2009-11-10,现代管理科学理论与实践》系列
讲座
1
运筹学的成就、信念与能力
Achievement,Belief,Capability
徐 渝
一
什
麽
是
运
筹
学
？
?运筹学 ——OR
（ Operations Research，
Operational Research）
其含义：
?由一支 综合性的队伍, 采用科
学的方法,为一些涉及到有机
系统（人 -机）的 控制系统问题
提供解答, 为 该系统的 总目标
服务 的学科。
——钱学森等
?事有常规，物有定理。事
物的活动也有其规律可进
行研究，这些规律统称为
“事理”； OR就是 研究事
物活动规律 的科学，亦称
“事理学”。
——许国志
?执行部门对所控制的业务
做出决策提供数量上的依
据的科学或 利用所有应用
科学 执行部门对其所属业
务作出决策 提供数量上依
据 的一门科学。
——Morse
（运筹学界元老）
?运用科学方法 来解决工业、
商业、政府、国防等部门
里有关人力、机器、物资、
金钱等 大型系统的指挥或
管理中所出现的复杂问题
的一门学科。其目的是
“帮助管理者以科学方法
确定其方针和行动”。
——英国运筹学会
（世界上最早的运筹学会）
?运筹学是 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
学模型而 获得 最优决策的
科学。
——近代一些运筹学工作
者
?二十世纪四十年代开始形成的一门
学科, 主要研究经济活动与军事
活动中能用数量来表达的有关运
用, 筹划与管理等方面的问题 。
它根据问题的要求, 通过数学分
析和运算, 作出 综合性的合理安
排, 以 达到 较经济, 较有效地使
用人力, 物力 。 近年来, 它在理
论与应用方面都有较大的发展 。
运筹学的分支有规划论, 对策论,
排队论及质量控制等 。
——,辞海,
?数以百计的定义之 核心 是
用科学方法 来处理自然环
境和社会环境中有关 人和
物的运行体系 。 物包括从
机器一直到按人们已经接
受的按某些规律运转的复
杂的社会结构 。
二、
运
筹
学
的
三
个
来
源
?1、军事
?两 次世界大战期间
的军事运筹研究
?2、管理
?生产中的组织与计
划问题
?3、经济
?魁内的, 经济表,
1、
军
事
?第一次世界大战期间
?1914-1915兰彻斯特的若干军事
论文
?研究战争的胜负同兵力多寡、火
力强弱之间的关系；
?爱迪生解决反潜战的, 战术对
策演示盘,
?反潜战的研究项目：汇编各项典
型统计数据，用于选择回避或击
毁潜艇的最佳方法，使用“战术
对策演示盘”解决免受潜艇攻击
的问题；
二
战
期
间
例
一
? 第二次世界大战期间
? 鲍德西雷达站的研究 ——“布莱克特
马戏团, 的出色工作
? Bawdsey雷达站 — Blackett杂技班专门就
改进空防系统进行研究。
? 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；
? 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
雷
达
站
研
究
工
作
的
重要
作用
堪称运筹学的发祥与典范
展示了运筹学的本色与特色
表现为：
?项目的巨大实际价值
?明确的目标
?整体化的思想
?数量化的分析
?多学科的协同
?最优化的结果
?简明朴素的表述
二
战
期
间
例
二
?大西洋反潜战 ——Morse小组的
重要工作
?1942年麻省 Morse教授应美国大西
洋舰队反潜战官员 Baker舰长的请
求担任反潜战运筹组的计划与监
督工作，其最出色的工作之一是
协助英国打破了德国对英吉利海
峡的海上封锁，研究所提出的两
条重要建议是：
? ? 将反潜攻击由反潜舰艇投掷
水雷改为飞机投掷深水炸弹，起
爆深度由 100米改为 25米左右，即
当德方潜艇刚下潜时攻击效果最
佳；
??运送物资的船队及护航舰艇的
编队由小规模、多批次改为大规
模、少批次，从而减少了损失率；
结
果
?丘吉尔采纳 Morse的建议
?打破德国封锁
?重创德国潜艇部队
?Morse同时获得英国及美
国战时最高勋章
二
战
期
间
例
三
?英国战斗机中队援法决策
?背景
二战开始不久，德军突破马奇诺
防线，法军节节败退，英国参与
抗德，派遣十几个战斗机中队在
法国国土上空与德国空军作战，
指挥、维护均在法国进行。由于
战斗损失，法国总理要求增援 10
个中队，时任英国首相丘吉尔准
备同意该请求。
?英国运筹学者的快速研究
结果表明：在当时的环境下，当损
失率、补充率为现行水平时，只
要两周时间，英国的援法战斗机
就一架都不存在了。
结
果
?运筹学家以简明的图表、明确
的分析结果说服了丘吉尔
?丘吉尔决定
?不再增换新的战斗机中队
?将在法英国战机大部撤回本土
?以本土为基地，继续抗德
局面出现很大改观
二
战
时
期
军
事
运
筹
的
特点
?定量化系统化方法迅速发展
?采集真实的实际数据
?多学科密切协作
?解决方法渗透着物理学思想
2、
管
理
?管理科学的特点与学派
?科学性与艺术性
?古典学派、行为学派、
系统学派、数理学派
?古典管理学派对运筹学产
生与发展的影响
寻求一些方法，使人们
自愿地联合与协作，保
持个人的首创精神和创
造能力，达到增加效率
的目的。
?动作研究与泰勒工作制
?切削效率与车速、进刀量等因
素的数学关系 ——优选问题
?提出管理的基本原则，研究了
机构设置、权限、工厂布局、
计划等问题
?刺激性工资制举世闻名
?用于生产活动分析和计划安排
的甘特黑道图 发展成为统筹
方法
?前苏联 Контрович的工作
?1939年，前苏联 Контрович对
生产中提出的大量组织与计划
问题进行了研究，发表, 生产
组织与计划中的数学方法, 著
名论作，是运筹学最早的在理
论、方法上完整的著作
?研究的具体问题
?生产配置
?原材料的合理利用
?运输计划
?播种面积的分配
?研究结果
?给出数学模型
?确定最优方案
?贡献
?理论方法形成体系
?确定极值的方法超出了经典数学
分析方法的范畴
?研究成果直到二战以后才受到重
视
3、
经
济
?经济理论特别是数理经济学派
对运筹学影响巨大
?QUSNAY（魁内） 1758年在凡尔
塞发表, 经济表, 对经济中各
部门的平衡关系作了最早的研
究
?经济学家对数理经济的重大贡
献 ---Walras（沃尔拉思）对经
济平衡问题的研究，其数学形
式被持续深入研究、发展和推
广（奥地利、德国）,1932年
VON Neumann提出第一个广义经
济平衡模型
?马克思是最早将数学用于经济
研究的经济学家之一
?在沃尔拉思钻研他的数理经济问
题的同时，马克思也在研究他所
碰到的数理经济问题。而且都在
相应的数学理论之前，解决了各
自的数理经济问题。沃尔拉思在
数学家 Brouwer之前就几乎用了后
者以后作出的不动点定理，而马
克思在数学家 Mapkof,Perron,
Frobenius之前，实质上就用了以
这三位数学家命名的定理。
?近三十年经济数学和运筹学互
相影响，相互促进，共同发展
? Von neumann 的开创性工作
? 1939年 提出 宏观经济优化的控制论模
型，成为数量经济学的一个经典模型
? 近代对策论创始人之一,1944年与
Morgenstern合作发表, 对策论与经
济行为, 一书，将经济活动中的冲突、
协调、平衡分析问题量化处理，解决
了一些基本问题（二人零和对策）
? 领导研究的电子计算机成为 OR的技术
实现支柱之一
? 慧眼识人最早肯定扶持当时未满 30岁
的 Dantzig从事的以单纯形法为核心
的线性规划研究
三、
运
筹
学
的
历
史
?1、萌芽时期
?朴素的 OR思想自古有
之
?2、早期研究
?,经济表,,一战、
生产组织与计划
?3、形成与发展时期
?二战
?战后
?50~60年代走向成熟
标志：
?队伍壮大，成立学会，创办
刊物，高校开课
?军事运筹学面向未来要求
?大量理论成果问世，系统专
著出版
?各个分支得到充实、完善
?4、近代运筹学
?计算机的崛起使 OR进入
飞速发展期
?LP算法的研究带动各个
分支理论与方法的更大发
展
?新领域新方法不断萌发
?应用范围更加广泛
四、
走
向
成
熟
的
运
筹
学
?1、各个分支充实完善
形成体系
?确定性模型
?数学规划
?线性规划
?整数规划
?非线性规划
?动态规划
?几何规划
?参数规划
?多目标规划
?组合优化
?图论与网络分析
?优选与统筹方法
?随机性模型
?对策论
?排队论（随机服务系统）
?可靠性理论
?库存论
?搜索论
?计算机随机模拟
?决策论
2、
运
筹
学
方
法
论
?从整体优化的角度出
发,使用科学方法
?具有整体性观点
?科学方法：
?使用的人员是一支
综合性队伍
?研究解决问题的一
般过程如下：
确定问题 问题导向适当选择 模型求解 检查模型的有效性 考察执行情况
提出界定问题 构造 OR 模型 优化求解过程 进行解的评价 提供决策支持
?使用的数学方法 ——代数、
分析、概率统计、组合分析、
具有一定实验性质的模拟方
法，大量使用计算机
?与其他学科的交融渗透 ——
计算机科学、行为科学、控
制论、管理科学、系统分析
与系统工程等
3、
大
量
理
论
成
果
问
世
?1947年 Dantzig提出单纯形
法
?50-56年 LP对偶理论诞生
?1951年 Kuhn-Tucker定理奠
定非线性规划理论基础
?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
?1958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
五、
运
筹
学
的
发
展
?1、从 70年代末 -80年代初
对运筹学发展的大讨论引
发的话题
?回顾、反思
60年代开始偏离理论
与实践结合的主流方向
形成“运筹学危机”
?运筹学的生机
?60-70年代各分支理论体
系的充实强化了学科框架，
丰富完备了其特定的方法
论和特有的理论体系
?LP求解算法深入探讨
? 著名的 Klee-Minty反
例
? 哈奇扬的椭球算法
? S.Smale关于单纯形
法计算量（平均意
义下）的结果
?非线性规划突破性进
展
?变尺度法（拟牛顿法）
出现
DFP算法,BFGS算法不
仅理论上完美，而且计算
实践上成功。
为 NLP实际应用提供了
强有力的支持
?60-70运筹学的新领域、
新方法在不断酝酿与萌发
?T.Lsaaty创立层次分析法
(AHP)理论严谨、应用有
力、具有柔性特征、可融
入决策者的偏好和判断
?应用领域的新扩展
*运筹学 理念与方法为诸多技术领域所接受
*航天航 空、汽车、机械等行业广泛采用
“优化设计”,CAD”
*98年 Zimmermann领导的, 全德邮件快递
线路的 优化设计, 属于公路、铁路、航空
部门合 作,在计算机技术和信息技术支持
下完成 的大规模实际应用课题投入使用
(德 Aachen大学）
?第十四届 IFORS大会（ CANADA）
“运筹学进展奖”
一等奖
,国家经济信息系统中的项目评估
系统,
（中科院应用数学所章祥荪、崔晋川）
二等奖
,长江上游生态发展,
（四川联合大学 刘光中等）
*中国的应用成果 ----连续两年
获 IFORS国际大奖
第十五届 IFORS大会（ 1999北京）
“运筹学进展奖”
一等奖
,中国粮食产量预测研究,
（中科院系统所陈锡康、潘晓明、杨翠
红 ）
二等奖
,运筹学在农业管理中的应用,
山东师大赵庆祯
曲阜师大李继乾、王长钰、章志敏
?挑战与契机
四大差距（ Zimmermann 1982）
* 教育与培养
没有真正为大学生、硕士生、
博士生开设的 OR课程，仅仅附属于
管理、工程和数学体系难以造就职
业 OR工作者；
设法教会学生如何与别的学科
交流，掌握行为理论以及学会怎样
实际应用 OR理论与方法
*软件上的差距
OR与信息技术发展脱节，缺
乏面向用户的适用的 OR软件
*沟通上的差距
学术程度很高的封闭式的学
术会议，从不面向管理部门领导
人作报告
*理论上的差距
,好, 的理论不够，同时缺
少非数学的理论，如 OR行为理论、
为工程师所用的理论
2、
运
筹
学
的
未
来
之
路
?过去与现在的前提比较
?OR传统的 Paradigm
?现实世界是系统化、
结构化的，因而生成
了传统的 OR各分支
?环境是稳定的，因果
关系确定
?环境是合作的
?OR新的 Paradigm
?现实世界错综复杂，整体
性态不是所有局部问题的
简单总和
?环境是变化的、冲突的，
存在众多不确定性，不可
能全面预知
?特定的思考与分析过程以
及恰当的方法可以不断修
正认识，从而逐步趋向适
应
结论：
*为适应环境与面对的复杂问
题,OR模型应注意 注入及强化
其柔性 ----接纳人文因素，逐步
接近问题的实质
*方法论上注意 交互式过程
*追求目标从传统意义下的最
优解改变为 可接受的满意解
?根本理念与方向的确立
?理念更新
?柔性将显示出生机与活力
?决策者更多地参与，并在
模型中实现
?以恰当的方式涵盖必要的
非结构化因素
?最优解的度量由纯客观指
标转向允许某些主观判断
---用满意解适当取代最优解
?运行方式由纯程序化求解
转为适当的人机交互式
?实践为本
?在实践中发现新问题，推
动新理论和新算法的研究
成为 OR研究的主流
?问题驱动为主，学科驱动
为辅，互相支持，相辅相
成
?多学科交融
?系统理论、系统分析与系
统工程、信息系统、物流
与设施规划、人工神经网
络、混沌理论等
?前沿与热点
?在“数字地球”的关键技术中
寻求 OR的切入点
（大规模科学计算，海量存储，高
精度卫星图象，宽带网，互操作）
?复杂巨系统与计算机模拟
?生物信息学中的 OR方法
?DP引入生物分子序列比较，预测
外显子和内含子
?寻找基因、启动子和序列对齐等
隐藏统计规律的隐马氏过程方法
?DNA分子生物计算机
?经济博弈论与宏观金融博弈
分析
?供应链管理
?现代优化算法
?禁忌搜索
?模拟退火
?遗传算法
?人工神经网络
?模糊 OR与随机 OR
?现代军事 OR
现
代
军
事
运
筹
学
?平时训练（红蓝军对
抗）
?医疗后送系统的计算
机仿真
?计算机模拟军事演习
?电子对抗
（海湾战争中 Karmarkar
算法的运用）
参
考
文
献
?,运筹学, 教材,
?编写组 清华大学出版社
?陶谦坎 西安交大出版社 1987
?牛映武 西安交大出版社 1994.8
?杨民助 西安交大出版社 2000.6
?徐渝 胡奇英 陕西人民出版社 2001.8
? 陶谦坎, 运筹学应用案例, 西安交
大出版社 1993.5
? 李宗元, 运筹学 ABC成就、信念与能
力, 经济管理出版社 2000.1
? 徐光辉, 运筹学手册, 1999.3
思
考
讨
论
题
?结合你的专业背景，描述几个
可以用运筹学思想、方法解决
的问题
?以小组为单位，选一个感性趣
的问题，深入讨论、完成课程
小实践（结合一个具体背景作
建模、求解、分析的实践）
2009-11-10,现代管理科学理论与实践》系列
讲座
53
谢 谢 大 家！
讲座
1
运筹学的成就、信念与能力
Achievement,Belief,Capability
徐 渝
一
什
麽
是
运
筹
学
？
?运筹学 ——OR
（ Operations Research，
Operational Research）
其含义：
?由一支 综合性的队伍, 采用科
学的方法,为一些涉及到有机
系统（人 -机）的 控制系统问题
提供解答, 为 该系统的 总目标
服务 的学科。
——钱学森等
?事有常规，物有定理。事
物的活动也有其规律可进
行研究，这些规律统称为
“事理”； OR就是 研究事
物活动规律 的科学，亦称
“事理学”。
——许国志
?执行部门对所控制的业务
做出决策提供数量上的依
据的科学或 利用所有应用
科学 执行部门对其所属业
务作出决策 提供数量上依
据 的一门科学。
——Morse
（运筹学界元老）
?运用科学方法 来解决工业、
商业、政府、国防等部门
里有关人力、机器、物资、
金钱等 大型系统的指挥或
管理中所出现的复杂问题
的一门学科。其目的是
“帮助管理者以科学方法
确定其方针和行动”。
——英国运筹学会
（世界上最早的运筹学会）
?运筹学是 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
学模型而 获得 最优决策的
科学。
——近代一些运筹学工作
者
?二十世纪四十年代开始形成的一门
学科, 主要研究经济活动与军事
活动中能用数量来表达的有关运
用, 筹划与管理等方面的问题 。
它根据问题的要求, 通过数学分
析和运算, 作出 综合性的合理安
排, 以 达到 较经济, 较有效地使
用人力, 物力 。 近年来, 它在理
论与应用方面都有较大的发展 。
运筹学的分支有规划论, 对策论,
排队论及质量控制等 。
——,辞海,
?数以百计的定义之 核心 是
用科学方法 来处理自然环
境和社会环境中有关 人和
物的运行体系 。 物包括从
机器一直到按人们已经接
受的按某些规律运转的复
杂的社会结构 。
二、
运
筹
学
的
三
个
来
源
?1、军事
?两 次世界大战期间
的军事运筹研究
?2、管理
?生产中的组织与计
划问题
?3、经济
?魁内的, 经济表,
1、
军
事
?第一次世界大战期间
?1914-1915兰彻斯特的若干军事
论文
?研究战争的胜负同兵力多寡、火
力强弱之间的关系；
?爱迪生解决反潜战的, 战术对
策演示盘,
?反潜战的研究项目：汇编各项典
型统计数据，用于选择回避或击
毁潜艇的最佳方法，使用“战术
对策演示盘”解决免受潜艇攻击
的问题；
二
战
期
间
例
一
? 第二次世界大战期间
? 鲍德西雷达站的研究 ——“布莱克特
马戏团, 的出色工作
? Bawdsey雷达站 — Blackett杂技班专门就
改进空防系统进行研究。
? 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；
? 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
雷
达
站
研
究
工
作
的
重要
作用
堪称运筹学的发祥与典范
展示了运筹学的本色与特色
表现为：
?项目的巨大实际价值
?明确的目标
?整体化的思想
?数量化的分析
?多学科的协同
?最优化的结果
?简明朴素的表述
二
战
期
间
例
二
?大西洋反潜战 ——Morse小组的
重要工作
?1942年麻省 Morse教授应美国大西
洋舰队反潜战官员 Baker舰长的请
求担任反潜战运筹组的计划与监
督工作，其最出色的工作之一是
协助英国打破了德国对英吉利海
峡的海上封锁，研究所提出的两
条重要建议是：
? ? 将反潜攻击由反潜舰艇投掷
水雷改为飞机投掷深水炸弹，起
爆深度由 100米改为 25米左右，即
当德方潜艇刚下潜时攻击效果最
佳；
??运送物资的船队及护航舰艇的
编队由小规模、多批次改为大规
模、少批次，从而减少了损失率；
结
果
?丘吉尔采纳 Morse的建议
?打破德国封锁
?重创德国潜艇部队
?Morse同时获得英国及美
国战时最高勋章
二
战
期
间
例
三
?英国战斗机中队援法决策
?背景
二战开始不久，德军突破马奇诺
防线，法军节节败退，英国参与
抗德，派遣十几个战斗机中队在
法国国土上空与德国空军作战，
指挥、维护均在法国进行。由于
战斗损失，法国总理要求增援 10
个中队，时任英国首相丘吉尔准
备同意该请求。
?英国运筹学者的快速研究
结果表明：在当时的环境下，当损
失率、补充率为现行水平时，只
要两周时间，英国的援法战斗机
就一架都不存在了。
结
果
?运筹学家以简明的图表、明确
的分析结果说服了丘吉尔
?丘吉尔决定
?不再增换新的战斗机中队
?将在法英国战机大部撤回本土
?以本土为基地，继续抗德
局面出现很大改观
二
战
时
期
军
事
运
筹
的
特点
?定量化系统化方法迅速发展
?采集真实的实际数据
?多学科密切协作
?解决方法渗透着物理学思想
2、
管
理
?管理科学的特点与学派
?科学性与艺术性
?古典学派、行为学派、
系统学派、数理学派
?古典管理学派对运筹学产
生与发展的影响
寻求一些方法，使人们
自愿地联合与协作，保
持个人的首创精神和创
造能力，达到增加效率
的目的。
?动作研究与泰勒工作制
?切削效率与车速、进刀量等因
素的数学关系 ——优选问题
?提出管理的基本原则，研究了
机构设置、权限、工厂布局、
计划等问题
?刺激性工资制举世闻名
?用于生产活动分析和计划安排
的甘特黑道图 发展成为统筹
方法
?前苏联 Контрович的工作
?1939年，前苏联 Контрович对
生产中提出的大量组织与计划
问题进行了研究，发表, 生产
组织与计划中的数学方法, 著
名论作，是运筹学最早的在理
论、方法上完整的著作
?研究的具体问题
?生产配置
?原材料的合理利用
?运输计划
?播种面积的分配
?研究结果
?给出数学模型
?确定最优方案
?贡献
?理论方法形成体系
?确定极值的方法超出了经典数学
分析方法的范畴
?研究成果直到二战以后才受到重
视
3、
经
济
?经济理论特别是数理经济学派
对运筹学影响巨大
?QUSNAY（魁内） 1758年在凡尔
塞发表, 经济表, 对经济中各
部门的平衡关系作了最早的研
究
?经济学家对数理经济的重大贡
献 ---Walras（沃尔拉思）对经
济平衡问题的研究，其数学形
式被持续深入研究、发展和推
广（奥地利、德国）,1932年
VON Neumann提出第一个广义经
济平衡模型
?马克思是最早将数学用于经济
研究的经济学家之一
?在沃尔拉思钻研他的数理经济问
题的同时，马克思也在研究他所
碰到的数理经济问题。而且都在
相应的数学理论之前，解决了各
自的数理经济问题。沃尔拉思在
数学家 Brouwer之前就几乎用了后
者以后作出的不动点定理，而马
克思在数学家 Mapkof,Perron,
Frobenius之前，实质上就用了以
这三位数学家命名的定理。
?近三十年经济数学和运筹学互
相影响，相互促进，共同发展
? Von neumann 的开创性工作
? 1939年 提出 宏观经济优化的控制论模
型，成为数量经济学的一个经典模型
? 近代对策论创始人之一,1944年与
Morgenstern合作发表, 对策论与经
济行为, 一书，将经济活动中的冲突、
协调、平衡分析问题量化处理，解决
了一些基本问题（二人零和对策）
? 领导研究的电子计算机成为 OR的技术
实现支柱之一
? 慧眼识人最早肯定扶持当时未满 30岁
的 Dantzig从事的以单纯形法为核心
的线性规划研究
三、
运
筹
学
的
历
史
?1、萌芽时期
?朴素的 OR思想自古有
之
?2、早期研究
?,经济表,,一战、
生产组织与计划
?3、形成与发展时期
?二战
?战后
?50~60年代走向成熟
标志：
?队伍壮大，成立学会，创办
刊物，高校开课
?军事运筹学面向未来要求
?大量理论成果问世，系统专
著出版
?各个分支得到充实、完善
?4、近代运筹学
?计算机的崛起使 OR进入
飞速发展期
?LP算法的研究带动各个
分支理论与方法的更大发
展
?新领域新方法不断萌发
?应用范围更加广泛
四、
走
向
成
熟
的
运
筹
学
?1、各个分支充实完善
形成体系
?确定性模型
?数学规划
?线性规划
?整数规划
?非线性规划
?动态规划
?几何规划
?参数规划
?多目标规划
?组合优化
?图论与网络分析
?优选与统筹方法
?随机性模型
?对策论
?排队论（随机服务系统）
?可靠性理论
?库存论
?搜索论
?计算机随机模拟
?决策论
2、
运
筹
学
方
法
论
?从整体优化的角度出
发,使用科学方法
?具有整体性观点
?科学方法：
?使用的人员是一支
综合性队伍
?研究解决问题的一
般过程如下：
确定问题 问题导向适当选择 模型求解 检查模型的有效性 考察执行情况
提出界定问题 构造 OR 模型 优化求解过程 进行解的评价 提供决策支持
?使用的数学方法 ——代数、
分析、概率统计、组合分析、
具有一定实验性质的模拟方
法，大量使用计算机
?与其他学科的交融渗透 ——
计算机科学、行为科学、控
制论、管理科学、系统分析
与系统工程等
3、
大
量
理
论
成
果
问
世
?1947年 Dantzig提出单纯形
法
?50-56年 LP对偶理论诞生
?1951年 Kuhn-Tucker定理奠
定非线性规划理论基础
?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
?1958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
五、
运
筹
学
的
发
展
?1、从 70年代末 -80年代初
对运筹学发展的大讨论引
发的话题
?回顾、反思
60年代开始偏离理论
与实践结合的主流方向
形成“运筹学危机”
?运筹学的生机
?60-70年代各分支理论体
系的充实强化了学科框架，
丰富完备了其特定的方法
论和特有的理论体系
?LP求解算法深入探讨
? 著名的 Klee-Minty反
例
? 哈奇扬的椭球算法
? S.Smale关于单纯形
法计算量（平均意
义下）的结果
?非线性规划突破性进
展
?变尺度法（拟牛顿法）
出现
DFP算法,BFGS算法不
仅理论上完美，而且计算
实践上成功。
为 NLP实际应用提供了
强有力的支持
?60-70运筹学的新领域、
新方法在不断酝酿与萌发
?T.Lsaaty创立层次分析法
(AHP)理论严谨、应用有
力、具有柔性特征、可融
入决策者的偏好和判断
?应用领域的新扩展
*运筹学 理念与方法为诸多技术领域所接受
*航天航 空、汽车、机械等行业广泛采用
“优化设计”,CAD”
*98年 Zimmermann领导的, 全德邮件快递
线路的 优化设计, 属于公路、铁路、航空
部门合 作,在计算机技术和信息技术支持
下完成 的大规模实际应用课题投入使用
(德 Aachen大学）
?第十四届 IFORS大会（ CANADA）
“运筹学进展奖”
一等奖
,国家经济信息系统中的项目评估
系统,
（中科院应用数学所章祥荪、崔晋川）
二等奖
,长江上游生态发展,
（四川联合大学 刘光中等）
*中国的应用成果 ----连续两年
获 IFORS国际大奖
第十五届 IFORS大会（ 1999北京）
“运筹学进展奖”
一等奖
,中国粮食产量预测研究,
（中科院系统所陈锡康、潘晓明、杨翠
红 ）
二等奖
,运筹学在农业管理中的应用,
山东师大赵庆祯
曲阜师大李继乾、王长钰、章志敏
?挑战与契机
四大差距（ Zimmermann 1982）
* 教育与培养
没有真正为大学生、硕士生、
博士生开设的 OR课程，仅仅附属于
管理、工程和数学体系难以造就职
业 OR工作者；
设法教会学生如何与别的学科
交流，掌握行为理论以及学会怎样
实际应用 OR理论与方法
*软件上的差距
OR与信息技术发展脱节，缺
乏面向用户的适用的 OR软件
*沟通上的差距
学术程度很高的封闭式的学
术会议，从不面向管理部门领导
人作报告
*理论上的差距
,好, 的理论不够，同时缺
少非数学的理论，如 OR行为理论、
为工程师所用的理论
2、
运
筹
学
的
未
来
之
路
?过去与现在的前提比较
?OR传统的 Paradigm
?现实世界是系统化、
结构化的，因而生成
了传统的 OR各分支
?环境是稳定的，因果
关系确定
?环境是合作的
?OR新的 Paradigm
?现实世界错综复杂，整体
性态不是所有局部问题的
简单总和
?环境是变化的、冲突的，
存在众多不确定性，不可
能全面预知
?特定的思考与分析过程以
及恰当的方法可以不断修
正认识，从而逐步趋向适
应
结论：
*为适应环境与面对的复杂问
题,OR模型应注意 注入及强化
其柔性 ----接纳人文因素，逐步
接近问题的实质
*方法论上注意 交互式过程
*追求目标从传统意义下的最
优解改变为 可接受的满意解
?根本理念与方向的确立
?理念更新
?柔性将显示出生机与活力
?决策者更多地参与，并在
模型中实现
?以恰当的方式涵盖必要的
非结构化因素
?最优解的度量由纯客观指
标转向允许某些主观判断
---用满意解适当取代最优解
?运行方式由纯程序化求解
转为适当的人机交互式
?实践为本
?在实践中发现新问题，推
动新理论和新算法的研究
成为 OR研究的主流
?问题驱动为主，学科驱动
为辅，互相支持，相辅相
成
?多学科交融
?系统理论、系统分析与系
统工程、信息系统、物流
与设施规划、人工神经网
络、混沌理论等
?前沿与热点
?在“数字地球”的关键技术中
寻求 OR的切入点
（大规模科学计算，海量存储，高
精度卫星图象，宽带网，互操作）
?复杂巨系统与计算机模拟
?生物信息学中的 OR方法
?DP引入生物分子序列比较，预测
外显子和内含子
?寻找基因、启动子和序列对齐等
隐藏统计规律的隐马氏过程方法
?DNA分子生物计算机
?经济博弈论与宏观金融博弈
分析
?供应链管理
?现代优化算法
?禁忌搜索
?模拟退火
?遗传算法
?人工神经网络
?模糊 OR与随机 OR
?现代军事 OR
现
代
军
事
运
筹
学
?平时训练（红蓝军对
抗）
?医疗后送系统的计算
机仿真
?计算机模拟军事演习
?电子对抗
（海湾战争中 Karmarkar
算法的运用）
参
考
文
献
?,运筹学, 教材,
?编写组 清华大学出版社
?陶谦坎 西安交大出版社 1987
?牛映武 西安交大出版社 1994.8
?杨民助 西安交大出版社 2000.6
?徐渝 胡奇英 陕西人民出版社 2001.8
? 陶谦坎, 运筹学应用案例, 西安交
大出版社 1993.5
? 李宗元, 运筹学 ABC成就、信念与能
力, 经济管理出版社 2000.1
? 徐光辉, 运筹学手册, 1999.3
思
考
讨
论
题
?结合你的专业背景，描述几个
可以用运筹学思想、方法解决
的问题
?以小组为单位，选一个感性趣
的问题，深入讨论、完成课程
小实践（结合一个具体背景作
建模、求解、分析的实践）
2009-11-10,现代管理科学理论与实践》系列
讲座
53
谢 谢 大 家！
