《运筹学与系统工程》教学大纲

PAGE13《运筹学与系统工程》教学大纲课程英文名OperationsResearch&SystemsEngineering课程代码06M0053学分4总学时64理论学时64实验/实践学时0课程类别学科基础课课程性质必修先修课程高等数学、线性代数适用专业质量管理工程开课学院质量与安全工程学院注：课程类别是指公共基础课/学科基础课/专业课；课程性质是指必修/限选/任选.一、课程地位与课程目标（一）课程地位本课程是为质量管理工程专业本科生开设的一门学科基础课，它是将工业工程类专业标准规定的运筹学与系统工程课程进行整合，合并成一门教学的选修课。运筹学是近代应用数学的一个分支，主要是研究如何将生产、管理等事务出现的运筹问题加以提炼，然后利用数学方法进行解决的学科，它是管理学科的基础。系统工程是一门跨学科的工程技术，它系统介绍开发、运行、各类复杂系统所需要的思想方法、工作程序和分析手段，为现代工程技术的发展提供了新思路和新方法。运筹学是以定量分析为主来研究管理问题，将工程思想和管理思想相结合，应用系统的、科学的、数学分析的方法，通过建模、检验和求解数学模型获得最优决策方案，课程主要讲授线性规划、对偶理论、目标规划、图与网络分析、网络计划技术、动态规划等质量管理领域密切相关的运筹学分支的基本模型、方法和应用。系统工程介绍系统工程的基本理论、方法的基础上，培养学生的系统观念，培养学生进行系统分析和综合的能力。课程主要讲授系统工程概述、系统工程方法论、结构模型化技术、系统仿真、系统评价方法、决策分析等质量管理领域密切相关的系统工程方法和应用。（二）课程目标了解运筹学与系统工程发展与基本概念；掌握线性规划、图论与系统工程基础理论；掌握运筹学与系统工程方法的应用过程与解决问题思路；熟练掌握运筹学与系统工程方法解决质量问题的相关知识。将课程思政元素融入课堂，增强学生应用系统思维和整体观点看待与处理问题的能力，培养学生的优化思想和系统管理能力，提高进一步解决实际问题的能力。二、课程目标达成的途径与方法课程目标达成途径与方法课程目标1以课堂教学为主，学生查阅资料，掌握背景知识课程目标2以课堂教学为主，结合学生课堂提问、交流课程目标3以课堂教学为主，结合案例分析，课程现场讨论课程目标4结合学生自学，课外作业训练课程目标5课堂互动，讨论交流三、课程目标与相关毕业要求的对应关系课程目标课程目标对毕业要求的支撑程度（H、M、L）毕业要求1毕业要求2毕业要求3毕业要求4毕业要求5毕业要求9毕业要求11毕业要求12课程目标1LMHMLM//课程目标2LHHH/HM/课程目标3/MMHLMML课程目标4M/HM/L/L课程目标5MM/MLLLL注：支撑强度分别填写H、M或L（其中H表示支撑程度高、M为中等、L为低）。四、课程主要内容与基本要求章节号章节名称知识点要求重点难点思政元素第0章绪论运筹学概念理解无无由运筹学发展历史引入培养爱国精神运筹学历史了解运筹学学科内容了解第1章线性规划及单纯形法线性规划数学模型、特点理解1.线性规划标准型2.线性规划解的特点3.单纯形法原理与计算4.人工变量引入意义5.矩阵描述1.单纯形法计算2.人工变量去除方法通过案例培养爱国情怀线性规划图解法掌握单纯形法原理理解单纯形法计算步骤、例题分析熟练掌握单纯形法的进一步讨论、人工变量熟练掌握单纯形法的向量矩阵描述理解第2章线性规划的对偶理论对偶问题的提出理解1.原问题与对偶问题之间关系2.对偶问题性质3.灵敏度分析4.参数规划1.对偶问题的性质2.灵敏度分析.通过案例培养爱国情怀原问题与对偶问题熟练掌握对偶问题的基本性质掌握影子价格理解对偶单纯形法熟练掌握灵敏度分析熟练掌握参数线性规划熟练掌握第3章运输问题运输问题的典例和数学模型理解1.运输问题数学模型2.表上作业法3.产销不平衡处理方法1.表上作业法/表上作业法熟练掌握产销不平衡的运输问题及其应用理解第5章目标规划目标规划的数学模型掌握1.目标规划模型2.目标规划的求解方法1.正负偏差变量的意义2.目标规划单纯形法求解通过案例培养爱国情怀目标规划的图解分析法熟练掌握用单纯形法求解目标规划问题熟练掌握求解目标规划的层次算法掌握第6章图与网络分析图的基本概念与模型理解1.图的基本概念2.最小部分树3.最短路4.最大流1.狄克斯屈拉算法原理2.可行流的概念3最大流求解通过网络图发展历史的案例培养爱国精神树图和图的最小部分树熟练掌握最短路问题熟练掌握网络的最大流熟练掌握第7章计划评审方法和关键路线法PERT网络图理解1.PERT网络图的绘制方法2.网络图的分析计算1.网络图的分析计算方法/PERT网络图的计算熟练掌握关键路线和网络计划的优化熟练掌握第8章动态规划多阶段决策问题理解1.动态规划数学模型相关概念2.动态规划模型的求解方法1.动态规划模型的求解科学思维训练最优化原理与动态规划数学模型理解离散确定性动态规划模型的求解掌握离散随机性动态规划模型的求解掌握第1章系统工程概述系统工程的产生、发展及应用理解1.系统工程的研究对象2.系统工程概念无通过系统工程发展历史的案例培养爱国精神系统工程的研究对象理解系统工程的概念与特点理解系统工程的应用领域理解第2章系统工程方法论系统工程的基本工作过程理解1.系统工程的基本工作过程2.系统分析程序3.创新分析方法1.霍尔三维结构与切克兰德方法论2.系统分析程序科学思维训练系统分析原理熟练掌握创新思维与方案创造技术掌握系统工程方法论的新发展掌握第3章系统模型与模型化系统模型与模型化概述理解1.系统模型的概念2.系统结构模型化技术3.主成分分析与聚类分析1.模型概念与分类2.系统结构模型化技术科学思维训练系统结构模型化技术主成分分析与聚类分析熟练掌握状态空间模型掌握系统工程模型技术的新进展理解第4章系统仿真及系统动力学方法系统仿真概述掌握1.系统仿真的概念2.系统动力学结构3.DYNAMO仿真分析1系统动力学结构模型化/系统动力学结构模型化原理熟练掌握基本反馈回路的DYNAMO仿真分析熟练掌握仿真软件的使用掌握第5章系统评价方法系统评价原理理解1.系统评价原理2.关联矩阵法3.层次分析法1.关联矩阵法2.层次分析法科学思维训练关联矩阵法熟练掌握层次分析法熟练掌握模糊综合评判法掌握第6章决策分析方法管理决策概述掌握1.决策基本概念2.风险型决策分析3.不确定性决策1.风险型决策分析/风险型决策分析熟练掌握冲突分析熟练掌握五、课程学时安排章节号教学内容学时数学生任务（作业、自学、讨论等任务要求）对应课程目标第0章绪论1预习、阅读运筹学发展简史课程目标1课程目标5第1章线性规划及单纯形法7预习、课堂讨论完成作业P54：1.1（b）、P55：1.2（b）、P55:1.3（a）、P55：1.7（a）、P58:1.16课程目标2课程目标3课程目标5第2章线性规划的对偶理论6预习、课堂讨论、完成作业P89:2.1（a）、P90:2.5（a）、P91:2.9（a）、P92:2.12课程目标2课程目标4课程目标5第3章运输问题4预习、课堂讨论、完成作业P113:3.1、课外作业课程目标2课程目标3第5章目标规划4预习、课堂讨论、完成作业P163:5.3（b）课程目标2课程目标3课程目标5第6章图与网络分析6预习、阅读图论发展史、完成作业P190:6.4（b）、P191:6.7（b）、P193:6.15（a）、课外作业课程目标2课程目标3课程目标5第7章计划评审方法和关键路线法6预习、课堂讨论、完成作业P214：7.2、P215:7.3（b）课程目标2课程目标4第8章动态规划6预习、课堂讨论、完成作业P237：8.1课程目标2课程目标4课程目标5第1章系统工程概述4阅读系统工程发展史、讨论、完成作业P12：3、5课程目标1课程目标2课程目标5第2章系统工程方法论4预习、课堂讨论、完成作业P34：4、5课程目标2课程目标3课程目标5第3章系统模型与模型化4预习、课堂讨论、完成作业P80：3、23（a）课程目标2课程目标3课程目标5第4章系统仿真及系统动力学方法4预习、课堂讨论、完成作业P109：13课程目标2课程目标3第5章系统评价方法4预习、课堂讨论、完成作业P134：10课程目标2课程目标3课程目标5第6章决策分析方法4预习、课堂讨论、完成作业P166：11课程目标2课程目标3六、实践环节及基本要求序号实验项目名称学时基本要求学生任务实验性质实验类别注：1.实验性质指演示性、验证性、设计性、综合性等；2.实验类别指必做、选做等。七、考核方式及成绩评定考核内容考核方式评定标准（依据）占总成绩比例过程考核含到课率、课堂讨论发言、平时作业等由到课率、课堂讨论发言、平时作业综合评定30%期末考核闭卷考试成绩70%考核类别考查成绩登记方式百分制八、推荐教材与主要参考书（一）推荐教材[1]胡运权等.《运筹学基础及应用》（第六版）.北京：