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《運籌學概述運籌學的定義運籌學OperationalResearch》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、運籌學概述一、運籌學的定義運籌學(OperationalResearch)直譯為“運作研究”由于運籌學研究的廣泛性和復(fù)雜性,人們至今沒有形成一個統(tǒng)一的定義。以下給出幾種定義:1、運籌學是一種科學決策的方法2、運籌學是依據(jù)給定目標和條件從眾多方案中選擇最優(yōu)方案的最優(yōu)化技術(shù)。3、運籌學是一門尋求在給定資源條件下,如何設(shè)計和運行一個系統(tǒng)的科學決策的方法4、運籌學就是利用計劃的方法和多學科專家組成的隊伍,把復(fù)雜的功能關(guān)系表示成數(shù)學模型,其目的是通過定量分析為決策和揭露新問題提供數(shù)量依據(jù)。二、運籌學研究的特點1、
2、科學性(1)它是在科學方法論的指導下通過一系列規(guī)范化步驟進行的;(2)它是廣泛利用多種學科的科學技術(shù)知識進行的研究。運籌學研究不僅僅涉及數(shù)學,還要涉及經(jīng)濟科學、系統(tǒng)科學、工程物理科學等其他學科。2、實踐性運籌學以實際問題為分析對象,通過鑒別問題的性質(zhì)、系統(tǒng)的目標以及系統(tǒng)內(nèi)主要變量之間的關(guān)系,利用數(shù)學方法達到對系統(tǒng)進行最優(yōu)化的目的。更為重要的是分析獲得的結(jié)果要能被實踐檢驗,并被用來指導實際系統(tǒng)的運行。3、系統(tǒng)性運籌學用系統(tǒng)的觀點來分析一個組織(或系統(tǒng)),它著眼于整個系統(tǒng)而不是一個局部,通過協(xié)調(diào)各組成部分之
3、間的關(guān)系和利害沖突,使整個系統(tǒng)達到最優(yōu)狀態(tài)。4、綜合性運籌學研究是一種綜合性的研究,它涉及問題的方方面面,應(yīng)用多學科的知識,因此,要由一個各方面的專家組成的小組來完成。三、運籌學模型運籌學研究的模型主要是抽象模型——數(shù)學模型。數(shù)學模型的基本特點是用一些數(shù)學關(guān)系(數(shù)學方程、邏輯關(guān)系等)來描述被研究對象的實際關(guān)系(技術(shù)關(guān)系、物理定律、外部環(huán)境等)。運籌學模型的一個顯著特點是它們大部分為最優(yōu)化模型。一般來說,運籌學模型都有一個目標函數(shù)和一系列的約束條件,模型的目標是在滿足約束條件的前提下使目標函數(shù)最大化或最小
4、化。三、運籌學分析的主要步驟運籌學分析的主要步驟包括:發(fā)現(xiàn)和定義待研究的問題;構(gòu)造數(shù)學模型;尋找經(jīng)過模型優(yōu)化的結(jié)果,并通過應(yīng)用這些結(jié)果來改善系統(tǒng)的運行效率。真實系統(tǒng)系統(tǒng)分析問題描述模型建立與修改模型求解與檢驗結(jié)果分析與實施數(shù)據(jù)準備運籌學分析的步驟四、運籌學包含的分支1、Mathematicalprogramming(數(shù)學規(guī)劃):Linearprogramming(線性規(guī)劃),Nonlinearprogramming(非線性規(guī)劃),Integerprogramming(整數(shù)規(guī)劃),Objectivepro
5、gramming(目標規(guī)劃)Dynamicprogramming(動態(tài)規(guī)劃),2、Graphtheory(圖論)3、Networkanalysis(網(wǎng)絡(luò)分析)4、Queueingtheory(排隊論)5、Gametheory(博弈論,對策論)6、Decisiontheory(決策論)7、Storagetheory(存儲論)五、運籌學的歷史1、樸素的運籌思想:都江堰水利工程戰(zhàn)國時期(大約公元前250年)川西太守李冰父子主持修建。其目標是:利用岷江上游的水資源灌溉川西平原。追求的效益還有防洪與航運。其總體構(gòu)
6、思是系統(tǒng)思想的杰出運用。都江堰由三大工程及120多項配套工程組成:(1).“魚嘴”岷江分水工程:將岷江水有控制地引入內(nèi)江。(2).“飛沙堰”分洪排沙工程:將泥沙排入外江。(3).“寶瓶口”引水工程:除沙后的江水引入水網(wǎng)干道。它們巧妙結(jié)合,完整而嚴密,相得益彰。兩千多年來,這項工程一直發(fā)揮著巨大的效益,是我國最成功的水利工程。都江堰水利工程丁謂的皇宮修復(fù)工程北宋年間,丁謂負責修復(fù)火毀的開封皇宮。他的施工方案是:先將工程皇宮前的一條大街挖成一條大溝,將大溝與汴水相通。使用挖出的土就地制磚,令與汴水相連形成的
7、河道承擔繁重的運輸任務(wù);修復(fù)工程完成后,實施大溝排水,并將原廢墟物回填,修復(fù)成原來的大街。丁謂將取材、生產(chǎn)、運輸及廢墟物的處理用“一溝三用”巧妙地解決了。田忌賽馬齊王要與大臣田忌賽馬,雙方各出上、中、下馬各一匹,對局三次,每次勝負1000金。田忌在好友、著名的軍事謀略家孫臏的指導下,以以下安排:齊王上中下田忌下上中最終凈勝一局,贏得1000金。2、早期的軍事運籌學鮑德西(Bawdsey)雷達站的研究(1935年)1935年,英國科學家R.Watson-Wart發(fā)明了雷達。丘吉爾命令在英國東海岸的Bawd
8、sey建立了一個秘密雷達站。當時,德國已擁有一支強大的空軍,起飛17分鐘即到達英國本土。在如此短的時間內(nèi),如何預(yù)警和攔截成為一大難題。1939年由曼徹斯特大學物理學家、英國戰(zhàn)斗機司令部顧問、戰(zhàn)后獲得諾貝爾獎金的P.M.S.Blackett為首,組織了一個小組,代號“Blackett馬戲團”。這個小組包括三名心理學家、兩名數(shù)學家、兩名應(yīng)用數(shù)學家、一名天文物理學家、一名普通物理學家、一名海軍軍官、一名陸軍軍官、一名測量員。研究的問題是:設(shè)計將雷