运筹学范文

导语：如何才能写好一篇运筹学，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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运筹无处不在

运筹学是一门通过分析运算来解决实际问题的学科。与其他基础学科相比，运筹学与实际结合得更加紧密，更着眼于解决实际问题。在现实生活中，运筹学发挥着很大的作用。例如，线性规划帮助企业找到最小成本或最大利润；排队论帮助服务机构安排最合适的服务人数；存贮论帮助物流公司解决存货问题；预测学帮助销售人员规划下一年的市场计划。运筹学可以应用于生活的各个方面，当然也可以运用在投资领域，帮助我们进行投资组合的优化。

举个简单的例子，一位投资者打算投资10万元，目标当然是收益最大化，那么他应该如何投资呢?买股票?基金?债券?还是各买一点?如果是每种各买一点，那么比例如何分配呢?这个时候，就轮到运筹学大显身手了。

优化投资组合

首先，投资者可以利用股票、基金、债券的历史收益率结合现实的情况，对未来一年内各种投资产品的收益率做个简单的预测。之后就可以使用线形规划来找到收益最大化的投资组合，当然投资者为了控制风险，也可以适当加入一些固定条件，比如一定要配置20％以上的债券，股票所占比例不能超过总资金的40％等等。我们根据上面的条件做了一个简单的线性规划(提示：其中数据均为模拟数据，不代表实际收益)。

条件1：初始资金10万元：

条件2：股票一年内60％的可能盈利50％，40％的可能亏损20％，

条件3：基金一年内70％的可能盈利30％，30％的可能盈利为0；

条件4债券一年内固定盈利15％，

条件5：必须配置20％以上的债券：

条件6：股票所占比例不得超过40％；

目标为了当年的投资收益最大化，应该如何规划股票、基金和债券所占的比例。

假设投资在股票上的资金为x，基金资金为Y，债券资金为z，则股票投资回报期望=60％×50％+40％×(-20％)=0.22

基金投资回报期望=70％×30％=0.21

X+Y+Z=10万元

X

Z>100000×20％

X.Y.Z≥0

Max[0.22X+0.21Y+15％Z]

通过线性规划求解，得到X=4万元Y=4万元，Z=2万元。

遴选投资方式

运筹学不但能为投资者进行投资组合的优化，还能帮助投资者选择投资方式。比如，有些人希望进行长期投资获得稳定的高额回报，那么如何投资，投资多少钱呢?可以用例子说明。假如一位投资者想在30年之后拥有500万元，该如何规划?假定每年的投资回报率为12％。通过使用运筹学工具进行简单的建模计算，可以得到几种方法。其一，一次性投资17万元：其二，每个月固定投资1400元；其三，每年固定投资2万元。投资者就可以根据自己的实际情况进行决策。如果投资者觉得一次性投资17万元太多了，每年固定投资2万元期限又有点长，每个月固定投资1400元，算下来每个月没有投多少钱，就会选择第二种投资方式。或者在开始的几年内每月定投，之后一次性投资。

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线性规划解决的是：在资源有限的条件下，为达到预期目标最优，而寻找资源消耗最少的方案。其数学模型有目标函数和约束条件组成。一个问题要满足一下条件时才能归结为线性规划的模型：⑴要求解的问题的目标能用效益指标度量大小，并能用线性函数描述目标的要求；⑵为达到这个目标存在很多种方案；⑶要到达的目标是在一定约束条件下实现的，这些条件可以用线性等式或者不等式描述。解决线性规划问题的关键是找出他的目标函数和约束方程，并将它们转化为标准形式。简单的设计2个变量的线性规划问题可以直接运用图解法得到。但是往往在现实生活中，线性规划问题涉及到的变量很多，很难用作图法实现，但是运用单纯形法记比较方便。单纯形法的发展很成熟应用也很广泛，在运用单纯形法时，需要先将问题化为标准形式，求出基可行解，列出单纯形表，进行单纯形迭代，当所有的变量检验数不大于零，且基变量中不含人工变量，计算结束。将所得的量的值代入目标函数，得出最优值。

遇到评价同类型的组织的工作绩效相对有效性的问题时，可以用数据包络进行分析，运用数据包络分析的的决策单元要有相同的投入和相投的产出。

对偶理论：其基本思想是每一个线性规划问题都涉及一个与其对偶的问题，在求一个解的时候，也同时给出另一问题的解。对偶问题有：对称形式下的对偶问题和非对称形式下的对偶问题。非对称形式下的对偶问题需要将原问题变形为标准形式，然后找出标标准形式的对偶问题。因为对偶问题存在特殊的基本性质，所以我们在解决实际问题比较困难时可以将其转化成其对偶问题进行求解。

灵敏度分析：分析在线性规划问题中，一个或几个参数的变化对最优解的影响问题。可以分析目标函数中变量系数、约束条件的右端项、增加一个约束变量、增加一个约束条件、约束条件的系数矩阵中的参数值等的变化。如果将问题转化为研究参数值在保持最优解或最优基不变时的允许范围或改变到某一值时对问题最优解的影响时，就属于参数线性规划的内容。

运输问题是解决多个产地和多个销地之间的同品种物品的规划问题。根据运输问题的独特性，一般采用一种简单而有效的方法：表上作业法。表上作业法先找出运输问题的基可行解，方法有：最小元素法、西北角法、沃格尔法。其中沃格尔法得出的解最接近最优解。然后利用闭回路法或对偶变量法对得到解进行最优性判别。当检验的结果为非最优解时，进行解的改进，然后再进行最优性判别，直到所有的非基变量检验数全非负，得到最优解。在解决运输问题时会遇到产销不平衡的情况，在该情况下，要将该问题转化为产销平衡问题，只需增加一个假象的产地或销地，并将表示该地的变量在目标函数中的系数设为零即可。

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(1)交通运输是我国经济发展的重要组成部分，交通运输的发展促进了我国经济的发展，丰富了人类的生活方式，随着加入世贸组织后，交通运通的重要性越来越大，发挥的作用也越来越重要，因而，交通运输管理工作也是重要的，需要更加完善的、科学的管理体制和管理系统。交通运输管理主要包括公路交通运输管理和铁路交通运输管理，公路交通运输是指人们利用自行车、汽车、拖拉机等交通工具在公路上行驶的过程，其中”公路包括土路、道路和高速公路;铁路交通运输是指人们利用火车交通工具在铁路轨道上行驶的过程，包括普通客运列车、货运列车两类，而客运列车有包括普快车组、快车车组、动车车组以高铁车车组。交通运输管理是指在对公路交通运输和铁路交通运输的的运输情况、运输过程的管理。

(2)交通运输管理体制还包括公路交通运输管理系统和铁路交通运输管理系统两部分，两者相辅相成，有各自独立，最终统一于我国交通运输管理体制的整体，两部分的交通运输管理系统的发展都促进了我国交通运输管理的发展，因而要逐渐改善提高交通运输管理系统的可靠性、科学合理性。

2运筹学在交通运输管理中应用探析

2．1博弈论的运用

博弈论有可称对策论和决策论，包括局中人、策略以及一局对策的得失三个基本要素。对策论是指在竞争过程中做出的决策，而决策是指在管理中做出的决定，历史上的田忌赛马就是最典型的例子，运用博弈论做出决策时，竞争者首先要确定要解决的问题，然后根据客观可能性，发现、搜索和拟定多种解决方案，之后多次决策，包括风险性决策、确定性决策和不确定决策，最后再找出多种解决方案中的一个最优方案。在交通运输管理中，在公路运输和铁路运输发生利益冲突时，运用博弈论，使双方都提出决策，完后再选出最优的决策，这样可以平衡公、铁交通运输两方的利益均衡，促使竞争环境的健康，例如公路货运战场的协同物流系统，有两个货运站组成的协同物流系统和信息中心这三个局中人，其中信息中心是负责调度协同运营，如果两个货运站有利益冲突而不服调度时，作为博弈中的决策者要根据两个货运站提出的不同策略，不断反复博弈，选出一个最优的、双方都满意的策略，从而促进运输管理效率和质量的提高。

2．2数学规划论的运用

数学规划论是指在管理中有关估值和安排的问题，是在指定的条件下，利用线性规划、非线性规划、整数规划和动态规划的方法，通过函数满足条件的情况下，得出极大值与极小值，最后选出最优方案，例如，铁路运输管理中空车调配的问题，运用数学规划论中的线性规划方法，综合影响空车调配问题的多方面因素，以空车消耗最小值的为模型，以空车调配方案利益最大化为目标，通过运筹学中的算法进行求解，最后找出最优的空车调配方案。

2．3库存论的运用

库存论是研究物质最优库存和库存控制的一种理论，在工业生产及其资金物质的运转过程中，必然会发生物质库存问题，如果物资库存量过多，则会占有很大的空间，从而增加了保管费，增加生产成本;如果库存减少，则会不利于销售量的增加，进而减少利润，甚至严重导致停产，例如，寻求铁路空车调配最佳方案问题也是一种物质库存最优问题。

2．4图论的运用

运筹学中的图论是指以网络技术为基础，把复杂的问题，用图与计算机网络对问题进行简单化的描述，然后得出答案，解决问题。在交通运输管理过程中，图论应用在物资运输、物资调运以及车辆调配问题上，例如，在铁路空车调配问题中，就运用了图论中的时空网络技术，获得空车走行费用最小的方案;又如，在选择运输路线问题上，也运用了图与计算机网络，从而获得费用最小、时间最少、路线最短的方案来解决问题。

2．5排队论的运用

排队论又可以称之为随机服务系统理论，主要解决如何改进服务机构或组织的服务问题，主要研究各种系统的排队队长、等待时间以及所提供的服务等各种参数，以获得更好的服务。在现实社会生活各个领域都存在着排队现象，例如在商场购买单时要排队，在拨打电话客服中心电话时也要等待，另外，在交通运输管理中也存在排队现象，例如，在汽车通过一个城市的高速公路路口时要排队等候交费用。

2．6可靠性论的运用

可靠性论主要解决系统障碍问题，提高系统的可靠性，可靠性论包括不可修复系统和可修复系统两大类，不可修复系统的特点是寿命和可靠度高，而可修复系统的特点是有效性高。在铁路枢纽运输管理中就运用了可靠轮的运筹学方法，改善了信息系统方面的不足之处，在原有的图形基础上又增加了可视化信息系统，从而提高了铁路枢纽运输管理信息系统的可靠性和有效性，进而促进铁路枢纽运输管路的发展。

3结论

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【关键词】运筹学；教学改革；管理专业

1.引言

运筹学一词起源于20世纪30年代，至今仍无统一且确切的定义[1]。一般认为运筹学是应用分析、试验、量化的方法，对经济管理系统中人、财、物等有限资源进行统筹安排，为决策者提供有依据的最优方案，以实现最有效的管理。其基本思想是“优化”，而优化无所不在，尤其是在经济管理中，因此我国教育部于1998年颁布的“本科专业目录和专业介绍”中，运筹学被列为“经济管理类专业”的主干课程[2]。

运筹学引入我国后，在经济、军事、高教、管理等各个领域得以广泛应用，运筹学的定量分析对于解决实际问题的思路和特点，适合当今社会对高级管理决策人才的迫切需要。因此，进行运筹学教学改革的理论与实践的研究具有重要的现实意义。

2.管理运筹学课程的特点

2.1 注重整体最优化[1]

运筹学的研究对象是一个系统（如经济系统、管理系统、生产系统等），从整体最优的观点出发，把组成系统的各个组成部分相互结合起来进行综合评价，以实现系统的所有指标的整体最优化。例如产品或服务的质量最好、产品的产量最多、利润最大、成本最低、工期最短，或同时要求若干项指标均达到一定的满意程度等。对于一个企业的决策者来说，必须站在企业全局的角度，协调企业内部个子系统的相关利益，做到统筹兼顾、全面发展。

2.2 多学科的交叉融合[3-5]

运筹学的产生与发展，是众多学科领域的专家学者通力协作、共同努力的结果，已经形成了具有坚实的理论基础、完善的结构体系及一系列分支的交叉性学科。其主要内容包括数学规划（线性规划和非线性规划）、存贮论、排队论、决策论、对策论、图论与网络等，它综合应用了经济学、管理学、数学、物理学、计算机等学科的方法。因此，运筹学是多学科、诸理论相互交叉融合、渗透而形成的一门边缘性学科。

2.3 模型方法的应用

无论运筹学的理论研究还是应用研究，其核心问题都是如何建立适当的模型（通常是数学模型）以解释运行系统的现象和预测系统未来的情况。学习运筹学要掌握的最重要技巧就是提高对运筹学数学模型的表达、运算和分析的能力。

3.教学中存在的主要问题

运筹学是一门综合性很强的交叉性学科，分支较多，每一分支都包括识别问题、建立模型及求解等环节，这要求学生不仅要具备相关的基础知识，如线性代数、概率论、微积分及经济学等，更重要的是要理论联系实际，学会用运筹学的方法解决管理中的实际问题[2]。因此学习的过程难度较大，而教学中也发现了一些问题，具体表现在：

3.1 学生数学基础薄弱

建立数学模型是运筹学研究问题时的最基本手段，没有数学模型，“优化”无从谈起。因此要想学好运筹学，良好的数学功底是前提。然而管理专业学生的数学功底普遍相对比较薄弱，因此一说该课程与数学有关，学生普遍有了抵触情绪。若是授课时一味的进行理论推导及定理的证明，学生就会丧失学习运筹学的积极性和主动性，进而放弃听讲。

3.2 教师重理论轻实践

运筹学是一门实践性很强的课程，对管理专业的学生尤为如此。教学过程重理论轻实践主要表现在两个方面：

（1）现有的多数运筹学教材中的例题和习题，是经过高度抽象后选取的，与企业管理中的实际情况相去甚远，在面对就业压力及实用主义大行其道的今天，若学生在学习的过程中感受不到运筹学在管理中的实际应用价值，就不可能静下心来学习。

（2）由于教师对企业系统的实际运转情况不够了解，很难把企业中的实际案例拿到课堂上去讲授，多数情况下是照本宣科，这就使得教师对运筹学的理论部分讲得多，实际应用部分介绍的少，造成学生错误的认为运筹学就是数学，没什么实际应用价值，纯粹为了应付考试而学习。

3.3 教学手段单一

传统的教学手段是板书教学，由于运筹学课程含有大量的图表，其手工计算过程相当复杂，全部依靠板书教学势必造成信息量太少，上课过程枯燥乏味，学生感受不到学习知识的乐趣。随着计算机技术的应用与发展，多媒体技术得以广泛普及，在课堂上应用多媒体技术教学是现代教学手段的新趋势。然而实践证明，对于运筹学这门课程若全部应用多媒体教学，效果并不理想，究其原因是课件制作的过于粗糙，没能与学生形成互动，幻灯片切换太快，学生来不及进行思考。最后的结果就是教师在台上“照片宣科”，学生在台下伏案睡觉。这说明无论是传统的板书教学还是现代的多媒体教学，都存在着一些弊端，需要加以改进。

3.4 教学内容选择不当

运筹学的分支较多，面面俱到的授课显然是不可取的。另外管理专业的学生有的是文科背景，有的是理科背景，学生层次良莠不齐。因此，如何合理的选择教学内容，既能照顾到不同层次的学生，又能使得后续课程不重复运筹学中的分支内容，值得我们进一步思考。

4.管理运筹学教学改革措施

针对运筹学教学中存在的问题，我们提出了如下改进建议：

4.1 精选教学内容，做好教学设计

如何针对不同的专业及教材选择相应的教学内容，是教师在上课之前要精心准备的。由于管理专业的学生既有文科背景的，又有理科背景的，因此在理论教学时要适当增减。如对于工商管理专业的学生，由于其数学功底相对较弱，因此要相应的减少理论推导及定理证明，只要让学生明确为什么是这样以及如何运用及操作就足够了。道理很简单，我们不需要知道电脑是怎样工作的、运行机理是什么，只要知道怎样围绕着自己的工作需要去使用电脑就可以了。另外运筹学的内容较多，在学时有限的情况下如何取舍就变得至关重要，这就要求教师对专业的课程体系的设置有所了解，知道哪部分内容会在后续的课程中讲到，后续课程重点讲到的，运筹学中可以不讲，避免重复教学，集中精力讲授其它重点章节的内容。如对于物流专业的学生，存储论部分就可以不讲，因为该部分内容会在《仓储管理》课程中重点介绍。

4.2 适当增加案例教学

课堂教学中，可以从实际问题出发，选出具有代表性的典型例题及案例，让学生们自己分析，自己动手解决实际问题，在分析与解决的过程中，逐步锻炼了学生的独立思考和研究实际问题的能力，对模型的求解过程和所得到的结果展开讨论，使学生们能真切的感受到运筹学的确是一门有用的课程，从而激发了学生的主动性和创造性。案例教学要辅以软件的操作及运用，因为多数情况下针对案例所建立的模型都较为复杂，手工求解比较繁琐，因此既要让学生体会到解决实际问题的快乐，又不能使学生陷入繁琐的计算当中去。目前，常用的运筹学软件主要有Lingo/Lindo、Matlab及Excel规划求解软件等，其中Lingo软件编程计算较为简单，易于上手，是较为理想的选择。

4.3 引入多媒体技术辅助教学

辅助教学的意思是仍以板书教学为主，而已多媒体教学为辅，两者做到优势互补、有机结合。那什么时候用板书、什么时候用多媒体呢？本人认为，在讲授每一章的基本算法时，最好通过板书教学的方式，这样在讲课的过程中能够使学生跟住教师的讲解思路，又能有足够的思考时间来帮助其消化吸收。如在讲解单纯形法的基本原理时一定要用板书教学，而之后的大M法、两阶段法以及改进单纯形法等都可利用多媒体教学。另外，在介绍案例时一定要用多媒体技术，这样既可以节约时间，又能保证充足的信息量。

5.结论

为了使运筹学能够真正体现出它的优势和实际应用价值，教师在教学过程中必须不断地破旧立新、与时俱进。本文总结了运筹学在教学过程中存在的主要问题，并有针对性的在教学内容、教学方法及教学手段上给出了合理化的建议，这也是本人多年教学经验的总结，通过同行及学生的反馈信息来看，这种改革取得了较为明显的效果。

参考文献：

[1]胡运权.运筹学教程[M].北京:清华大学出版社,2006.

[2]王广民.研教相融推进运筹学教学改革[J].黄冈师范学院学报,2009,29(6):62-64.

[3]冯丹.《管理运筹学》教学中应注意的问题[J].数学教学与研究,2010(21):72-73.

[4]任俊峰.关于改进运筹学教学的一些思考[J].科技信息,2010(10):366-367.

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关键词：教学改革；运筹学；教学模式

1引言

随着高校课程改革的推进，高等教育已经把对学生综合素质的提高，实践能力的增强，创新精神，创新意识和创新能力的培养作为首要目标。而随着基础教育新数学课程改革的逐步完善和成熟，必然对高等师范数学教育提出更高的要求。因此传统的教学模式已经不适应现阶段教育的要求。随着高师教育课程改革的深入，不仅高师数学专业课程体系要进行改革，而且各门课程的教学模式，包括教学理念，教学方法和手段，教学内容，可利用的教学资源，以及考核的方式等都要随之改变，从而适应高师数学专业培养目标的要求。而运筹学这门课程是高等师范数学专业的一门专业理论基础课程，是软科学中“硬度”较大的一门学科，兼有逻辑的数学和数学的逻辑的性质，是系统工程学和现代管理科学中的一种基础理论和不可缺少的方法、手段和工具。

2课程的特点

运筹学的特点是：运筹学已被广泛应用于工商企业、军事部门、民政事业等研究组织内的统筹协调问题，故其应用不受行业、部门之限制；运筹学既对各种经营进行创造性的科学研究，又涉及到组织的实际管理问题，它具有很强的实践性，最终能向决策者提供建设性意见，并应收到实效；它以整体最优为目标，从系统的观点出发，力图以整个系统最佳的方式来解决该系统各部门之间的利害冲突。对所研究的问题求出最优解，寻求最佳行动方案，所以它也可看成是一门优化技术，提供的是解决各类问题的优化方法。

3现阶段运筹学课程的教学缺陷

目前，在运筹学课程教学过程中，存在以下问题：

（1）教学方法与环境：教学环境及教学活动不能摆脱以课堂为中心，以教师为主体的形式，多媒体教学课件制作质量不高，有的课件只是让书本搬个家，把屏幕当成电子黑板，造成多媒体课件多种感官综合刺激的优势得不到充分体现。现代教育技术是在传统教学和电化教学的基础上进行的教学方法与手段的改造和创新，是根据不同教学内容选择不同的媒体，除拥有电化教学的优点外，提高了课堂讲解的表现力，增加了师生的互动性。现代化教育重视理论联系实际，主张启发式教学，倡导学生的自主学习。但是，在具体的教学过程中也出现了一些问题，最主要的问题是现代教育技术在课堂教学中的效果并不像大家事先所想像的那么理想，以致有的教师对现代教育技术的教学效果提出了质疑，有的教师甚至要放弃这一现代教育手段而继续使用传统的教育方法。

（2）教学内容：按专业课要求讲授运筹学在传统的教学计划中，一般都将运筹学课程归入专业基础课范畴，即认为它是为后续的专业课提供专业基本理论和方法的。这样的理解和安排固然有一定的道理。确实在许多专业的专业课内容中都直接或间接地体现出了运筹学的方法和理论。然而，运筹学虽是一门专业基础课，又有别于一般的专业基础课，它有着十分突出的实践性和实用性特点。因此，从这个角度看，运筹学又是属于专业课范畴的课程，至少具有专业课的性质。

（3）教学实践：运筹学中的许多内容是现代化管理方法的理论基础，而它们往往以计算机软件方式体现。因此，在讲授运筹学的这些内容时，很自然地希望将其与计算机编程方法联系起来，即要有清晰的算法步骤和逻辑关系，要有便于编程的计算方法。目前的运筹学教科书却往往忽视了这一点。

（4）缺乏层次教学：现在运筹学课程仅面向研究生和数学系本科生，其他理工类本科生还没开设最优化方法课程。因此，开展最优化方法课程系列改革，对提高教育教学质量是非常必要的。

4课程的教学改革

针对以上讨论的运筹学课程的特点及目前课程教学的缺陷，结合作者近十年的教学实践，从几个方面对改革的具体措施进行探讨。

4.1教学理念的改革

教学理念改革的关键是教育思想的转变，任何新技术在教学上的应用必然要求教学方法的变革，新的教学方法必须符合新技术条件下的认知规律，运筹类课程的新教学理念的研究与探讨是研究内容之一。

4.2现代化教学技术应用的改革

运筹学课程教学大纲规定的内容，其基本理论和方法既有规范和统一的形式，又有很强的程式化、结构化特点，比较适合于制作统一的教学软件系统，以作为对现有书本教材的重要补充，达到提高教学效果的目的。因此制作电子课件，建设课程网站，丰富教学资源，建设以满足学生自主学习、辅助教师教学为目标的运筹课程的网上教学资源。

4.3教学实践的改革

运筹学中的许多内容往往以计算机软件方式体现。因此，在讲授运筹学的这些内容时，很自然地希望将它们与计算机编程方法联系起来，在数学系运筹学课程在优化方法之后便于编写的相应的计算方法，让学生利用所学的运筹知识和方法通过编程计算去解决实际问题。

4.4教学内容的改革

结合我校的专业特点，选取有特色的优化问题应用案例，将理论和实际紧密结合，将教师科研中最新的优化实例融入教学，优化案例要具有代表性，以突出培养学生分析问题和解决实际应用能力。

5.结论

本文探讨了运筹学课程教学改革的一些措施。在今后的教学过程中，我们必须不断摸索，不断探求，不断尝试新的教学方法，新的教學手段，不断调整教学内容，从而完善教学模式，提高教学质量，培养合格教育人才。

参考文献： 

[1]施光燕，钱伟懿，庞丽萍.优化方法[M].一五规划教材，高等教育出版社，2007. 

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关键词:经济管理专业 应用型人才 运筹学 教学改革

中图分类号:G642.0文献标识码:A

文章编号:1004-4914(2010)04-136-02

运筹学是一门与自然科学、社会科学、技术科学相联系的边缘学科,主要运用分析、量化的方法对有限的资源进行统筹安排,为管理者的决策提供科学依据。其理论和方法在科学管理、工程技术、社会经济、军事决策等方面均有着广泛应用。运筹学作为一门独立的新兴学科已经在国际范围内引起了普遍重视,教育部1998年颁布的《本科专业目录和专业介绍》将运筹学课程列为经济管理类专业的主干课程。因此搞好运筹学课程的教学改革、提高教学质量,是培养经济管理类专业应用型人才的重要保障。

一、经济管理类运筹学课程教学改革的必要性

运筹学是一门集理论性和实践性为一体的综合性软科学。在教学过程中需要以理论为主线,并辅以实践教学。既要重视讲解运筹学的基本概念、理论和方法,帮助学生建立运筹学思想和提高运筹学理论知识水平,又要重视培养学生解决实际问题的能力,达到学以致用的目的。但是当前运筹学课程的教学与经济管理类专业应用型人才培养的要求存在着一定差距。在新的形势下运筹学课程教学改革具有以下必要性。

1.运筹学教学改革是高等教育形势变化的必然结果。我国高等教育早已从精英教育过渡到大众教育阶段。自1999年以来,我国高校开始扩大招生规模,1998年我国普通高校招生108万人,到2009激升至629万人。10余年间,毛入学率从不到10%提升到23%。如此迅速的变化已经给高等教育提出了许多新的课题。此外,自2000年起工商管理等经济管理类专业的学生开始文理兼收。经济管理类专业的学生不论是综合素质,还是数学基础都存在较大的差距。而运筹学课程又是以高等数学、线性代数和概率论等为基础,对学生的数学基础要求较高。很明显,以理论讲授为主的传统运筹学教学方式对于学生来说是很难适应的。

2.传统运筹学教学方式不符合应用型人才的培养目标。高校扩招后,根据学生实际情况和市场人才需求,多数普通高校提出了应用型人才的培养模式。应用型人才培养注重的是实践,即知识的应用能力。而传统运筹学的教学重理论轻实践。教师根据课本讲解公理、定理的数学推导,传授建立数学模型和解题的技巧。由于运算量巨大,在实践环节投入的时间很少,忽视了学生实践和应用能力的培养。导致学习与实践相脱节,学生虽然掌握了解题的方法,但是只能生搬硬套来应付考试,既不能深入理解理论,又不能很好地利用理论解决实际问题。传统的教学方式不仅与运筹学“以应用为主”的教学初衷相违背,同时也偏离了应用型人才的培养目标。

由此可见,运筹学课程的教学面临着巨大挑战。在不降低教学质量的前提下,构建适应新条件下人才培养需要的运筹学教学体系是摆在运筹学教育工作者面前的一个新课题。运筹学课程的教学改革成为必然趋势。

二、经济管理类运筹学课程教学改革的思路

作为专业基础课,运筹学既为后续课程提供理论基础,其本身又具有极强的应用性。面对授课对象的变化,需要转变思想,因材施教。运筹学课程的改革以提高教学效果为目标,以教学内容改革为基础,以教学方法和考核方式的改革为手段,为培养实践能力强、综合素质高的经济管理类应用型人才奠定基础。

1.改革教学内容,理论与实践并重。运筹学课程的教学应该理论和实践并重。理论教学的重点是帮助学生理解基本概念、原理和方法。实践教学的目标是培养学生的应用能力。实践教学可以从课堂和课外两个层面开展。课堂实践教学包括案例分析、课堂实验。其作用是与理论教学形成良好的互动,激发学生的思维和学习兴趣。针对运筹学理论教学枯燥、不易理解的特点,可以根据授课内容的需要设计案例,为学生设置易于感知的现实背景,便于对知识的理解和掌握。针对运筹学计算量大、重复劳动多的特点,可以在学生掌握了基本原理和方法的基础上开设课堂实验,讲授Lindo、Lingo等应用软件。课外实践主要通过课后作业和课程设计等方式强化学生对运筹学理论和方法的理解和应用。

通过改革教学内容,一方面可以降低学习的难度,激发学生的积极性,使学生在实践中加深对理论知识的认识。另一方面训练了学生的应用能力。

2.改革教学手段,提高学习效率。传统运筹学课程教学采用的手段是板书,黑板和粉笔是主要的教学工具。对于运筹学课程来说这种方式耗费时间、效率低下。随着多媒体教学设备的普及,现在的教学又过度依赖多媒体。虽然多媒体教学具有信息量大、直观便捷等优点,但是用该方式推导运筹学基本原理、讲授基本方法效果却并不理想,因为学生缺乏必要的思考准备时间,跟不上教师的思路。

在运筹学的教学中应综合板书和多媒体的优点。对于基本概念、案例等文字量比较大、且易于理解的内容,可以通过多媒体展示。而对于相对复杂的原理和方法则按部就班地采取板书推导、讲解。两者相辅相成,既能节约课堂时间,又能保证学生对知识的消化吸收,从而提高教学效率,改善教学效果。

3.改革考核方式,过程与结果并重。运筹学课程的传统考核方式比较单一,以期末闭卷考试为主。该方式只注重结果,以一次考试的成绩来代表学生的学习效果显然不够科学,往往导致学生平时学习不努力、期末突击应付考试。

为了调动学生的积极性,切实保证学生在培养过程中能够学有所成,可以根据课程的讲授进程,采用不同的方式进行多次考核。将运筹学的考核分为平时成绩和期末成绩。平时成绩包括案例分析、阶段测验、期中考试、实验考核,占总成绩的60%;期末成绩占40%。通过改革将考核方式多元化,变结果考核为过程考核,对学生的学习情况进行综合评价。

4.加强教材、教辅材料建设。运筹学的教材非常多,其中不乏经典之作。不过在应用型人才的培养背景下,多数教材的内容显得较深。在运筹学教学改革中,应根据教学实践编写知识体系完整、内容丰富充实、语言通俗流畅的教材。目前针对运筹学实验教学的教材还不多见,应根据具体的授课内容,编写实验辅助材料。此外,为了便于学生自学,需要将讲义系统化,提前发给学生作为预习和复习的依据。最后,可以借助网络平台,建立习题自测系统、案例系统、答疑系统等,构建立体的教学资料和教学辅助体系。

三、结束语

培养应用型经济管理类人才是高等教育发展和市场需求的必然要求。运筹学作为经济管理类专业的主干课,其改革是整个人才培养模式改革中的重要环节。通过教学内容、教学手段、考核方式和教辅体系的全面改革,定能激发学生学习的积极性,从根本上改善该课程的教学效果,提高学生的综合素质,真正实现学以致用的教学目的。为应用型人才培养模式的改革奠定基础。

[项目来源:本文为黑龙江科技学院教学研究项目“经管类专业《运筹学》课程教学改革的研究与实践”研究成果。]

参考文献:

1.陈荣军.“运筹学”在应用型本科院校的教学实践[J].常州工学院学报,2009(1~2)

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关键词：信息与计算科学专业；运筹学；教学改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）33-0091-02

运筹学是近40年来发展起来的一门新兴学科。它的目的是为行政管理人员在做决策时提供科学的依据。因此，它是实现管理现代化的有力工具。运筹学在生产管理、工程技术、军事作战、科学实验、财政经济以及社会科学中都得到了极为广泛的应用[1，2]。我校的信息与计算科学专业隶属于信息与数学学院，运筹学一直被定为专业必修课列入培养方案，有多年的教学历史。笔者在运筹学课程的教学过程中，探索适应信息与计算科学专业培养目标和学生特点的教学方法，积累了一些想法并付诸于实践，取得了一定的效果。

一、信息与计算科学专业和运筹学的特点及关系

信息与计算科学专业是以信息领域为背景，数学与信息、管理相结合的交叉学科专业。该专业培养的学生具有良好的数学基础，能熟练地使用计算机，初步具备在信息与计算科学领域的某个方向上从事科学研究，解决实际问题，设计开发有关软件的能力。毕业生适合到企事业单位、高科技部门、高等院校、行政管理和经济管理部门，从事科研、教学和计算机应用软件的开发和管理工作，也可以继续攻读信息与计算科学及相关学科的硕士学位。运筹学的基本特点是：（1）运筹学已被广泛应用于工商企业、军事部门、民政事业等研究组织内的统筹协调问题，故其应用不受行业、部门之限制。（2）运筹学既对各种经营进行创造性的科学研究，又涉及到组织的实际管理问题，它具有很强的实践性，最终能向决策者提供建设性意见，并应收到实效。（3）它以整体最优为目标，从系统的观点出发，力图以整个系统最佳的方式来解决该系统各部门之间的利害冲突。对所研究的问题求出最优解，寻求最佳的行动方案，所以它也可看成是一门优化技术，提供的是解决各类问题的优化方法。（4）多分支。运筹学的主要分支包括：线性规划、整数规划、目标规划、非线性规划、动态规划、图论与网络分析、存储论、排队论、对策论等。结合信息与计算科学专业特点以及上述运筹学特点，笔者认为信息与计算科学专业学生学习运筹学的目的是综合各学科知识，利用运筹学的方法来对实际问题进行定量的分析和建模，同时牢固掌握各种优化算法，并能利用各种编程工具将优化算法予以实现，从而达到提高学生解决实际问题的能力。

二、传统教学中存在的问题及改进措施

运筹学作为信息与计算科学的专业必修课程，能够为信息与计算科学的培养目标提供有效支持。但是实际教学效果，却往往达不到预期的效果。下面将针对传统运筹学教学过程中存在的问题提出一些改进的方法。

1.教学目的的改进。由于我校信息与计算科学专业隶属于信息与数学学院，导致在传统的运筹学教学中，存在重理论与分析、轻应用与实现，即仅重视数学模型的构造以及解的存在性分析，而忽略了模型的有效求解，加之信息与计算科学专业学生本身动手能力不强，导致很多同学在运筹学的学习过程中进入了“运筹数学”层面[3]。笔者认为，运筹学教学应该是理论与实践相结合，算法是运筹学的重要组成部分，也是运筹学的精髓，但是仅仅注重构造数学模型和算法的设计，而忽略算法的编程实现是不可取的。运筹学的教学应该使学生在熟悉运筹学各类问题的基础上，重点培养学生分析问题，根据实际问题建立恰当的数学模型，并利用编程软件编程求解各种实际问题的能力。最大限度地发挥运筹学对学生各方面素质和能力的提升，应该成为信息与计算科学专业运筹学教学的目的。

2.教学内容的改进。传统的运筹学教学内容是以典型问题为依据来引出运筹学的各类问题的数学模型，并着重研究问题的求解算法以及算法的灵敏度分析。这些内容对于数学基础较好的信息与计算科学专业学生而言，学习起来并不是十分的困难。然而，由于运筹学的内容比较丰富，学习的课时有限，不可避免地导致忽略了运筹学的实践教学环节。这对于提高学生的动手能力是极为不利的[4]。根据上面教学目的的改进措施，笔者在运筹学的教学过程中将教学重点放在有关数学规划的算法设计章节，突出讲解算法的设计思路，并要求学生将传统的算法，如单纯形算法、分支定界算法、最速下降法等进行编程实现。该项措施能够保证在有限的教学课时内，充分发挥学生的能动性，不但掌握了运筹学的精髓部分，同时提高了学生的动手能力，真正提升学生运筹学的应用能力。

3.教学方法的改进。运筹学是以数学分析为主要的工具，如果在运筹学的教学中，教师按部就班，平铺直叙，忽视案例教学，就会让学生觉得运筹学与数学分析、高等代数一样，学习起来枯燥乏味，从而失去了运筹学的本质特征。针对上述情况，笔者在运筹学的教学过程中，对运筹学的教学方法的改进做了如下尝试：①加强案例教学。在每一章开始的部分，利用经济管理的实际问题，引出需要讲解的内容，引导学生利用所学的知识尝试解决该实际问题，而不是利用书本上较为抽象的例子给出讲解内容。该项措施提高了学生学习运筹学的兴趣，培养了独立解决实际问题的能力。②鼓励学生参与教学。传统的课堂教学以教师的讲授为主，学生极少参与课堂教学。结合运筹学的教学目的，笔者在运筹学的教学过程中积极鼓励学生参与课堂教学，发表自己的观点和想法。对于提出有创新性想法的同学，在期末考试时给予一定的额外加分。实践证明，该项措施切实提高了学生参与课堂教学的积极性，课堂氛围也有极大的改观。③加强实践教学环节。实践教学是运筹学教学的核心组成部分。笔者在运筹学的教学过程中对实践教学划分为两个部分：其一是要求学生将数学规划的有关算法进行编程实现，编程工具的选择上以C++为主，Matlab为辅，同时严格验收过程；其二是组织学生以小组为单位，自行选择相关实际问题作为研究课题，完成问题描述、数据分析、数学建模以及选择合适的运筹学方法求解数学模型。这样，让学生真正体验到运筹学在实际应用上的完整流程，同时培养了学生的团队协作精神。④完善课后答疑。作为运筹学的初学者，学生不可能很快掌握运筹学的理论与方法。笔者所在学院为该课程配备了一名辅导教师，专门负责课后答疑以及实践环节的指导工作，使学生的疑问能够得到及时的解决。

4.加强与相关课程的联系。运筹学是信息与计算科学的专业必修课，针对信息与计算科学专业的专业特点，其教学需要学生牢固掌握数学分析、高等代数的相关理论与方法。因此，为了学生能够较好地学习运筹学，需要在运筹学相关章节讲授之前与相关专业课程进行有效的衔接，将运筹学的教学自然融入到整个课程体系。如线性规划的单纯形方法教学，要和高等代数中线性方程数的求解方法相结合；无约束优化问题的教学要和数学分析的极值条件相结合；有约束优化问题的教学要和数学分析中的Lagrange方法相联系；图论的教学要和离散数学、数据结构中的相关章节相联系等等。

总之，不能将运筹学的教学与信息与计算科学专业的整个课程体系相割裂，而是在运筹学的教学过程中，积极引导学生将所学章节与相关课程进行联系，从而强化运筹学在整个教学体系中的重要性。

三、教学改革效果分析

经过近四年的运筹学教学改革，取得了良好的效果。（1）学生对运筹学的学习兴趣得到了极大的提高，该点可以从学生上课的精神状态、完成作业以及考试情况得到体现。（2）极大提高了学生动手能力。通过运筹学实践教学环节，学生的动手能力得到了极大的提高，据不完全统计，信计专业有近30%的毕业生从事IT行业，受到了用人单位的好评。每年都有IT行业的公司到本院来招聘信计专业的毕业生。（3）每年信息与计算科学专业的毕业生有近10%考取985高校的硕士研究生。毕业生良好的综合素质得到了复试专家的一致好评。

在以后的运筹学教学过程中，我将对运筹学课程的考核方式、学生竞赛等方面进行积极的尝试，争取能够取得更大的成绩。

参考文献：

[1]《运筹学》教材编写组.运筹学[M].第四版.北京：清华大学出版社，2012.

[2]胡运权.运筹学基础及应用[M].北京：高等教育出版社，2011.

[3]欧阳瑞，陈春华.在运筹学教学中要体现数学建模思想[J].长春教育学院学报，2011，（27）.

[4]蔡天鸣.信息管理与信息系统专业运筹学教学改革研究[J].都市家教，2012，（9）.

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管理运筹学是工商管理专业的一门骨干课，同时也是一门管理学、应用数学、计算机学等学科交叉学科。在本科教学向应用型转变的大背景下，管理运筹学的课程设计也应做出相应变化。应当对管理运筹学课程进行重新设计，提高案例教学和启发式教学的比重，增加管理运筹学软件的学习课时，对考核方式进行调整和优化，为培养应用型管理人才贡献一份力量。

关键词：

应用型本科；工商管理；管理运筹学

运筹学是一门新兴的学科，是使用定量方法进行决策的一门科学，自20世纪30年代诞生以来，取得了长足发展，特别是计算机技术的发展，极大的拓宽了运筹学的研究范围。同时运筹学还是一门应用型很强的学科，在军事、农业、系统工程等领域有着广泛应用，而管理运筹学就是使用运筹学的方法来解决工商管理中的实际问题。目前很多学校在向应用型进行转变，在此背景下，管理运筹学的教学也应当更加注重应用性，为培养应用型人才做出自己的贡献。

1管理运筹学学科的特点

1.1引进数学的研究方法

管理运筹学是一门交叉学科，囊括了管理、经济、数学、计算机等学科的思想，其主要研究的问题来自于社会的经济管理实践，而主要的解决手段就是各种数学方法。因此，要学好管理运筹学，就需要学生具备一定的数学基础。如在构建和求解线性规划模型的过程中，首先需要学生将具体的问题抽象成函数的表达形式，其次在求解的过程中，无论使用图解法还是单纯形表法，都需要学生具备一定的高等数学和线性代数的知识。

1.2注重对实际问题的分析

管理运筹学注重对工商管理中实际问题的研究。管理是一门艺术，同时也是一门科学，而管理运筹学正是管理科学性的重要体现。目前管理运筹学主要的研究问题有以下几个方面：生产计划、运输问题、存储问题、人力资源管理问题等。这些问题都来源于管理实践，需要使用运筹学的方法进行解决。如生产计划问题，其目标就是在给定生产资料下，实现企业利润的最大化，或在给定生产目标下，实现生产成本的最小化。由此可见，管理运筹学所研究的问题有着十足的现实意义。

1.3理论与实践相互促进

近年来，管理运筹学取得了长足发展，其中一个重要原因就是该学科重视理论和实践的相互促进。从上文中我们可以发现，管理运筹学的研究问题来自于工商管理的实践，而管理运筹学的理论主要体现在数学方法上。运筹学理论的发展，促进了运筹学研究范围的进一步扩大；同时实践问题的不断革新，也对管理运筹学理论提出了更高的要求。作为工商管理类的学生，需要更加关注对管理实践问题的梳理和总结；对管理运筹学的最新手段需要及时掌握，而不需要对相关理论进行深入研究。

2管理运筹学教学中存在的问题

2.1学生抵触学习

数学作为管理运筹学的基本工具，在管理运筹学中有着重要作用，学生是否具备一定的数学基础，是决定其能否学好管理运筹学的关键因素。但在实践中，工商管理类属于文理兼招，并且文科生所占的比重很高；从学生的性别来看，工商管理类各专业中女生往往占据着绝对多数，这两个原因导致工商管理类的学生数学基础较为薄弱。管理运筹学同工商管理类开设的其他课程有着较大差别，也是造成学生抵触学习的原因之一。如对于会计专业的学生而言，其各个学期学习的课程几乎都是围绕着会计学，如成本会计、管理会计、审计等。这使得学生无法对这门课进行定位，不能充分认识到这门课的重要性，会造成学生主观认为这门课同其未来的就业缺乏联系，降低其学习兴趣。

2.2过分重视理论

管理运筹学是运筹学在管理学中的应用，管理运筹学的很多研究者都来自于运筹学领域，因此他们编著的教材更加偏重于理论部分，如各种数学模型的推导，而管理学的内容所占篇幅较少。教材的编写过分重视理论，不仅导致了教材晦涩难懂，同时也极大的影响了学生学习的积极性。随着计算机技术的快速发展，管理运筹学问题的求解过程变得十分简便，计算的精度也大大提高，因此不需要过分强调学生一定要掌握手工计算的方法。同时过分重视理论学习，也使得管理运筹学背离了应用型学科的初始设定。学习管理运筹学更是希望学生在面对管理的实际问题时，能够具备全面、系统的思维方式。

2.3考核方式单一

目前，管理运筹学在很多学校都是以考试的形式进行考核。而考试的形式，又决定了考察的内容主要以理论为主，相应的计算题也比较简单，而不能充分反映学生对管理运筹学的实际应用能力。随着计算机技术的快速发展，特别是管理运筹学相关软件的普遍应用，很多学校在教学中已经设置了一定比例的上机操作。但由于上机操作部分不在考试内容之中，学生在学习时往往不够认真，学习效果也十分有限。

3管理运筹学课程改革思路

3.1对管理运筹学课程进行重新设计

针对管理运筹学教学中存在的诸多问题，特别是为了适应教学向应用型转变，应当对管理运筹学课程进行重新设计。首先，为了解决学生数学基础差，在线性规划建模和求解过程的困难。应当将管理运筹学设置在第四学期，也就是在学生完成高等数学和线性代数的课程学习，一些管理运筹学所需的数学知识还掌握的比较牢固。同时在教学过程中，教师也应对一些基础数学知识进行讲解，增强学生对所涉及数学问题的认识和理解。在教学手段上，不能过分依赖多媒体教学。通过实践，我们发现使用多媒体教学虽然是对课堂的丰富，也能减轻教师的教学负担。当多媒体的教学手段，同样也会导致授课节奏变快，进一步增加学生对管理运筹学知识学习的难度。因此，应当适当增加黑板教学的比重，特别是在理论教学部分，使学生有充足的时间来理解所学知识，提升管理运筹学的教学效果。管理运筹学是工商管理专业的一门专业基础课，几乎所有的学生都需要学习这门课，同时上课的人数往往在100人左右。而过多的学生，也增加了授课的难度，同时也对学生的听课效果产生了负面影响。因此，建议应严格控制管理运筹学的课程规模，以1～2个班，不超过50个人为优。

3.2提高案例教学和启发式教学的比重

管理运筹学是一门应用性很强的学科，是使用运筹学的手段来解决管理学中的实际问题，因此，管理运筹学的教学内容应当紧密同实际进行联系。特别是在本科教育应用型转型的大背景下，更应增加案例教学在管理运筹学中的比重。案例教学能够提高学生学习的积极性，同时通过丰富的案例教学，也能使学生更加认识到管理运筹学在管理中所发挥的巨大作用。同时为了进一步提升学生学习案例教学的兴趣，也可以在课程的初始阶段，鼓励学生提供一些管理运筹应用的素材，而老师对学生提出的实践问题进行加工和优化，使其真正成为一个管理运筹学的典型案例。同时也要加强启发式教育。传统的管理运筹学以“填鸭式”教学为主，不仅教学效果较差，同时也使得学生缺乏主动学习的机会。因此，应当加强启发式教育在管理运筹学教学中的应用。教师针对每个章节的内容，设置一些实际问题，通过对实际问题的分析，引出本节课的主要知识点。对线性规划模型的求解过程，也应紧密同已学过的知识点进行联系，通过学生的自主学习和主动探索来加深其对新知识点的认识和理解。如在学习单纯性表法求解前，可以紧密同图解法进行联系，指出每一个基本可行解在图中的位置，这样可以使知识点联会贯通，同时也能使学生体会到管理运筹学并没有那么难以学习。

3.3增加管理运筹学软件的学习课时

管理运筹学软件的普遍应用，是管理运筹学教学的一大突破。目前各个学校普遍使用的教学软件有Lindo、Lingo、Excel等，这些软件的应用，不仅极大的降低了学生手工求解线性规划问题的难度，同时也使学生掌握了一门实用工具，对其未来的就业提供较大的帮助。传统的手工求解线性规划问题，不仅过程繁琐、求解速度慢，同时当决策变量的数量多于10个时，学生几乎不能进行求解。而管理运筹学软件的应用就解决了这一问题，即提高了运算的精度，又极大的降低了学生学习的难度，提高了其学习的积极性。因此，应当增加管理运筹学软件学习的课时量，通过实践证明，将软件学习的课时量占到总学时的20%，就能够使学生基本掌握软件的操作过程，同时也能对学生掌握理论知识有着很好的促进作用。在课下，也应组织一些兴趣小组，将有想深入学习管理运筹学的同学组织起来，组织大家对管理中的实际问题进行研究，鼓励同学进工厂、进企业进行调研，并将所学知识应用到实践中。通过这样的学习过程，打破课堂同实践之间的隔阂，使同学认识到管理运筹学在实践中的巨大作用，并实现将学生培养成应用型人才的目标。

3.4对考核方式进行调整和优化

最后，应当对管理运筹学的考核方式进行调整和优化。为了实现本科教学向应用型转型，我们对管理运筹学的课程进行了全新设计，在课堂教学中提高案例教学和启发式教学的比重，增加管理运筹学软件学习的课时量；在课后，组成管理运筹学兴趣小组，鼓励同学将所学的运筹学知识应用到管理实践之中。这样的课程设计，符合本科应用型教学的培养目标，同时也保证了对学生全面能力的培养。因此，管理运筹学的考核方式也应适应这样的变化，对考核方式进行调整和优化。应当适当降低笔试考试的所在比重，而增加对学生上机操作和课外实践的考核，通过全面的考核体系，即增强学生对上机操作和课外实践的重视程度，同时也是对其自身全面能力提升的一种督促和促进。

4结语

本科教学向应用型转变是我国教育的发展方向，管理运筹学作为工商管理类专业的一门重要课程，也应进行重新设计以实现这一目标。本文通过对目前管理运筹学特点以及存在问题的梳理，提出应用型本科工商管理专业管理运筹学课程设计的实施办法，希望对提高管理运筹学的教学效果提供一些帮助，同时这也是培养应用型管理人才的一种有益尝试。

作者：李森 单位：沈阳建筑大学商学院

参考文献

[1]杨嘉歆.管理运筹学中板书和多媒体教学的有机结合[J].价值工程,2012(06).

[2]何丽红,陈士成.管理运筹学课程的教学改革与实践[J].教育教学论坛,2011(34).

篇9

1、运筹学的模型有三种基本形式，即形象模型，模拟模型和数学模型。

2、《运筹学模型及其应用》主要介绍了运筹学的基本理论及其在工程实际中的应用。共11章，内容包括绪论、线性规划模型、运输问题模型、整数规划模型、多目标规划模型、图与网络模型、动态规划模型、存储模型、排队模型、决策模型、对策模型等。书中配有大量训练题并在附录中给出了参考答案。书后光盘刻录了本书中所有实例和案例求解的LINGO程序。

（来源：文章屋网 ）

篇10

关键字：下料问题 线性 建模

1、问题的提出

为了说明最优化下料问题的重要性，我们先看一个实例：

例2 用长7.4米的条钢来做100套钢筋架子,每套架子有2.9米,2.1米和1.5米的条钢各一根,问最少需要多少根定长为7.4米的条钢才能做成。

解：本题共有八种下料方法，具体方法和余料见下表

设xj表示第j种下料方式所消耗的原材料根数.则该问题的数学模型为:

Min S1=x1+x2+…+x8

2x1+x2+x3+x4 ≥100

2x2+x3+ 3x5+ 2x6+x7≥100

x1 +x3+ 3x4 + 2x6+ 3x7+ 4x8≥100

xj≥0且为整数(j= 1,2,…,n)

由此可见,合理下料问题模型应当是以所有下料方式所用根数的总和为目标函数的非等式整数线性规划。

经计算最优方案为x1=30，x2=10，x4=50其余xj=0，即按方案1切割30根原材料，按方案2切割10根原材料，按方案4切割50根原材料，总计切割原材料90根就能得到规定的100套钢架用料，剩余料头总长度最小为16米。

2、下料问题最优化的探索研究

随着世界能源的不断消耗，最大限度的合理利用资源、节约资源已成为世界人民迫切关注的问题。下料问题就是研究怎样在满足客观条件和可以接受的时间下优化排样得到最优解或近似理论最优解，它可以分为一维及多维问题。今人们仍然没有好的方法在多项式时间内给出问题的最优解。一般说来求解一维下料问题有两种方法:一类是基于求解线性整数规划模型的方法;另一类是启发式算法。本文就一维问题进行研究和探讨，分析说明了多种模型建立的优缺点，用于解决运筹学中的问题。

运筹学教材中的线材下料问题通常指的是，制做n套产品(如钢架)需要使用m种不同的规格用料，各种规格用料的长度要按由长到短的顺序排列，并分别记为11，犯，…，1.，每套产品需要不同规格的用料数，分别记为m1，m2，…根。已知原材料的长度为L，问应如何下料，可使所用线材原材料最省?这类问题一般是有解的，通常处理的方法是将其作为规划问题来处理。

对于上述问题，SID一CSP由前苏联经济学家Kantorovich于1939年提出，他给出了一维下料问题第一个线性整数规划的模型，该模型如下：

式中：y=l表示第k根原材料已经被切割；y=0表示第k根原材料未使用；Xk为整数，表示第k根原材料上切割下第i种订货材料的数量；K表示完成切割任务需要的原材料根数的上界。

此种方法的解的范围过大，精确度不高，为了提高解的精确度，更多的模型被建立，精确度有了进一步的提高，但是，各个模型都存在着各自的缺点。

HaesslerSHP方法

1975 Haesslert切割机调整成本模型，并指出了一步一步的启发式算法（SequentialHeuristieProcede），在实际的工业生产企业的调查，需要调整的成本成为需考虑的一部分，有时甚至此项成本超过实际耗用的原材料成本。Haesslert给出的模型和算法是建立在切边损失基础上，如下式：

式中：c1为单位切边损失的价格；c2为切割方式变化的费用；Rl、Ru为材料的上下限，x=0时，δ为0，x>0时，δ为1。

在上述算法中，每步需要解决的问题是计算其中的两个未知量，一个为每根原材料切割下订货材料的平均根数，另一个为需要的原材料估计。然后，在这两个量的基础下，考虑前允许的最大切边损失和尽量少的切割次数等因素，进行下一步的计算。这种方法在一定条件下为了达到较高的重复利用率从而降低了切边所带来的损失。

这个方法的优点是解都是整数，这是这种方法的优越之处，因而不需要再作调整。可以得到和需求一样多的切割方法。但是该方法的最后几步的选择中也有不太合理的地方，例如何时做出不合理的判断并利用线性规划求解剩余的下料问题和如何估计切割所使用的步数是有待研究的。

由Vahrenkamp提出的一个随机产生切割方式的方法，即SHP(RSHP)法，这种方法在计算随机产生SID―CSP时发现当下料(长度、数量)序列的分布和随机算法中采用的概率分布大体相近的时候，RSHP方法能够较快地求到所有可能的切割方式；但当两者相差很远时，RSHP表现出极大的波动性，求解需要花费很长的时间。所以对于概率意义上不太精确的逼近还有待研究。Gradisar将一种字典排序的方法应用于多种原材料一维下料问题，以需求项作为求解的主导，设置参数来调整切边损失与切割方式之间复杂度的权，并考虑SHP最小化约束条件的影响。Gradisar将基于线性规划的方法和基于启发式的SHP方法相结合，将问题首先转化为用线性规划的方法求最优解的模式，然后从得到的结果中的删除比需求的量多的解，再利用SHP方法进行求解，最后得到的解为两部分解的和，这样既能减少切边损失的量又能得到确切的需求量。

3、后记