运筹学与系统分析0绪论

1、运筹学与系统分析Operational Research and Systems Analysis主讲：杨振刚信息工程系课 程 说 明运筹学与系统分析由两部分内容构成： （1）运筹学 40学时 （2）系统工程 24学时 运筹学是系统工程的基础，两部分内容相辅相成，有交叉内容。运筹学主要内容（1）线性规划（2）整数规划（3）动态规划（4）图与网络分析（5）网络计划（6）运输问题（7）目标规划（8）非线性规划（9）排队论（10）存储论（11）对策论重点讲解非重点讲解系统工程主要内容（1）系统工程方法论（2）系统模型与模型化（3）系统评价方法（4）决策分析方法（5）系统仿真与系统动力学（6）系统预测

2、（7）系统工程应用实例重点讲解非重点讲解课 程 考 核1.平时考勤占10%2.课堂讨论占10%3.课堂作业占30%4.期末考试占50%即平时成绩占50%，期末成绩占50%2022/8/286运筹学绪论运筹学名称：英国：Operational Research美国：Operations Research / Management Science中国：运筹学史记.高祖本记：“夫运筹策帷幄之中，决胜千里之外”孙武：运筹为计，知人善用，应敌为变台湾：作业研究2022/8/2871.1 运筹学的定义大英百科全书：运筹学是一门应用于管理有组织系统的科学。1.运筹学释义与发展简史中国企业管理百科全书：运筹学

3、是应用分析、试验、量化的方法，对经济管理系统中人、财、物等有限资源进行统筹安排，为决策者提供有依据的最优方案，以实现最有效的管理。2022/8/288我国古代朴素的运筹学思想（1）齐王与田忌赛马： 比赛双方各出上、中、下等级马各1匹。田忌以下马对齐王上马，中马对下马，上马对中马而获胜。（2）丁渭（北宋）修复宫殿： 宫前大街挖土烧砖，挖成大沟灌水成渠，用船运输建筑材料，修完后废砖瓦填渠修复大街，加快进度。1.2 运筹学的发展20世纪30年代：“雷达研究”1935年，英国为防御德国战机袭击，在英国东海岸的Orfordness装备了雷达。使用中发现各雷达站信号时常相互矛盾，需要解决协调配合问题。 1

4、938年在波德塞(Bowdsey)，由罗伊(A.P.Rowe)负责组建了一个研究机构，进行整个防空作战系统运行的研究，并将之命名为Operational Research。波德塞因此成为运筹学的诞生地。 2022/8/2810运筹学发展的三个阶段：（1）创建时期（19451950） 运筹学俱乐部（1948）:煤炭、电力部门推广应用 第一门运筹学课程（1948）：麻省理工学院 第一本运筹学杂志（1950）：O.R. Quarterly 英国 （2）成长时期（1950s） 运筹学方法用计算机方法辅助应用 过半美国大公司用运筹学制订生产计划、资源分配 成立国际运筹学联合会，许多国家成立运筹学学会（3

5、）普及发展时期（1960今） 第三代计算机解决复杂问题如城市交通、经济计划 在军事、农林、交通、建筑、水利等多领域应用2.运筹学研究的基本特征与方法基本特征：（1）系统的整体概念（2）多学科的综合（3）模型方法的应用运筹学方法应用的一般程序明确 选择 确定 计算 结果问题 模型 参数 求解 分析 3. 运筹学主要内容简介一、线性规划 经营管理中，如何利用现有人力、物力完成更多的任务，或在给定的任务中，如何用最少的人力、物力去实现目标。 根据问题目标选取变量，问题的目标用这些变量的函数表示，问题的约束条件用这些变量的等式或不等式表示。 当变量连续取值，目标函数和约束条件都为线性函数时，称为线性规

6、划模型。二、整数规划 当线性规划模型或非线性规划模型中的变量必须取整数时，称为整数规划。三、动态规划 有些经营活动由多个相互关联的阶段构成，每个阶段依次进行决策，上一阶段的输出是下一阶段的输入，从而构成多阶段决策过程。 动态规划研究多阶段决策过程的总体优化，要求各阶段的决策序列，使目标函数最优。四、图论与网络分析 管理、设计中经常研究各种管道、线路的通过能力，以及仓库、设施的布局问题。 把研究对象用节点表示，对象间联系用边表示，节点和边构成图。 图论是研究节点和边所构成的图的数学理论和方法，网络分析就是利用图论方法来研究各类网络结构和流量的优化分析。五、网络计划 管理中将任务分解为若干作业，将

7、这些作业根据相互关系用网络图表示。 如何以最少的资源完成该任务？如何以一定的资源最快完成该任务？ 这些问题都可以通过网络图和相应的方法（如CPM或PERT）来分析求解。运筹学诞生的三个来源：（1）军事（2）管理 （主要的孕育土壤）（3）经济4. 运筹学与管理科学 运筹学既是管理科学发展的需要，也是管理科学研究深化的标志。 运筹学研究的目标是追求整体的效率和效益。2022/8/2818运筹学也称为“管理数学”运筹学主要研究领域：管理问题运筹学基本研究手段：建立数学模型运筹学方法求解工具：数学软件工具总结：运筹学在经济管理中应用的主要课题（1） 市场营销：广告预算、竞争性定价、新产品开发、销售方案

8、等。（2） 生产计划：生产作业计划、配料、物料管理等。（3） 库存管理：合适的库存水平、进货方案等。（4） 运输管理：运输方式的组合、运输计划等。（5）财务管理：预算、筹资、成本分析等。（6）人事管理：人员需求、人力资源开发、人员的合理利用、人才评价、工资标准等。（7）设备维修与更新 （8）可靠性分析（9）质量控制 （10）项目评估（11）城市公用事业和服务5.运筹学算法与应用软件求解运筹学模型的主要软件（1）Excel（2）LINDO 求解线性规划问题（3）LINGO 求解大型复杂数学模型（4）WinQSB 教学软件，求解非大型问题实际问题的运筹学模型存在 模糊性 动态性 非线性 多目标 概率不确定性，等 多种这些因素同时存在会对优化计算带来复杂性，寻找问题有效算法显得非常重要。 启发式方法（软计算方法）： 遗传算法 模拟退火算法 禁忌搜索算法 蚁群算法 粒子群算法，等。 借助生物学、物理学及其它自然现象的运行机制，建立迭代算法，对待解问题寻找非常好的可行解但不必是最优解。运筹学参考教材1 钱颂迪等.运筹学(第四版).清华大学出版社.201