第一章绪论运筹学讲义

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1、运筹学A 考试课程 学时：64参考书：参考书：1 管理运筹学管理运筹学（第（第2版）韩伯棠版）韩伯棠 高等教育出版社高等教育出版社2 运筹学教程（第运筹学教程（第2版）胡运权版）胡运权 清华大学出版社清华大学出版社3 运筹学习题集运筹学习题集(第第3版版)胡运权胡运权 清华大学出版社清华大学出版社4 运筹学导论运筹学导论(第第8版版)弗雷德里克弗雷德里克.S.希利尔等著希利尔等著 胡运权胡运权 等译等译 清华大学出版清华大学出版5.数据，模型与决策数据，模型与决策(第第2版版)弗雷德里克弗雷德里克.S.希利尔，马克希利尔，马克.S.希利尔著，中国财政经济出版社，希利尔著，中国财政经济出版社，2

2、004，1 第一章绪论第一章绪论n1决策、定量分析与管理运筹学n2运筹学的分支n3运筹学在工商管理中的应用n4学习运筹学必须使用相应的计算机 软件，必须注重于学以致用的原则第一章绪论第一章绪论 运筹学运筹学(Operations Research or Operational Research)直译为直译为“运作研究运作研究”或或“作业研究作业研究”。(“夫运筹帷幄之中,决胜千里之外”史记高祖本纪)运筹学是应用分析、试验、量化的方法，对经济管理系统中的人力、物力、运筹学是应用分析、试验、量化的方法，对经济管理系统中的人力、物力、财力等资源进行统筹安排，为决策者提供有依据的最优方案，以实现最有效

3、的财力等资源进行统筹安排，为决策者提供有依据的最优方案，以实现最有效的管理。管理。运筹学的产生和发展运筹学的产生和发展 运筹学产生于第二次世界大战，主要用于解决如何在与德军的对抗中最大限度运筹学产生于第二次世界大战，主要用于解决如何在与德军的对抗中最大限度地杀伤敌人，减少损失（罗伊地杀伤敌人，减少损失（罗伊 合理利用雷达防空合理利用雷达防空19381938；19421942年美国年美国 对商船如对商船如何进行编队护航，反潜艇策略问题；何进行编队护航，反潜艇策略问题；19391939年康托洛维奇出版年康托洛维奇出版生产组织与计划生产组织与计划中的数学方法中的数学方法对胶合板厂的生产计划建立线性规

4、划模型）对胶合板厂的生产计划建立线性规划模型）。二战以后，运。二战以后，运筹学得到了快速的发展，形成了许多分支，并且计算机的应用极大地推动了运筹学得到了快速的发展，形成了许多分支，并且计算机的应用极大地推动了运筹学的应用与普及。筹学的应用与普及。我国我国19561956在中科院力学所建立第一个运筹学小组，在中科院力学所建立第一个运筹学小组，19801980年成立运筹学学会年成立运筹学学会美国劳工部预测：从美国劳工部预测：从19911991年到年到20052005年间，运筹分析员将从年间，运筹分析员将从5700057000个增长到个增长到100000100000个，增长个，增长73%73%，是美

5、国高校毕业生增长率第三的职业，是美国高校毕业生增长率第三的职业11决策、定量分析与管理运筹学决策、定量分析与管理运筹学解决问题：明确实际情况和预期情况之间的差异后，为消除解决问题：明确实际情况和预期情况之间的差异后，为消除 这种差这种差异而采取的行动异而采取的行动决策过程（解决问题的过程决策过程（解决问题的过程 7 7个步骤）个步骤）1 1）认清问题；明确问题）认清问题；明确问题 定义问题定义问题2 2）找出一些可供选择的方案；）找出一些可供选择的方案；3 3）确定目标或评估方案的标准；（评估各种方案的准则）确定目标或评估方案的标准；（评估各种方案的准则）4 4）评估各个方案：解的检验、灵敏性

6、分析等；）评估各个方案：解的检验、灵敏性分析等；5 5）选出一个最优的方案：决策；）选出一个最优的方案：决策；6 6）执行此方案：回到实践中；）执行此方案：回到实践中；7 7）进行后评估：考察问题是否得到完满解决）进行后评估：考察问题是否得到完满解决；1 1）2 2）3 3）：形成问题；构造问题）：形成问题；构造问题 4 4）5 5）：分析问题：定性分析与定量分析。构成决策。）：分析问题：定性分析与定量分析。构成决策。决策决策定量分析和定性分析定量分析和定性分析组织中存在的问题定性分析定量分析定量分析评价与评估决策l定性分析主要依赖管理者的判断和经验（直觉）定性分析主要依赖管理者的判断和经验（

7、直觉）艺术艺术l定量分析首先从问题中收集资料和数据，根据其中的关系建立能定量分析首先从问题中收集资料和数据，根据其中的关系建立能描述问题的目标、约束条件及其关系的数学模型，通过数量方法描述问题的目标、约束条件及其关系的数学模型，通过数量方法找出最好的解决方案。找出最好的解决方案。科学的方法科学的方法问题的确定问题的确定分析问题分析问题建立模型建立模型软件求解软件求解结果分析结果分析确定解决方案确定解决方案实施方案实施方案控控 制制管理科学的系统化方法的步骤管理科学的系统化方法的步骤 定义问题和收集数据定义问题和收集数据 构建模型构建模型(一般为数学模型一般为数学模型)从模型中形成求解的计算机的

8、程序从模型中形成求解的计算机的程序 测试模型并在必要时进行修正测试模型并在必要时进行修正（是否对实际问题进行（是否对实际问题进行了精确的表达，模型是否提供合理的解等）了精确的表达，模型是否提供合理的解等）应用模型分析问题以及提出管理建议应用模型分析问题以及提出管理建议 帮助实施被管理者采纳的小组建议帮助实施被管理者采纳的小组建议 管理与管理科学管理与管理科学 明茨伯格的解释明茨伯格的解释l科学科学(分析分析)：从科学领域中得来的知识，用一般的概念演绎出特殊应用方法。管理三大支柱计算方法和工具l一定程度的艺术一定程度的艺术：眼光、直觉和远见，艺术地寻找解决问题之道，更倾向于归纳。l技巧和经验技巧

9、和经验：像一们手艺，需要边思考，边操作，边改进管理的制度，流程和体系精神和价值观想像想像探索探索管理科学的本质管理科学的本质管理科学（管理科学（Management science）是对与）是对与定量因定量因素（素（quantitative factors）有关的管理问题通过有关的管理问题通过应用应用科学的方法（科学的方法（scientific approach）进行进行辅助辅助管理决策制定（管理决策制定（aid managerial decision making）的一门的一门学科（学科（discipline）。管理者管理者管理者管理者 制定决策制定决策制定决策制定决策管理科学管理科学管理科

10、学管理科学 运用合理的分析来改善决策的制定运用合理的分析来改善决策的制定运用合理的分析来改善决策的制定运用合理的分析来改善决策的制定22运筹学的分支运筹学的分支线性规划线性规划整数线性规划整数线性规划动态规划动态规划图与网络模型图与网络模型存储论存储论排队论排队论排序与统筹方法排序与统筹方法决策分析决策分析对策论对策论预测预测*多目标规划、随机规划、模糊规划等多目标规划、随机规划、模糊规划等3运筹学在工商管理中的应用n生产计划：生产作业的计划、日程表的编排、合理下料、生产计划：生产作业的计划、日程表的编排、合理下料、配料问题、物料管理等，追求利润最大化和成配料问题、物料管理等，追求利润最大化和

11、成 本最小化本最小化n库存管理：多种物资库存量的管理，库存方式、库存量等库存管理：多种物资库存量的管理，库存方式、库存量等n运输问题：确定最小成本的运输线路、物资的调拨、运输运输问题：确定最小成本的运输线路、物资的调拨、运输 工具的调度以及建厂地址的选择等工具的调度以及建厂地址的选择等n人事管理：对人员的需求和使用的预测，确定人员编制、人事管理：对人员的需求和使用的预测，确定人员编制、人员合理分配，建立人才评价体系等人员合理分配，建立人才评价体系等n市场营销：广告预算、媒介选择、定价、产品开发与销售市场营销：广告预算、媒介选择、定价、产品开发与销售 计划制定等计划制定等n财务和会计：预测、贷款

12、、成本分析、定价、证券管理、财务和会计：预测、贷款、成本分析、定价、证券管理、现金管理等现金管理等n项目规划：项目选择、评价，工程优化设计与管理等项目规划：项目选择、评价，工程优化设计与管理等*设备维修、更新，排队管理n由国际运筹与管理科学协会（INFORMS）和它的管理科学实践学会（College for the Practice of the Management Sciences）主持评奖的负有盛名的弗兰茨厄德曼（Frany Edlman）奖，就是为奖励优秀的运筹学在管理中的应用的成就设立的，该奖每年举行一次，在对大量富有竞争力的入闱者进行艰苦的评审后，一般有六位优胜者获奖。关于这些获奖

13、项目的文章都在第二年发表在著名刊物Interface的第一期上，下面就是发表在Interface期刊的一些获奖项目。3运筹学在工商管理中的应用 联合航空公司联合航空公司（1-2/1986，$600万）满足乘客需求以最低成本进行订票处和机场工作班次排程 Citgo石油公司石油公司（1-2/1987，$7000万）优化炼油运作以及产品的供应、配送和营销 旧金山警署旧金山警署（1-2/1989，$1100万）用计算机系统最优排程和巡警设置 荷玛特发展公司荷玛特发展公司（1-2/1987，$4000万）商业区和办公楼销售的最优化安排n AT&T（1-2/1990，$4.06亿，更多的销售）为公司商业用

14、户的电话销售中心的优化选址n 美国石油公司美国石油公司（12/1982，$1000万）确定和评价公司产品商业化的新战略n 美国邮政服务公司美国邮政服务公司（3-4/1987,1-2/1992，$2亿）邮件自动化方案的技术经济分析n 标准品牌公司标准品牌公司（12/1981，$380万）控制100种成品的库存（安全库存、再订购点和订购量）nIBM（1-2/1990，$2000万+$2.5亿库存降低）整合备件库存的全国网络以改进服务支持n Hydroelectrica Espanol（1-2/1990，$200万）应用统计预测管理水力发电的水库系统n 施乐公司施乐公司（11/1975,生产率提高5

15、0%以上）缩短反应时间和改进维修人员生产率的维修战略修正n宝洁公司宝洁公司（1-2/1997，$2亿）重新设计生产和分销系统以降低成本和改进市场进入速度n 南非国防部南非国防部（1-2/1997，$11亿）国防设施和武器系统规模和状态的重新优化设计n 数字设备公司数字设备公司（1-2/1995，$8亿）重构供应商、工厂、分销中心、潜在厂址和市场区域供应链n 雷诺德金属制品公司雷诺德金属制品公司（1-2/1991，$700万）自动化超过200个工厂、仓库和供应商的货物装载调度系统n 中国政府中国政府（1-2/1995，$4.25亿）为满足国家未来能源需求的大型项目的优选和排程n Delta航空公

16、司航空公司（1-2/1994，$1亿）超过2，500个国内航线的飞机类型配置来最大化利润 美洲航空公司美洲航空公司（1-2/1991，$2000万）为机组人员和服务人员优化配置航行支线的顺序 Merit青铜制品公司青铜制品公司（1-2/1993，更佳的服务）安装统计销售预测和成品库存管理系统来改进客户服务 美洲航空公司美洲航空公司（1-2/1992，$5亿，更多收入）设计票价结构、订票和协调航班的系统来增加收入n LLBean公司公司（1-2/1991，$950万）为一个大型呼叫中心优化配置电话干线、接收台和电话代理 纽约市纽约市（1-2/1993，$950万）详细检查从传讯到被捕的程序以缩短

17、等待时间 AT&T（1-2/1993，$7.5亿）为指导商业用户设计呼叫中心开发基于计算机的系统运筹学方法使用情况运筹学方法使用情况(美美1983)1983)运筹学方法在中国使用情况(随机抽样)4 4 学习管理运筹学必须使用相应的计算机软件，学习管理运筹学必须使用相应的计算机软件，必须注重于学以致用的原则必须注重于学以致用的原则n学习运筹学要结合实际的应用，不要被一些概念、理论的困难吓倒。n学习运筹学要把注意力放在“结合实际问题建立运筹学模型”和“解决问题的方案或模型的解”两头，中间的计算过程尽可能让计算机软件去完成。n本书附有运筹学教学软件，使用方法很简单。学员必须尽快学会使用这个运筹学教学

18、软件，并借助它来学好本课程。Excel，Lingo，和Matlab等标准软件都可用来解决运筹学问题的求解。学习运筹学是为了用于实践，解决实际问题。以前重视人工计算是因为没有计算机，现在有了就应该好好利用。5.成本、收益和盈亏平衡分析l生产和制造产品成本：固定成本，可变成本和边际成本l收益：销售数量销售价格；边际收益l利益：利益收益成本l盈亏平衡点：利益收益成本0的产量l例特殊产品公司生产有限版落地摆钟，生产设施的固定成本委50000美元。生产一只落地摆钟的变动成本为400美元，落地摆钟每只的销售价格为900美元（收益），问生产落地摆钟的盈亏平衡点盈亏平衡分析盈亏平衡分析Breakeven point Analysis$50,000$80,000$120,000$160,000$200,00004080120160200Revenue=$900 xFixed costLossProfitCost=$50,000+$400 xxBreak-even point=100 units求解计算盈亏平衡点求解计算盈亏平衡点数学模型的电子表格的扩展数学模型的电子表格的扩展