1运筹学绪论讲解

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运筹学 绪论PPT课件

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●英1938年成立防空委员会,H.G.铁寨为主席 (历史上第一个运筹学小组)
当时正处在二战前夕,德国有一支强大的 空军,英国是一个岛国,国内任何一地点离海 岸线不超过一百公里,这段距离,德国飞机只 需飞十七分钟。英国要在十七分钟内完成预警、 起飞、爬高、拦击等动作,很难。
事。
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(2)运筹学的发展阶段
运筹学的发展大致经历四个阶段:
① 萌芽阶段 (1915年~30年代)
上世纪初,一些数学方法逐渐应用于经营管理中, 如:
边际分析、盈亏平衡分析、经济批量模型等。 ●边际分析:包括边际成本分析、边际利润分析。
边际成本:增加单位产量所增加的成本。 边际利润:增加单位产量所增加的利润。
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围魏救赵(齐国,孙宾提出直接攻 打魏都大梁)
赤壁之战(三国,诸葛,周俞,曹 操)
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丁渭主持皇宫的修复(北宋,皇宫因火焚毁) 北宋真宗年间,皇城失火,宫殿烧毁,大臣丁谓主持了皇宫修复工
程。他采用了一套综合施工方案: ①先在需要重建的大道上就近取土烧砖; ②在取土后的深沟中引水,形成人工河,再由此水路运入建筑材料,
现代运筹学涵盖了一切领域的管理与优化问题,称为 Management Science
运筹学是研究人能够控制的、需要做出决策的、并且能用数学模型表达、 分析和优化的系统、是一系列用于提高系统有效性的分析工具(主要是 指数学模型)的集合,是人或组织进行合理决策的科学工具。
2.运筹学的发展简史
(1)朴素的运筹学思想
雷达的有效使用:
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1938年,英国为解决空袭的早期 预警,作好反侵略战争准备,积极 进行“雷达”的研究。但随着雷达 性能的改善和配置数量的增多,出 现了来自不同雷达站的信息以及雷 达站同整个防空作战系统的协调配 合问题。为此,在1938年7月,波 德塞(Bawdsey)雷达站的负责人 罗伊(A.P.Rowe)提出立即进行 整个防空作战系统运行的研究,以 使军事领导人学会使用雷达定位敌 方飞机。

运筹学(第四版)清华大学出版社《运筹学》教材编写组-第1章 绪论课件PPT

运筹学(第四版)清华大学出版社《运筹学》教材编写组-第1章 绪论课件PPT

❖ 在运筹学中除常用的数学方法以外,还引入 一些非数学方法和理论。
❖ 美国运筹学家沙旦(T.L.Saaty),在20世纪70 年代末提出了层次分析法(AHP)。
❖ 切克兰特(P.B.Checkland)把传统的运筹学方 法称为硬系统思考,它适用于解决那种结构 明确的系统以及战术和技术性问题,而对于 结构不明确的,有人参与活动的系统就不太 胜任了。这就应采用软系统思考方法。
(例如投入产出方法)。在当时这些先遣者中,越民义先
生、刘源张院士、朱永津教授、桂湘云教授、陈锡康教授、
徐光煇教授、韩继业教授、李秉全教授、郭绍僖教授等。
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第2节 运筹学的性质和特点
❖ 运筹学是一门应用科学,至今还没有统一且 确切的定义。
❖ 莫斯(P.M.Morse)和金博尔(G.E.Kimball)曾对 运筹学下的定义是:“为决策机构在对其控 制下业务活动进行决策时,提供以数量化为 基础的科学方法。”
❖ 以上过程应反复进行。
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第4节 运筹学的模型
模型有三种基本形式: ❖ ①形象模型; ❖ ②模拟模型; ❖ ③符号或数学模型。
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构模的方法和思路有以下五种:
❖ (1) 直接分析法 ❖ (2) 类比法 ❖ (3) 数据分析法 ❖ (4) 试验分析法 ❖ (5) 想定(构想)法(scenario)
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近几年来出现一种新的批评
❖ 指出有些人只迷恋于数学模型的精巧、 复杂化,使用高深的数学工具,而不善 于处理面临大量新的不易解决的实际问 题。现代运筹学工作者面临的大量新问 题是经济、技术、社会、生态和政治等 因素交叉在一起的复杂系统。

1.YRG运筹学 绪论

1.YRG运筹学 绪论

“孙膑斗马术”说的是春秋战国时期齐王与田忌赛马的事。有一天,齐王要田忌和他赛马, 规定各人从自己的上、中、下三个等级的马中各选一匹来参赛,说好输一匹付出千金, 胜一匹可获千金。 田忌的谋士孙膑一直在场观赛,就给他出了主意, 叫他用下马对齐王的上马,中马对齐王的下马,上马对齐王的中马, 结果以2:1胜了齐王,以劣胜优
五 《运筹学》的学科特点
1.多种专业协作 用运筹学来解决实际问题需要各方面的专业知识,而运筹学家很难全部具备。 这就需要有各方面专家的集体智慧协作努力。 2.科学的方法 用运筹学解决实际问题必须用科学的方法,对各种原始资料进行处理,再用 科学的方法找到决策的依据。 3.解决实际问题 4.需要信息资料 5.需要建立模型 6.需要计算机 运筹学的解题的计算量很大,一个复杂的模型可能会有几十个甚至上百个变量, 没有计算机是无法计算的。
5.规划论 规划论是运筹学的一个重要分支,分为线性规划,整数规划,动态规划,非线性规划, 多目标规划,其中线性规划(Linear Programming)用途广泛,各种方法成熟, 是我们学习的重要内容。
线性规划,最直观的理解就是:研究在线性不等式或等式的约束下,使得某个 线性目标取得最大(小)的问题。线性规划在交通、工业、农业、军事、经济、 管理等方面都有很多成功的实例。
3、搜索论 搜索论是用来搜索一样东西的理论。是从军事上搜索潜艇开始的…… 搜索论现在用来合理的搜索人力、物力资源,如探矿,我国主要那些地方有石油, 如果全面去找,显然要花费大量人力、物力资源,利用搜索论可以合理的应用 最少的人力和物力,在最短的含时间里去发现石油资源。 4.存贮论 存贮论是研究物资管理,采购设备资源的一套数学理论。如工厂生产需储备 一定的原材料,如果原材料储备太多,积压了资金造成了浪费,如果设备太少 会造成生产上的停工待料,因此就必须根据生产活动的连续性决定最佳存 贮量,这就要进行科学计算。 (还有:水库的蓄水量,商品的库存量,机器零件的备用量,血库的储血量)

运筹学--第一讲概论

运筹学--第一讲概论

田忌赛马
齐王要与大臣田忌赛马,双方各出上、 齐王要与大臣田忌赛马,双方各出上、中、下马 各一匹,对局三次,每次胜负1000 1000金 各一匹,对局三次,每次胜负1000金。田忌在 好友、著名的军事谋略家孙膑的指导下, 好友、著名的军事谋略家孙膑的指导下,做以下 安排: 安排: 齐王 上 中 下 田忌 下 上 中 最终净胜一局,赢得千金。 最终净胜一局,赢得千金。
运筹学形成于20 世纪 年代 运筹学形成于 20世纪 30年代( 第二次 世纪30 年代(
世界大战期间 ) 战斗机搜索潜艇(40年代) 年代) 战斗机搜索潜艇(40年代 军用物质运输(40年代 年代) 军用物质运输(40年代) 苏联著名数学家康托洛维奇:“生产组织与计划中的 苏联著名数学家康托洛维奇: 数学方” 数学方法”中提出合理调配和使用资源以便充分发挥 其效用的研究中所提出的新的数学方法和理论。 其效用的研究中所提出的新的数学方法和理论。
系统工程应用领域: 系统工程应用领域: 宏观经济: 宏观经济: 能源: 能源总体规划、 运输、 能源 : 能源总体规划 、 运输 、 产 供销: 石油如何分配、 水电、 供销 : 石油如何分配 、 水电 、 核 电发展规划。 电发展规划。 军事: 武器论证、 反坦克系统、 军事 : 武器论证 、 反坦克系统 、 高炮系统、 坦克系统、 作战模拟、 高炮系统 、 坦克系统 、 作战模拟 、 陆海空军作战。 陆海空军作战。 农业:农业规划、农业施肥。 农业:农业规划、农业施肥。
交通:全国交通网、城市交通网、 交通:全国交通网、城市交通网、 出租车、公交路线规划、港口选址、 出租车、公交路线规划、港口选址、 驳运、 河运( 航道堵塞) 驳运 、 河运 ( 航道堵塞 ) 、 空运 空中交通管制ATC) (空中交通管制ATC)、物流 工业企业:企业发展规划、 工业企业:企业发展规划、生产计 库存问题、新设备可行性、 划、库存问题、新设备可行性、下 料问题、全面质量管理、投入产出、 料问题、全面质量管理、投入产出、 生产调度问题、投资问题。 生产调度问题、投资问题。

运筹学基础知识讲解

运筹学基础知识讲解

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2.1.2线性规划图解法
由中学知识可知:y=ax+b是一条直线,同 理:Z=70x1+120x2→x2=70/120x1-Z/120也 是一条直线,以Z为参数的一族等值线。
资源限量 360 200 300
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例题1建模
问题:如何安排生产计划,使得获利最多? 步骤:
1、确定决策变量:设生产A产品x1kg,B产品x2kg
2、确定目标函数:maxZ=70X1+120X2 3、确定约束条件:人力约束 9X1+4X2≤360
设备约束 4X1+5X2 ≤200 原材料约束3X1+10X2 ≤300 非负性约束X1≥0 X2≥0
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例题2——配方问题
养海狸鼠 饲料中营养要求:VA每天至少700克,VB每天 至少30克,VC每天刚好200克。现有五种饲料,搭配使 用,饲料成分如下表:
饲料
Va Vb
I
3
1
II
2
0.5
III
1
0.2
IV
6
2
V
18 0.5
营养要求 700 30
Vc 价格元/KG
0.5 2
1
7
0.2 4
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究——历史渊源
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绪论
1.2 运筹学的历史 早期运筹思想:田忌赛马 丁渭修宫 沈括运粮 Erlang 1917 排队论 Harris 1920 存储论 Levinson 1930 零售贸易 康脱洛维奇 1939 LP
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绪论
1.2运筹学的历史 军事运筹学阶段 德军空袭 防空系统 Blackett 运输船编队 空袭逃避 深水炸弹 轰炸机编队

运筹学-绪论PPT课件

运筹学-绪论PPT课件
运筹学编写组.运筹学.清华大学出版社 胡运权.运筹学教程.清华大学出版社 杜纲.管理科学基础.天津大学出版社 邓梁成.运筹学的原理和方法.华中科技大学 中国工程项目管理知识体系.建工社 其他:线性代数、管理学及部分杂志
➢ 设备维修和更新 ➢ 项目评价和选择 ➢ 工程优化设计
➢ 计算机和信息系 统
➢ 城市管理 ➢ 发展战略
五、教学及考试说明
➢ 以课本为主教学 ➢ 必要的习题(30~40题) ➢ 考试:采用闭卷 ➢ 平时成绩30%;考试成绩占70%
六、教材和参考书
➢ 教材: ➢ 胡云权.运筹学教程(第三版).清华大学出版社 ➢ 宋学峰.运筹学.东南大学出版社 ➢ 参考书:
➢ 60年代,相继在工业、农业、经济和社会问题各 领域都得到应用。
➢ 理论飞快发展,形成许多分支:数学规划、图与 网络、排队论、存储论、对策论、决策论等。
➢ 1959年成立国际运筹学联合会。我国1980年成 立运筹学会,1982年加入国际运筹学联合会。
四、运筹学解决问题的思路
➢ 提出问题——用自然语言描述问题。 ➢ 建立数学模型——用变量、函数、方程描述问
题。
➢ 求解——主要用数学方法求出模型的最优解、 次优解、满意解,复杂模型求解要用计算机。
➢ 解的检验——检查模型和求解步骤有无错误, 检查解是否反映现实问题。
➢ 决策实施——决策者根据自己的经验和偏好, 对方案进行选择和修改,作出实施的决定。
五、运筹学的运用
➢ 生产计划 ➢ 市场销售 ➢ 资本运营 ➢ 库存管理 ➢ 运输问题 ➢ 财政和会计 ➢ 人事管理
——近代一些运筹学工作者
一、什么是运筹学
➢ 3、运筹学的三大来源 1)军事
两次世界大战期间的军事运筹研究 2)管理

运筹学01-绪论-11

运筹学01-绪论-11

目标函数是从新建的四类住宅中获得的税收最大,即
max z = 1000x 1 + 1900x 2. + 2700x 3 + 3400x 4
问题的第一个约束是土地可用量:
用于新建住宅的面积 <= 净可用面积 新建住宅的面积 = 0.18x 1 + 0.28x 2 + 0.4x 3 + 0.5x 4 净可用面积 = 0.25x 5 (1 − 15% ) 得到的约束是 0.18x 1 + 0.28x 2 + 0.4x 3 + 0.5x 4 ≤ 0.25x 5 (1 − 15% )



运筹学的发展
二战之后,二战期间成立的运筹学小组成员把在战争中积累的 丰富经验与理论方法转向了民用问题,运筹学开始进入工业部 门和管理领域。运筹学作为一门学科逐步发展起来:
– – – – – – – – 1947年,Dantzig提出线性规划的单纯形法 1950~1956年间,线性规划对偶理论诞生 1951年 ,Knhn-Tuker定理奠定了非线性规划理论的基础 1954年,网络流理论建立 1955年,创立随机规划 1958年,创立整数规划及割平面解法,同年求 解动态规划的 Bellman原理发表 1960年,Dantzig-Wolfe建立大LP分解算法; 各个分支得到不断充实和完善并形成体系。
运筹学的产生
二战期间,英、美等国组建的作战研究(operational research)小组进行的关于战略、战术的研究工作。 Bawdsey雷达站的研究工作
– 负责人A.P. Rowe提出立即进行整个防空作战系统运行的研 究。所研究的具体问题有:设计将雷达信息传送给指挥系 统及武器系统的最佳方式;雷达与防空武器的最佳配置; 由于对探测、信息传递、作战指挥、战斗机与防空火力协 调等获得成功,大大提高了英国本土的防空能力,不久以 后在对抗德国对英伦三岛的狂轰滥炸中发挥了极大的作用 。 Bawdsey也被称为运筹学的发源地。

运筹学教学课件(全)

运筹学教学课件(全)

实用举例
某公司通过市场调研,决定生产高中档新型拉杆箱。 某分销商决定买进该公司3个月内的全部产品。拉杆箱生 产需经过原材料剪裁、缝合、定型、检验和包装4过程。
通过分析生产过程,得出:生产中档拉杆箱需要用 7/10小时剪裁、5/10小时缝合、1小时定型、1/10小时检 验包装;生产高档拉杆箱则需用1小时剪裁、5/6小时缝合、 2/3小时定型、1/4小时检验包装。由于公司生产能力有限, 3月内各部的最大生产时间为剪裁部630小时、缝合部600 小时、定型部708小时、检验包装部135小时。
D {x | Ax b, x (x1,, xi ,, xn ) 0}
是凸集(凸多面体)。
引理2.1:线性规划的可行解 x (x1 ,, xn )T 为基本可行解的 充分必要条件是x的正分量所对应的系数列向量是线性无关的, 即每个正分量都是一个基变量。
定理2.2:线性规划问题的基本可行解x对应于可行域的顶点
通过分析生产过程,得出:生产中档拉杆箱需要用
7/10小时可剪裁以、通5/1过0小线时性缝合规、划1小求时定解型!、1/10小时
检验包装;生产高档拉杆箱则需用1小时剪裁、5/6小时 缝合、2/3小时定型、1/4小时检验包装。由于公司生产 能力有限,3月内各部的最大生产时间为剪裁部630小时、 缝合部600小时、定型部708小时、检验包装部135小时。
x2
L1:x1=6 L3:2x1+3x2=18
B 可行域
L2:x2=4 最优解
x1
4x1+3x2
解的特殊情况——解的特殊情况——无界解
线性规划的基本性质
若线性规划有最 优解,则最优解必在可 行域的顶点上达到。
X
可行域内部的点 • 可行解? 是 • 最优解? 不
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2018/10/23
英国舰队已占有优势。在全歼联合舰队后 部后,英国舰队两个主纵列还可以保留: ( 1064-529 ) 1/2 =5161/2=23 艘,再与小纵 列中舰队联合对联合舰队前部作战还占有 优势。即在最坏情况下,“纳尔森 ( Nelson )秘诀”也可以使英国舰队获得 胜利。
运筹学
2018/10/23
运筹学
2018/10/23
用兰彻斯特N2定律可以对“纳尔森(Nelson)秘诀”进行分 析:[站在英国舰队的角度分析] 整体战斗实力。 设双方单个战斗单位的战斗力相同,则有: 英国舰队:402=1600 联合舰队:462=2116 此时联合舰队占优势,设想联合舰队全歼英国舰队后, 联合舰队还有5161/2=23艘。 • 将联合舰队拦腰切断, 23+23=46 ,是将联合舰队实力 减弱的最小分割法。此时,联合舰队的实力为: 232+232=1058 而英国舰队的实力为: (16+16)2+82=1088, 已略占有优势。 运筹学
运筹学的正式产生:第二次世界大 战
鲍德西(Bawdsey)雷达站的研究
1939年,以曼彻斯特大学物理学家、英国 战斗机司令部顾问、战后获得诺贝尔奖的 Blackett为首的一个研究小组(代号 “Blackett 马戏团”),研究如何改进英国 的空防系统,提高英国本土防空能力。 成员组成:心理学家3,数学家2,数学物理 学家2,天文物理学家1,普通物理学家1, 陆军军官1,测量员1。
2018/10/23
运筹学
军 事
特拉法加尔(Trafalgar)海战和纳尔森(Nelson)秘诀
19 世纪中叶,法国拿破伦统帅大军要与英国争夺海上霸 主地位,而实施这一战略的最主要的关键是消灭英国的舰队。 英国海军统帅、海军中将纳尔森亲自制定了周密的战术方案。
1805年10月21日,这场海上大战爆发了。英国是纳尔森 亲自统帅的地中海舰队,由27艘战舰组成;另外一方是由费 伦纽夫(Villenuve)率领的法国——西班牙联合舰队,共 有33艘战舰。
Trafalgar大海战的概况:费伦纽夫(Villenuve)率领的 法国——西班牙联合舰队采用常规的一字横列,以利炮火充 分展开,而纳尔森的战术则出乎常人所料。
运筹学
2018/10/23
军 事
英国的舰队分成两个纵列:前卫上风纵列由12艘战舰 组成,由纳尔森亲自指挥,拦腰将法国——西班牙联合舰 队切为两段;后卫下风纵列由英国海军中将科林伍德 (Collingwood)指挥,由15艘战舰组成。在一场海战后,法 国——西班牙联合舰队以惨败告终:联合舰队司令费伦纽 夫连同12艘战舰被俘,8艘沉没,仅13艘逃走,人员伤亡 7000人。而英国战舰没有沉没,人员伤亡1663人。英军大 获全胜,只是,作为统帅的纳尔森阵亡。 秘密备忘录中的纳尔森(Nelson)秘诀: 预期参加战斗的英国舰队:40艘。 法国—西班牙联合舰队:46艘。 预计联合舰队战斗队形一字横列。 英国舰队的战斗队形与任务:分成两个主纵列及一个小纵列。 运筹学
运筹学
2018/10/23
运筹学的三个来源
军事
管理
经济
运筹学
2018/10/23
军事:运筹学的主要发源地
古代军事运筹学思想


中国古代的“孙子兵法”在质的论断中渗透着量的 分析(1981年美国军事运筹学会出版了一本书,书 中第一句话就是说孙武子是世界上第一个军事运筹 学的实践家),中国古代运筹学思想的例子还有: 田忌赛马、围魏救赵等等。 国外历史上的阿基米德、伽利略研究过作战问题; 纳尔森(Nelson)秘诀;第一次世界大战时,英国 的兰彻斯特(Lanchester)提出了战斗方程,指出 了数量优势、火力和胜负的动态关系;美国的爱迪 生为美国海军咨询委员会研究了潜艇攻击和潜艇回 避攻击的问题。
2018/10/23
英国舰队: 主 纵 列2 (16 艘) (12 艘) (23 艘) (46 艘) 主 小 纵 纵 列 1 列 (16 艘) (8 艘) (3-4 艘)
联合舰队
运筹学
2018/10/23
主纵列1:16艘,由纳尔森亲自指挥,拦腰 将法国 —— 西班牙联合舰队切为两段, 并攻击联合舰队的中间部分。 主纵列2:16艘,由英国海军中将科林伍德 指挥,从联合舰队后半部再切断,分割 并攻击后部12艘。 小纵列:8艘,在中心部分附近攻击其先头 部分的3-4艘。
运筹学
2018/10/23
研究的问题:
设计将雷达信息传送给指挥系统及武器系统的 最佳方式; 雷达与防空武器的最佳配置; 对探测、信息传递、作战指挥、战斗机与 防空火力协调等获得成功。大大提高了英国本 土的防空能力,不久以后在对抗德国对英伦三 岛的狂轰滥炸中发挥了极大的作用。
运筹学
2018/10/23
教材:
推荐教材名称: 《运筹学》教材编写组编 运筹学(修订版) 清 华大学出版社 1990年 1 月第 2 版 .2005年 6 月第 3 版 参考书: 1、胡运权编著,《运筹学》,哈尔滨工业大学 出版社,1985 2、王永县编著,《运筹学 — 规划论及网络》, 清华大学出版社,1993 3、甘应爱等编著,《运筹学》,清华大学出版 社,1990
运筹学
2018/10/23
什么是运筹学?
早上从起床到出门需要洗脸刷牙(5 min) 、刷水壶(2 min)、烧水(8 min)、泡面 (5 min)、吃饭(10 min)、听新闻(8 min) 几个步骤,如何安排最节省时间?
运筹学绪论ຫໍສະໝຸດ 运筹学的三个来源 运筹学的定义与性质 运筹学研究的问题与解决方法 运筹学的工作步骤 运筹学的特点
运筹学
2018/10/23
兰彻斯特(Lanchester)方程(1914): 设两军对抗中一方有 x 个战斗单位(战舰、战车、 战机、步兵单位等),另外一方有 y 个战斗单 位。基本假设:每一方战斗单位的损失率与对 方战斗单位的数量成正比。 于是,双方战斗损失的微分方程为 dy/dt= - ax, dx/dt= - by. 其中, a>0与b>0 表示双方的平均战斗力。 因此可以得到: ax2=by2 上式称为兰彻斯特N2定律。
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