淺析運籌學在實際生活中的應用

運籌學在實際生活中的應用摘要：隨著經濟的快速發展和社會的進步，社會各行各業之間的競爭日益激烈，尤其表現為對資源的爭奪。因此，在有限的資源下獲得最大的利益是每個競爭者所考慮的問題，這也是經濟學和運籌學所著重解決的問題。運籌學就是以數學為主要手段、著重研究最優化問題解法的學科。作為一門實用性很強的學科，運籌學可以用來很好的解決生活中的許多問題。運籌學有著廣泛的應用，對現代化建設有重要作用。正因為如此，運籌學在企業決策領域中有著廣泛的應用。眾所周知，運籌學研究的根本目的在于對資源進行最優化配置，用數學的理論與方法指導社會管理，提高生產效率，創造經濟效益。而企業投資的根本目的也是在資源的優化配置和有限資源的有效使用的基礎上，達到既定目標，實現企業利潤最大化。然而，隨著市場競爭的日趨激烈，決策是否有效對于企業生存發展的影響愈來愈大。正確的決策可以使企業獲利并促進企業的發展，而錯誤的或者無效的決策只能使企業無利可獲甚至虧損，阻礙企業的發展。而運籌學、經濟學、博弈論等決策性的科學可以引導投資者選擇最佳投資組合策略，為決策者在投資決策過程中提供一些有價值的思路。用來解決人們用純數學方法或者現實實驗無法解決的問題，對企業正確決策的形成有著積極地促進作用。關鍵詞：運籌學；決策；應用；理論體系；效益一、引言人們無論從事任何工作，不管采取什么行動，都希望所制訂的工作或行動方案，是一切可行方案中的最優方案，以期獲得滿意的結果，諸如此類的問題，通常稱為最優化問題。運籌學就是以數學為主要手段、著重研究最優化問題解法的學科。求解最優化問題的關鍵，一是建立粗細適宜的數學模型，把實際問題化為數學問題；二是選擇正確而簡便的解法，以通過計算確定最優解和最優值。最優解與最優值相結合，便是最優方案。人們按照最優方案行事，即可達到預期的目標。運籌學的應用可大可小，可以處理各種策略性的問題。通過對運籌學的學習，無論是從簡單的故事，還是真實的案例中，我們可以發現，所謂的運籌，是用最小的功效獲得最大的利益。這在我們的生產生活中有極大的意義。運籌學有廣闊的應用領域，它已滲透到諸如礦山、服務、庫存、搜索、人口、對抗、控制、時間表、資源分配、廠址定位、能源、設計、生產、可靠性、等各個方面。二、運籌學概述運籌學作為一門用來解決實際問題的學科，在處理千差萬別的各種問題時，一般有以下幾個步驟：確定目標、制定方案、建立模型、制定解法。雖然不大可能存在能處理及其廣泛對象的運籌學，但是在運籌學的發展過程中還是形成了某些抽象模型，并能應用解決較廣泛的實際問題。運籌學的思想在古代就已經產生了。敵我雙方交戰，要克敵制勝就要在了解雙方情況的基礎上，做出最優的對付敵人的方法，這就是“運籌帷幄之中，決勝千里之外”的說法。但是作為一門數學學科，用純數學的方法來解決最優方法的選擇安排，卻相對較晚。也可以說，運籌學是在二十世紀四十年代才開始興起的一門分支。運籌學的具體內容包括：規劃論（包括線性規劃、非線性規劃、整數規劃和動態規劃）、圖論、決策論、對策論、可靠性理論等。三、運籌學的發展OperationResearch原意是操作研究、作業研究、運用研究、作戰研究，譯作運籌學，是借用了《史記》“運籌于帷幄之中，決勝于千里之外”一語中“運籌”二字，既顯示其軍事的起源，也表明它在我國已早有萌芽。運籌學是一門應用科學，是應用分析、試驗、量化的方法，它使用許多數學工具（包括概率統計、數理分析、線性代數等）和邏輯判斷方法，來研究系統中人、財、物的組織管理、籌劃調度等問題。它對管理系統中人力、物力、財力等資源進行統籌安排，為決策者提供有依據的最優方案，以期發揮最大效益。作為一門非常實用的學科，它在經濟建設和管理中的前景是非常輝煌的。運籌學的思想方法在我國古代就有過不少的記載。如田忌賽馬、沈括運軍糧的故事就充分說明了我國很早不僅有過樸素的運籌思想，而且在生產實踐中實際運用了運籌方法，但運籌學作為一門新興的學科是在第二次世界大戰期間出現的，當時主要是用來解決復雜的戰略和戰術問題。二戰之后，從事這項工作的許多專家轉到了經濟部門、民用企業、大學或研究所，繼續從事決策的數量方法的研究，運籌學作為一門學科逐步形成并得以迅速發展。戰后的運籌學主要在一下兩方面得到了發展，其一為運籌學的方法論，形成了運籌的許多分支，如數學規劃（線性規劃、非線性規劃、整數規劃、目標規劃、動態規劃、隨機規劃等）、圖論與網絡、排隊論、存儲論、維修更新理論、搜索論、可靠性和質量管理等。1947年的求解線性規劃問題的單純形法是運籌學發展史上最重大的進展之一。其二是由于電子計算機尤其是微機迅猛地發展和廣泛地應用，使得運籌學的方法論能成功地即時地解決大量經濟管理中的決策問題。世界上不少國家已成立了致力于該領域及相關活動的專門學會，美國于1952年成立了運籌學會，并出版期刊《運籌學》，世界其他國家也先后創辦了運籌學會與期刊，1957年成立了國際運籌學協會。四、運籌學的理論體系隨著科學技術和生產的發展，運籌學已滲入很多領域里，發揮了越來越重要的作用。運籌學本身也在不斷發展，現在已經是一個包括好幾個分支的數學部門了。比如：數學規劃（又包含線性規劃；非線性規劃；整數規劃；組合規劃等）、圖論、網絡流、決策分析、排隊論、可靠性數學理論、庫存論、對策論、搜索論、模擬等等，由這些分支構成了一個完整的運籌學理論體系。（1）規劃論。數學規劃主要包括線性規劃、非線性規劃、整數規劃、目標規劃、和動態規劃。研究內容與生產活動中有限資源的分配有關，在組織生產的經營管理活動中，具有極為重要的地位和作用。它主要解決兩個方面的問題。一是對于給定的人力、物力、財力，怎樣才能發揮它們的最大效益；二是對于給定的任務，怎樣才能用最少的人力、物力和財力去完成它。這兩個方面有一個共同特點．即在給定的條件下，按照某一衡量指標來尋找最優方案，求解約束條件下目標函數的極值(極大值或極小值)問題。具體來講，線性規劃可以解決生產過程的優化、物流方面的運輸以及資源的配置問題等；整數線性規劃可以求解企業的投資決策問題、旅行售貨員問題等；而動態規劃所研究的對象是多階段決策問題，主要用來解決最短路線問題、多階段資源分配問題、生產和存儲控制問題及設備更新問題等。根據他研究問題的特點，它主要用于總體的生產，存儲和勞動力的配合問題等進行合理的統計規劃，是獲得最大的收益。例如某家制造公司利用了線性規劃的科學理論對生產的成本和勞動力的分配，最后是的企業在制造費用上節省了10%的生產費用。此外還可以用于生產作業計劃，日程表的編排，還有在合理下料，配料問題，無聊問題等方面的應用。（2）決策論。所謂決策就是根據客觀可能性,借助一定的理論,方法和工具,分析問題提出可行方案以及研究從多種可供選擇的行動方案中選擇最優方案的方法。決策問題通常分為三種類型：確定型決策、風險型決策和不確定型決策．針對不同的情形套用相應的模型便可求解。經濟領域中利用決策論解決的問題有：企業管理者制定投資、生產計劃、物資調運計劃的問題。新產品的銷路問題，一種新股票發行的變化問題等。現代的財政與會計分析也多會用到決策分析。（3）運輸問題。運輸問題在研究某些問題是具有其他的方法無法比擬的便利性，當我們遇到一些大宗的物資調運時如煤，鐵，木材等，如何制定合理的調運方案，將這些物資運到各個消費地點而且總運費要達到最小。除了這些還有一些客運問題，如空運問題涉及航班和飛機的人員服務時間的安排，為此國際運籌學協會中還專門設立了航空組，專門研究空運問題中的運籌學問題。水運同樣有船舶航運計劃，港口配置和船到港后的運行安排。而在鐵路方面的應用就更加廣泛了，如經典的并為大家熟知的運輸問題，再婦最長(短)路問題、阿絡流問題(最小費用商品流問題、多商品流問題)等，以及旅行商TSP問題．這些問題都非常容易在交通運輸領域找到廣泛的應用實例。（4）圖論。線性規劃是運籌學中理論比較完善成熟、方法比較方便有效的一個分支，但是用來解決某些大型系統的問題仍能力，具有描述問題直觀，模型易于計算實現的特點，能很方便地將一些復雜的問題分解或轉化為可能求解的子問題。網絡在經濟領域中主要用來解決生產組織、計劃管理中諸如最短路徑、最小連接、最小費用流問題以及最優分派問題等。另外，物流方面的運輸、配送問題，工廠、倉庫等的選址問題等，也可運用網絡分析的知識輔助決策者進行最優安排。總之，特別是在計劃和安排大型的復雜工程時，網絡技術是重要的工具五、運籌學的應用所涉及的領域運籌學在管理領域的應用涉及到以下幾方面：（1）市場銷售。主要應用在廣告預算和媒介的選擇、競爭性定價、新產品開發、銷售計劃的制定等方面。如美國杜邦公司在20世紀50年代起就非常重視將運籌學用于研究如何做好廣告工作，產品定價和新產品的引入。通用電力公司對某些市場驚醒模擬研究。（2）生產計劃。在總體計劃主要用于總體確定生產、存儲和勞動力的配合等計劃，以適應波動的需求計劃，節省10%的生產費用。還可以用于生產作業計劃、日程表的編輯等。此外，還有在合力下料、配料問題、物料管理等方面的應用。（3）庫存管理。主要應用于多種物資庫存量，群定某些設備的能力或容量，如停車場的大小、新增發電設備的容量大小、電子計算機的內存量、合理的水庫容量等。美國某機器制造公司應用存儲論后，節省18%的費用。目前國外新動向是將庫存理論與計算機的物資管理系統相結合。如美國西電公司，從1971年起用5年時間建立了“西電物資管理系統”，使公司節省了大量物資存儲費用和運費，而且減少了管理人員。（4）運輸問題。這涉及空運、水運、公路運輸、鐵路運輸、管道運輸、場內運輸。空運問題設計飛行航班和飛行機組人員服務時間安排等。為此在國際運籌學協會中設有航空組，專門研究空運中的運籌學問題。水運有船舶航運計劃、港口裝卸設備的配置和船到港口后的運行安排。公路運輸除了汽車調度計劃外，還有公路網的設計和分析，市內公共汽車路線的選擇和行車時刻表的安排，出租汽車的調度和停車場的設立。鐵路運輸方面的應用就更多了。（5）財政和會計。這里涉及預算、貸款、成本分析、定價、投資、證券管理、現金管理等。用的較多的方法是統計分析、數學規劃、決策分析。此外還有盈虧分析法、價值分析法等。（6）人事管理。這里涉及六個方面，首先是人員的獲得和需求估計；第二是人才的開發，即進行教育和訓練；第三是人員的分配，主要是各種指派問題；第四是各類問題的合理利用問題；第五是人才的評價，其中有如何測定一個人對組織、社會的貢獻；第六是工資和津貼的確定等。（7）城市管理。這里有各種緊急服務系統的設計和運用，如救火站、救護車、警車等分布點的設立。美國曾用排隊論方法來確定紐約市緊急電話站的值班人數。加拿大曾研究一城市的警車的配置和負責范圍，出事故后警車應走的路線等。此外有城市垃圾的清掃、搬運和處理；城市供水和污水處理系統的規劃……七、結論與傳統數學方法和物理實驗經驗方法相比，管理運籌學具有自己獨特的優越性，面對復雜并且不宜用傳統方法解決的問題，人們可以利用管理運籌學的理論知識進行規劃求解,最終得出比較優越的決策，因此，管理運籌學具有很強的實用性和實用價值，逐漸被人們所應用。隨著經濟的快速發展和社會的進步，運籌學作為一門實用性很強的學科用來很好的解決生活中的許多問題。運籌學在社會各個領域有著廣泛的應用，對現代化建設及人們決策具有重要作用。因此，管理運籌學必定因為它的獨特魅力而不斷被人們所認識和發展，廣泛的應用到更多的領域！八、結語綜上所述，這就是我管理運籌學在實際生活中的應用問題有關資料的相關整理及淺析，由于知識水平和時間有限，不足和錯誤之處在所難免，敬請老師批評指正！參考文獻：【1】【2【3】徐渝，西北地區運籌學研究與應用[D]西安:西安交通大學管理學院，2004；【4】何世偉，宋瑞，胡安洲，運籌學在交通運輸領域中的應用與發展[D]北京:北方交通大學，2000；【5】朱梅，運籌學在管理中的應用[J]上海：《商場現代化》2006年8月（上旬刊）總第475期；【6】胡運