單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,主講常相全濟(jì)南大學(xué)管理學(xué)院課件,運(yùn) 籌 學(xué),運(yùn)籌學(xué)教程胡運(yùn)權(quán)主編,緒 論,運(yùn)籌學(xué)釋義,運(yùn)籌學(xué)的來源,運(yùn)籌學(xué)的發(fā)展,運(yùn)籌學(xué)研究的基本特征,運(yùn)籌學(xué)研究的基本步驟,運(yùn)籌學(xué)主要分支簡(jiǎn)介,大英百科全書,中國(guó)大百科全書,辭海,(1979,年版,),中國(guó)企業(yè)管理百科全書,一、運(yùn)籌學(xué)釋義,緒 論,大英百科全書,“運(yùn)籌學(xué)是一門應(yīng)用于,管理,有組織系統(tǒng)的科學(xué)”，“運(yùn)籌學(xué)為掌管這類系統(tǒng)的人提供決策目標(biāo)和,數(shù)量分析,的工具”,一、運(yùn)籌學(xué)釋義,緒 論,中國(guó)大百科全書,“用,數(shù)學(xué)方法,研究經(jīng)濟(jì)、民政和國(guó)防等部門在內(nèi)外環(huán)境的,約束條件,下合理分配人力、物力、財(cái)力等資源，使實(shí)際系統(tǒng)有效運(yùn)行的技術(shù)科學(xué)。它可以用來預(yù)測(cè)發(fā)展趨勢(shì)、制定行動(dòng)規(guī)劃或優(yōu)選可行方案”,一、運(yùn)籌學(xué)釋義,緒 論,辭 海,“主要研究經(jīng)濟(jì)活動(dòng)與軍事活動(dòng)中能用,數(shù)量,來表達(dá)的有關(guān)運(yùn)用、籌劃與管理方面的問題它根據(jù)問題的要求，通過,數(shù)學(xué)的分析與運(yùn)算,，作出綜合性的合理安排以達(dá)到,較經(jīng)濟(jì)較有效地,使用人力物力。”,一、運(yùn)籌學(xué)釋義,緒 論,中國(guó)企業(yè)管理百科全書,“應(yīng)用,分析、試驗(yàn)、量化,的方法，對(duì)經(jīng)濟(jì)管理系統(tǒng)中人、財(cái)、物等有限,資源,進(jìn)行統(tǒng)籌安排，為決策者提供有依據(jù)的,最優(yōu),方案，以實(shí)現(xiàn),最有效,的管理?！?一、運(yùn)籌學(xué)釋義,緒 論,名稱來源,運(yùn)籌學(xué)一詞在英國(guó)稱為Operationa1 research，在美國(guó)稱為operations research(縮寫為OR)，可直譯為“運(yùn)用研究”或“作業(yè)研究”。,1957年我國(guó)從“夫運(yùn)籌帷幄之中，決勝千里之外”（見史記高祖本紀(jì))這句古語(yǔ)中抽取“運(yùn)籌”二字，將OR正式譯作運(yùn)籌學(xué)，包含運(yùn)用籌劃以策略取勝等意義，比較恰當(dāng)?shù)胤从沉诉@門學(xué)科的性質(zhì)和內(nèi)涵。,“夫運(yùn)籌帷幄之中，決勝千里之外，吾不如子房；鎮(zhèn)國(guó)家，撫百姓，給饋餉，不絕糧道，吾不如蕭何；連百萬(wàn)之軍，戰(zhàn)必勝，攻必取，吾不如韓信?！?二、運(yùn)籌學(xué)的來源,緒 論,思想體現(xiàn),齊王賽馬,緒 論,二、運(yùn)籌學(xué)的來源,上,中,下,下,上,中,丁渭修皇宮,宋代真宗年間，一場(chǎng)大火燒掉皇宮。真宗皇帝命令大臣丁渭修復(fù)皇宮，他面臨燒磚無(wú)土、大型建筑材料無(wú)法運(yùn)輸，清墟無(wú)處排放等重重困難。,丁渭第一件事是將皇宮周圍的大街小巷挖成河道，與河流相通。挖出來的土燒磚制瓦，解決了取土問題，這是短期目標(biāo)，為修皇宮服務(wù)。全國(guó)各地建筑材料水運(yùn)到京城，由開挖的河道直接運(yùn)到工地，省去二次運(yùn)輸，節(jié)約了一大筆資金，解決了運(yùn)輸問題。幾年以后，皇宮修復(fù)了，建筑垃圾成山，他又叫人將垃圾填到挖的河道中去，恢復(fù)了原來的大街小巷，結(jié)果，皇宮修成了，街道恢復(fù)了，資金節(jié)省了，可謂“一石三鳥”。,這是一個(gè)典型的長(zhǎng)短聯(lián)系的好決策，這種綜合解決問題的思想便是出色的系統(tǒng)工程思想。,緒 論,丁渭修皇宮,正式使用：,二十世紀(jì)三十年代后期的二戰(zhàn)期間,英美-“運(yùn)作研究”(operational Reserch)小組。,通過科學(xué)方法的運(yùn)用成功地解決了許多非常復(fù)雜的戰(zhàn)略和戰(zhàn)術(shù)問題。,例如如何合理運(yùn)用雷達(dá)有效地對(duì)付德國(guó)空襲；,對(duì)商船隊(duì)如何進(jìn)行編隊(duì)護(hù)航，在船隊(duì)遭受德國(guó)潛艇攻擊時(shí)使船隊(duì)損失最少；,反潛深水炸彈在各種情況下 如何調(diào)整其爆炸深度，才能增加對(duì)德國(guó)潛潛艇的殺傷力等。,緒 論,二、運(yùn)籌學(xué)的來源,英國(guó)第一個(gè)運(yùn)籌小組：領(lǐng)導(dǎo)人，著名的物理學(xué)家MsBlackett（后來因在宇宙射線方面的研究成果而獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)）。,組員：2位數(shù)學(xué)家，2位普通物理學(xué)家，1位理論物理學(xué)家，1位天體物理學(xué)家，l位測(cè)量員，3位生理學(xué)家，1位軍官）。-“Blackett雜技團(tuán)”。,美國(guó)也成立一個(gè)運(yùn)籌小組：領(lǐng)導(dǎo)人，物理學(xué)家Philip WMorse（美國(guó)運(yùn)籌學(xué)會(huì)第一屆主席）。組員與英國(guó)相仿，大多為自然科學(xué)家，包括數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家，其中還有一位象棋大師。,緒 論,二、運(yùn)籌學(xué)的來源,運(yùn)籌學(xué)在軍事領(lǐng)域中的應(yīng)用取得了顯著效果。,例如，在第二次世界大戰(zhàn)中，德國(guó)潛艇嚴(yán)重威脅盟軍運(yùn)輸船隊(duì)。反潛戰(zhàn)的一個(gè)重要問題是：當(dāng)偵察飛機(jī)發(fā)現(xiàn)潛艇后，飛機(jī)投擲深水炸彈的最佳時(shí)間以及炸彈引爆的最佳深度應(yīng)是多少?,運(yùn)籌工作者對(duì)大量統(tǒng)計(jì)數(shù)字進(jìn)行認(rèn)真分析后，提出：,(1)應(yīng)在潛艇浮出水面或剛下沉?xí)r，投擲深水炸彈；,(2)炸彈起爆的最佳深度為離水面25英尺(當(dāng)時(shí)深水炸彈所容許的最低起爆點(diǎn))。,空軍采用上述建議后，使德國(guó)潛艇被摧毀數(shù)增加到400%。船只受敵機(jī)攻擊時(shí)中彈數(shù)由47%降到29%。,緒 論,二、運(yùn)籌學(xué)的來源,值得注意的是：當(dāng)時(shí)許多實(shí)際問題的解決，僅應(yīng)用了初等概率和統(tǒng)計(jì)。第二次世界大戰(zhàn)以后，運(yùn)籌學(xué)得到了很大的發(fā)展。,一方面，運(yùn)籌學(xué)得到了廣泛應(yīng)用。它幾乎涉及經(jīng)濟(jì)管理的所有領(lǐng)域；,另一方面，在理論方面發(fā)展了一些數(shù)學(xué)分支，例如數(shù)學(xué)規(guī)劃、應(yīng)用概率、應(yīng)用組合論、博弈論、數(shù)理經(jīng)濟(jì)學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)等。,大體可分為以下三個(gè)階段：,緒 論,三、運(yùn)籌學(xué)的發(fā)展,一、從l945年到50年代初，被稱為創(chuàng)建時(shí)期。,第一本運(yùn)籌學(xué)雜志運(yùn)籌學(xué)季刊(ORQuarterly)1950年于英國(guó)創(chuàng)刊。,第一個(gè)運(yùn)籌學(xué)會(huì)英國(guó)運(yùn)籌學(xué)會(huì)于1948年成立。,主要研究倫敦周圍高炮的布置問題。當(dāng)然高炮越多打掉敵機(jī)越多，漏掉越少，但高炮多到一定程度以后，打掉的敵機(jī)數(shù)增加甚微。所以選擇多少高炮數(shù)為最優(yōu)和怎樣布置是他們要解決的問題。,緒 論,三、運(yùn)籌學(xué)的發(fā)展,三、運(yùn)籌學(xué)的發(fā)展,二、50年代初期到50年代末期，運(yùn)籌學(xué)的成長(zhǎng)時(shí)期,最早建立運(yùn)籌學(xué)會(huì)的國(guó)家是英國(guó)（1948），接著是美國(guó)（1952），法國(guó)（1956），日本和印度（1957）。我國(guó)的運(yùn)籌學(xué)會(huì)建立在1980年。,緒 論,三、自60年代以來，運(yùn)籌學(xué)迅速發(fā)展和普及時(shí)期,運(yùn)籌學(xué)進(jìn)一步細(xì)分為各個(gè)分支，專業(yè)學(xué)術(shù)團(tuán)體迅速增多，更多期刊創(chuàng)辦，運(yùn)籌學(xué)書籍大量出版，更多學(xué)校將運(yùn)籌學(xué)課程納入教學(xué)計(jì)劃。,目前國(guó)際上著名的運(yùn)籌學(xué)刊物有：Management Science（管理科學(xué)），Operations Research(運(yùn)籌學(xué))，Interfaces（相互關(guān)系），Journal of Operational Reseach Society（英國(guó)運(yùn)籌學(xué)研究學(xué)會(huì)期刊），European Journal of Operations Research（歐洲運(yùn)籌學(xué)雜志）。,國(guó)內(nèi)比較著名的運(yùn)籌學(xué)刊物：運(yùn)籌學(xué)學(xué)報(bào)、管理科學(xué)學(xué)報(bào)、中國(guó)管理科學(xué)、運(yùn)籌與管理、系統(tǒng)工程等。,緒 論,三、運(yùn)籌學(xué)的發(fā)展,運(yùn)籌學(xué)在中國(guó)的發(fā)展,引入：,中國(guó)第一個(gè)運(yùn)籌學(xué)小組在,錢學(xué)森,、許國(guó)志先生的推動(dòng)下在1956年于中國(guó)科學(xué)院力學(xué)研究所成立。,1959年，第二個(gè)運(yùn)籌學(xué)部門在中國(guó)科學(xué)院數(shù)學(xué)研究所成立。力學(xué)所小組與數(shù)學(xué)所的小組于1960年合并成為數(shù)學(xué)研究所的一個(gè)研究室，當(dāng)時(shí)的主要研究方向?yàn)榕抨?duì)論、非線性規(guī)劃和圖論。,五十年代后期，運(yùn)籌學(xué)在中國(guó)的應(yīng)用集中在運(yùn)輸問題上。“打麥場(chǎng)選址問題”；“中國(guó)郵路問題”（管梅谷）。,中國(guó)運(yùn)籌學(xué)早期應(yīng)用的亮點(diǎn)由,華羅庚,教授點(diǎn)燃的。,緒 論,三、運(yùn)籌學(xué)的發(fā)展,中國(guó)運(yùn)籌學(xué)會(huì)于1980年成立，作為中國(guó)數(shù)學(xué)會(huì)的一個(gè)分會(huì)。1982年成為國(guó)際運(yùn)籌學(xué)聯(lián)合會(huì)（IFORS）的成員。,1992年中國(guó)運(yùn)籌學(xué)會(huì)從中國(guó)數(shù)學(xué)會(huì)獨(dú)立出來成為國(guó)家一級(jí)學(xué)會(huì)是學(xué)會(huì)發(fā)展史上的一個(gè)重要事件。,近二十年來，中國(guó)運(yùn)籌學(xué)工作者在信息科學(xué)、生命科學(xué)等現(xiàn)代高科技都作出了突出的貢獻(xiàn)。,例如，將全局最優(yōu)化、圖論、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等運(yùn)籌學(xué)理論及方法應(yīng)用于分子生物信息學(xué)中的DNA與蛋白質(zhì)序列比較、芯片測(cè)試、生物進(jìn)化分析、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)等問題的研究；,在金融管理方面，將優(yōu)化及決策分析方法，應(yīng)用于金融風(fēng)險(xiǎn)控制與管理、資產(chǎn)評(píng)估與定價(jià)分析模型等；,在網(wǎng)絡(luò)管理上，利用隨機(jī)過程方法，研究排隊(duì)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)量指標(biāo)分析；,在供應(yīng)鏈管理問題中，利用隨機(jī)動(dòng)態(tài)規(guī)劃模型，研究多重決策最優(yōu)策略的計(jì)算方法。,緒 論,三、運(yùn)籌學(xué)的發(fā)展,四、運(yùn)籌學(xué)研究的基本特征,系統(tǒng)的整體觀念,多學(xué)科的綜合,模型方法的應(yīng)用,-制定決策是運(yùn)籌學(xué)應(yīng)用的核心，而建立模型則是運(yùn)籌學(xué)方法的精髓。,緒 論,五、運(yùn)籌學(xué)研究的基本步驟,一、分析和表述問題,二、建立模型,三、求解模型和優(yōu)化方案,四、對(duì)模型和由模型導(dǎo)出的解進(jìn)行檢驗(yàn),五、建立起對(duì)解的有效控制,六、方案的實(shí)施,緒 論,六、運(yùn)籌學(xué)主要分支簡(jiǎn)介,一、線性規(guī)劃(Linear programming),二、非線性規(guī)劃(nonlinear programming),三、動(dòng)態(tài)規(guī)劃(dynamic programming),四、圖與網(wǎng)絡(luò)分析(graph theory and network analysis),五、存貯論(inventory theory),六、排隊(duì)論(queueing theory,or waiting line),七、對(duì)策論(game theory),八、決策論(decision theory),緒 論,線性規(guī)劃問題,某醫(yī)院護(hù)士值班班次、每班工作時(shí)間及各班所需護(hù)士數(shù)如表所示。每班護(hù)士值班開始時(shí)向病房報(bào)到，并連續(xù)工作8小時(shí)。試決定該醫(yī)院最少需多少名護(hù)士，以滿足輪班需要？,班次,工作時(shí)間,所需護(hù)士數(shù)（人）,1,6:00-10:00,60,2,10:00-14:00,70,3,14:00-18:00,60,4,18:00-22:00,50,5,22:00-2:00,20,6,2:00-6:00,30,動(dòng)態(tài)規(guī)劃問題,某公司打算在3個(gè)不同地區(qū)設(shè)置4個(gè)銷售點(diǎn)，根據(jù)市場(chǎng)預(yù)測(cè)部門估計(jì)，在不同地區(qū)設(shè)備不同數(shù)量的銷售站，每月可得利潤(rùn)如表所示，試問應(yīng)如何在各地區(qū)設(shè)置銷售站，可使每月總利潤(rùn)最大？,地區(qū),銷售站,0,1,2,3,4,1,0,16,25,30,32,2,0,12,17,20,22,3,0,10,14,16,17,圖與圖絡(luò)分析,求解如圖855所示的中國(guó)郵路問題，A點(diǎn)是郵局。,v,7,v,6,v,3,v,4,v,5,v,8,v,1,v,2,2,5,5,9,4,4,3,4,6,4,4,3,v,9,A,哥尼斯堡（Konigsberg）七橋問題。,圖與圖絡(luò)分析,存貯論,對(duì)某種電子元件每月需求量為4000件，每件成本為150元，每年的存貯費(fèi)為成本的10，每次訂購(gòu)費(fèi)為500元。求：,(1)不允許缺貨條件下的最優(yōu)存貯策略；,(2)允許缺貨(缺貨費(fèi)為每件每年100元)條件下的最優(yōu)存貯策略。,排隊(duì)論,某店僅有一個(gè)修理工人，顧客到達(dá)過程為Poisson流，平均每小時(shí)3人，修理時(shí)間服從負(fù)指數(shù)分布，平均需10分鐘。求：,(1)店內(nèi)空閑的概率；,(2)有4個(gè)顧客的概率；,(3)至少有1個(gè)顧客的概率；,(4)店內(nèi)顧客的平均數(shù)；,(5)等待服務(wù)的顧客的平均數(shù),(6)平均等待修理時(shí)間；,對(duì)策論,“二指莫拉問題”，甲、乙二人游戲，每人出一個(gè)或兩個(gè)手指，同時(shí)又把猜測(cè)對(duì)方所出的指數(shù)叫出來。如果只有一個(gè)人猜測(cè)正確，則他的贏得分?jǐn)?shù)為二人所出指數(shù)之和、否則重新開始。試寫出該對(duì)策中各局中人的策略集及甲的贏得矩陣，并說明是否存在某一種策略比其它策略更有利。,再如“囚徒困境”,A B,坦白,抵賴,坦白,-8，-8,0，-10,抵賴,-10，0,-1，-1,決策論,根據(jù)以往的資料，一家面包店每天所需面包數(shù)(當(dāng)天市場(chǎng)需求量)可能是下列當(dāng)中的某一個(gè)，100，150，200，250，300，但其概率分布不知道。如果一個(gè)面包當(dāng)天沒有賣掉，則可在當(dāng)天結(jié)束時(shí)每個(gè)0.15元處理掉。新鮮面包每個(gè)售價(jià)為o49元，成本為025元，假設(shè)進(jìn)貨量限制在需求量中的某一個(gè)，要求：,(1)做出面包進(jìn)貨問題的決策矩陣；,(2)用處理不確定性決策問題的方法確定最優(yōu)進(jìn)貨量。,運(yùn)籌學(xué)在科技體系中的地位,緒 論,一門科學(xué)只有成功地應(yīng)用數(shù)學(xué)時(shí)，才算達(dá)到了完善的地步。,-馬克思,錢學(xué)森,錢學(xué)森（1911.12.11今）。中國(guó)著名物理學(xué)家，,世界著名火箭專家。被譽(yù)為“,中國(guó)導(dǎo)彈之父,”。,1934年畢業(yè)于交通大學(xué)（西安交），1934年在美國(guó)麻省理工學(xué)院和加利福尼亞理工大學(xué)學(xué)習(xí)。1938年獲博士學(xué)位，后留任美國(guó)并從事火箭研究。1