7-绪 论-26-运筹学模型的分类：（1）按表达事物的数学特点：线性规划、整数规划、非线 性规划等；（2）按特定专题用途：运输模型、分配模型、存储模型、投入产出模型等；（3）按研究对象：能源模型、教育模型、人口模型、投资
15、 模型、宏观经济模型。2022-12-7-绪 论-27-运筹学软件：（1）WinQSB：适用于教学；小规模问题（2）Excel：加载规划求解宏工具（3）Lingo：程序化建模语言；集成算法求解包求解求解；大规模问题。（4）Matlab：程序化建模语言；集成算法求解包，命令调用；大规模问题。2022-12-7-绪 论-28-六、教学要求：认真听课，出勤，预习与复习；及时完成作业；考试成绩结构：笔试平时作业上机实验2022-12-7-绪 论-29-学科总成绩学科总成绩平时成绩平时成绩（1010）实验成绩实验成绩（3030）期末成绩期末成绩（6060）2022-12-7-绪 论-30-如何学习运筹学
16、课程如何学习运筹学课程 1.以指定教材为主，同时参考其他有关书籍。一般每一本运筹学教材都有自己的特点，但是基本原理、概念都是一致的。注意主从，参考资料会帮助你开阔思路，使学习深入。但是，把时间过多放在参考资料上，会导致思路分散，不利于学好。2.研究例题，帮助理解概念、理论。作业要独立完成，不要怕出错。3.每一节或一章学完后，学会用精炼的语言来概述该书所讲内容。2022-12-7-绪 论-31-参考书目：1胡运权 等运筹学教程（第三版）清华大学出版社2罗荣桂 等运筹学习题详解与考研辅导清华大学出版社3Hamdy A Taha.Operations Research An Introduction（运筹学导论初级篇 第八版）人民邮电出版社
