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1、运筹学的发展与应用运筹学的发展与应用XXXXXX班班XXXXXX学号学号XXXXXX结构框架结构框架1.1.运筹学发展简史运筹学发展简史2.2.运筹学的应用（主要是在管理领运筹学的应用（主要是在管理领域，包括实际应用的例子）域，包括实际应用的例子）3.3.对运筹学前景的展望对运筹学前景的展望运筹学的定义运筹学的定义 运筹学（运筹学（Operations Research),直译为运作直译为运作研究，是运用科学的方法（如分析，试验，研究，是运用科学的方法（如分析，试验，量化等）来决定如何最佳地运营和设计各量化等）来决定如何最佳地运营和设计各种系统的一门学科。种系统的一门学科。 运筹学就是利用计划
2、的方法和多学科专家运筹学就是利用计划的方法和多学科专家组成的队伍，把复杂的功能关系表示成数组成的队伍，把复杂的功能关系表示成数学模型，其目的是通过定量分析为决策和学模型，其目的是通过定量分析为决策和揭露新问题提供数量依据。揭露新问题提供数量依据。运筹学解决问题的方法步骤运筹学解决问题的方法步骤 明确问题明确问题 建立模型建立模型 设计算法设计算法 整理数据整理数据 求解模型求解模型 评价结果评价结果明确问题明确问题建立模型建立模型设计算法设计算法整理数据整理数据求解模型求解模型评价结果评价结果简化？简化？满意？满意？YesNoNo运筹学发展简史运筹学发展简史 运筹学的萌芽运筹学的萌芽 运筹学的
3、诞生运筹学的诞生 运筹学科学学派的确立运筹学科学学派的确立PS：国人认为，春秋时期的孙子，：国人认为，春秋时期的孙子，战国时期的李冰是运筹学的开山鼻战国时期的李冰是运筹学的开山鼻祖。祖。萌芽（公元前萌芽（公元前212年年19世纪）世纪）运筹学（管理科学）的萌芽，来自于人们对数学的敬仰。从上运筹学（管理科学）的萌芽，来自于人们对数学的敬仰。从上古开始，人类就在苦苦探索着古开始，人类就在苦苦探索着“数字化生存数字化生存”的道路。中国古的道路。中国古代的八卦，实际上就是来自于当时的数学。代的八卦，实际上就是来自于当时的数学。1717世纪的笛卡尔认世纪的笛卡尔认为，世界上的一切客观存在都可以用数学描绘
4、出来，马克思也为，世界上的一切客观存在都可以用数学描绘出来，马克思也确信世界的数学性和数学的完美性。确信世界的数学性和数学的完美性。公元前公元前212212年，叙拉古请阿基米德设计的用以打破年，叙拉古请阿基米德设计的用以打破罗马罗马人海上人海上封锁的计划，就可以看做是运筹学的开端。在中国，也有不少封锁的计划，就可以看做是运筹学的开端。在中国，也有不少人认为，战国李冰父子在四川修建的人认为，战国李冰父子在四川修建的都江堰都江堰，就是古代的系统，就是古代的系统工程。工程。19091909年，丹麦数学家厄兰年，丹麦数学家厄兰(A. K. Erlang)(A. K. Erlang)，成为创立现代排队，
5、成为创立现代排队论概念的先驱。论概念的先驱。19281928年，贝尔实验室弗莱年，贝尔实验室弗莱(T. C. Fry)(T. C. Fry)，出版，出版了概率及其工程应用，对排队论的统计基础理论做出了贡了概率及其工程应用，对排队论的统计基础理论做出了贡献。另外，献。另外，19161916年，英国的兰彻斯特年，英国的兰彻斯特(F. W. Lanchester)(F. W. Lanchester)曾提曾提出过军事行为中双方人力、火力数量与战争结果关系的计算公出过军事行为中双方人力、火力数量与战争结果关系的计算公式，这是现代军事运筹最早提出的战争模型。同年，美国的爱式，这是现代军事运筹最早提出的战争
6、模型。同年，美国的爱迪生迪生(Thomas A. Edison)(Thomas A. Edison)也曾设计过一个海军作战程序，分析也曾设计过一个海军作战程序，分析了商船在海战中走了商船在海战中走Z Z形路线的优缺点。形路线的优缺点。运筹学的诞生（二战中）运筹学的诞生（二战中） 英国人在战争中最早采用运筹方法。当时，为了对付德国英国人在战争中最早采用运筹方法。当时，为了对付德国的空袭，解决英伦三岛的防空协同作战问题，英国成立了的空袭，解决英伦三岛的防空协同作战问题，英国成立了第一批运筹学小组。最有名的一个小组是由布莱克特第一批运筹学小组。最有名的一个小组是由布莱克特(P. (P. M. S.
7、Blakett)M. S. Blakett)领导的，他们成功地解决了伦敦的防空问领导的，他们成功地解决了伦敦的防空问题。题。 美国也很快发现了运筹学的潜力，国防研究委员会主席科美国也很快发现了运筹学的潜力，国防研究委员会主席科南特南特(James B. Conant)(James B. Conant)和参谋长联席会议新武器装备委和参谋长联席会议新武器装备委员会主席布什员会主席布什(Vannevar Bush)(Vannevar Bush)，在美国海军和第八轰炸，在美国海军和第八轰炸机司令部建立了运筹学小组，进行护航和反潜作战、轰炸机司令部建立了运筹学小组，进行护航和反潜作战、轰炸德国、轰炸日本
8、的方案设计，并取得了相应成果。最著名德国、轰炸日本的方案设计，并取得了相应成果。最著名的案例时大西洋海战。的案例时大西洋海战。 二战期间的盟军，运用数学方法解决作战问题，几乎到了二战期间的盟军，运用数学方法解决作战问题，几乎到了着迷的程度。最有名的一次，就是轰炸鲁尔水坝。这是一着迷的程度。最有名的一次，就是轰炸鲁尔水坝。这是一次号称次号称“不可能的使命不可能的使命”，却通过精确的数学计算实现了，却通过精确的数学计算实现了辉煌的战绩。辉煌的战绩。运筹学的诞生（战后）运筹学的诞生（战后）1.运筹学并未随着战争的结束而消失，美国军方在战争中尝到了运筹学运筹学并未随着战争的结束而消失，美国军方在战争中
9、尝到了运筹学的甜头，在陆军中成立了运筹处，在海军中成立了运筹评价小组，在的甜头，在陆军中成立了运筹处，在海军中成立了运筹评价小组，在新组建的战略空军中成立了运筹分析科。新组建的战略空军中成立了运筹分析科。2.运筹学很快被推广到了非军事领域，一家私人咨询公司运筹学很快被推广到了非军事领域，一家私人咨询公司亚瑟。亚瑟。D。利。利特尔公司首先把运筹学推广于工商企业，相当多的公司开始应用运筹特尔公司首先把运筹学推广于工商企业，相当多的公司开始应用运筹分析，形成了运筹学用于管理的第一个高潮。分析，形成了运筹学用于管理的第一个高潮。3.1952年，美国成立了运筹学协会并创办了运筹学杂志，标志着运年，美国成
10、立了运筹学协会并创办了运筹学杂志，标志着运筹学在社会上的普及。筹学在社会上的普及。4.1944年，冯。诺依曼年，冯。诺依曼(J. von Neumann)与摩根斯坦与摩根斯坦(O. Morgenstern)的的对策论与经济行为一书出版，标志着系统化与公理化的对策论分对策论与经济行为一书出版，标志着系统化与公理化的对策论分支的形成，为决策分析中的效用函数奠定了公理基础。支的形成，为决策分析中的效用函数奠定了公理基础。1946年年,纽曼纽曼又在计算机上模拟中子连锁反应研究随机现象问题，命名为蒙特卡罗又在计算机上模拟中子连锁反应研究随机现象问题，命名为蒙特卡罗法法(Monte-Carlo)。1947
11、年，但泽年，但泽(G. B. Dantzig)创立了线性规划求解的创立了线性规划求解的单纯形法，使线性规划得以迅速推广。单纯形法，使线性规划得以迅速推广。运筹学科学学派的确立运筹学科学学派的确立对运筹学的理论研究，美国人把它称之为对运筹学的理论研究，美国人把它称之为“管理科学管理科学”(Management Science)。1953年，美年，美国成立了管理科学学会，并创办了管理科学杂志，其基本内容是关于运筹学的理论国成立了管理科学学会，并创办了管理科学杂志，其基本内容是关于运筹学的理论研究。就在这一背景下，出现了一个人：埃尔伍德研究。就在这一背景下，出现了一个人：埃尔伍德.斯潘塞斯潘塞.伯法
12、，他从生产管理入手，把伯法，他从生产管理入手，把管理科学的研究向前推进了一大步。从他开始，这个学科正式诞生。管理科学的研究向前推进了一大步。从他开始，这个学科正式诞生。运筹学的应用运筹学的应用市场营销市场营销 生产计划生产计划 库存管理库存管理 运输问题运输问题 财政和会计财政和会计 人事管理人事管理 城市管理城市管理PS：在日常生活中的应用和其他领域的应用：在日常生活中的应用和其他领域的应用在广告预算和广告媒介的选择、竞争性定价、新在广告预算和广告媒介的选择、竞争性定价、新产品开发、销售计划、市场竞争策略的制定等方面产品开发、销售计划、市场竞争策略的制定等方面, ,运筹学应用广泛运筹学应用广
13、泛. .3元元3.5元元2.8元元销售量运筹学的应用 运筹学可以应用于物资库存量的管理运筹学可以应用于物资库存量的管理, ,以确定仓以确定仓库的合理容量，以及确定适当的库存方式和库存库的合理容量，以及确定适当的库存方式和库存量量. .库存管理库存管理库存量销售量成本收益平衡？利用运筹学可以确定最小成本的运输线路、物资的利用运筹学可以确定最小成本的运输线路、物资的调拨、运输工具的调度等等调拨、运输工具的调度等等. .收货地甲收货地乙A地仓库B地仓库工厂需求量,运输费用确立运筹优化模型人事管理人事管理对人员的需求和招聘情况的预测，人员的合理编制对人员的需求和招聘情况的预测，人员的合理编制, ,人才
14、的合理分配和利用人才的合理分配和利用, ,人才评价体系、薪酬体系的人才评价体系、薪酬体系的确定等，都可运用确定等，都可运用运筹学运筹学方法解决。方法解决。 生产计划生产计划生产作业计划、日程表生产作业计划、日程表的安排、合理下料、的安排、合理下料、配料问题、物料管理配料问题、物料管理等可用等可用运筹学运筹学来帮助来帮助解决解决. .此外，此外，运筹学运筹学还成功地还成功地应用于设备维修、更应用于设备维修、更新和可靠性研究，项新和可靠性研究，项目选择与评价，工程目选择与评价，工程的优化设计，信息系的优化设计，信息系统的设计和管理。统的设计和管理。实例分析实例分析 泰山工厂可以生产两种产品出售，需
15、要三种资源，已知各泰山工厂可以生产两种产品出售，需要三种资源，已知各产品的利润、各资源的限量和各产品的资源消耗系数如下产品的利润、各资源的限量和各产品的资源消耗系数如下表：表： 目前生产现状：不生产产品目前生产现状：不生产产品A ，生产产品，生产产品B每天每天30 ， 获利获利3600 产品A产品B资源限量设 备劳动力原材料9434510360200300利润元/kg70120 约翰：约翰： 在现有资源状况下，我可以使利润达到在现有资源状况下，我可以使利润达到4280 ！ 方案是：方案是： 生产生产A 产品产品20 ， 生产生产 B 产品产品 24 。 可行性：可行性：9*20+4*24=27
16、6 Dept. Of OR & IS 运筹学与行为科学结合运筹学与行为科学结合 群决策和谈判群决策和谈判 对策理论对策理论 多层规划多层规划 合理性分析合理性分析 服务行业中的应用服务行业中的应用 金融服务业金融服务业 信息、电信服务业信息、电信服务业 医院管理医院管理 软计算软计算-面向强复杂系统的计算、实时面向强复杂系统的计算、实时-控制、知识推理控制、知识推理-智能算法：模拟退火、遗传算智能算法：模拟退火、遗传算-法、人工神经网络、戒律算法等法、人工神经网络、戒律算法等-系统仿真系统仿真 面向问题面向问题 -后勤后勤(Logistics) 全球供应链管理全球供应链管理 电子商务：集成特性电子商务：集成特性 -随机和模糊随机和模糊 OR 问题本身的不确定性问题本身的不确定性 人类知识的局限性人类知识的局限性谢谢观赏！谢谢观赏！祝同学们期末逢考必过！祝同学们期末逢考必过！